2022-2023学年新教材高中物理课时跟踪训练十九放射性元素的衰变新人教版选择性必修第三册

1、PAGE PAGE PAGE 5课时跟踪训练（十九） 放射性元素的衰变A级双基达标1多选目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出具有放射性的惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了B衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D发生衰变时，生成核与原

2、来的原子核相比，中子数减少了4解析：选BC半衰期遵循统计规律，对单个或少数原子核是没有意义的，A项错误；根据三种射线的特性及衰变实质可知B、C两项正确，D项错误。2A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出粒子，另一个放出粒子，与粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示粒子、粒子以及两个剩余核的运动轨迹，则()Aa为粒子轨迹，c为粒子轨迹Bb为粒子轨迹，d为粒子轨迹Cb为粒子轨迹，c为粒子轨迹Da为粒子轨迹，d为粒子轨迹解析：选C两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变，由于无外力作用，动量守恒，所以原子核发生衰变后，新核与放出的

3、粒子速度方向相反，若它们带相同性质的电荷，则它们所受的洛伦兹力方向相反，则轨道应是外切圆，故左图应该是原子核发生了衰变，又因为req f(mv,Bq)，半径大的应该是电荷量小的粒子的运动轨迹，A、D错误。若它们所带电荷的性质不同，则它们的轨道应是内切圆，右图所示的轨迹说明是放出了与原子核电性相反的电荷，故应该是发生了衰变，半径大的应该是电荷量小的电子的运动轨迹，故B错误，C正确。3关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有()A放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B利用射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，

4、其结果一定是成为更优秀的品种D用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害解析：选D利用放射线消除有害静电是利用射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电消除，A错误；射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来进行人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，B错误，D正确；DNA变异并不一定都是有益的，C错误。4在一个eq oal(238, 92)U原子核衰变为一个eq oal(206, 82)Pb原子核的过程中，发生衰变的次数为()A6次B10次C22次 D32次解析：选A一个eq oal(238, 92)U原子核衰变为一个eq oal(206, 82)Pb原子核的过程中，发

5、生衰变的次数为(238206)48(次)，发生衰变的次数为28(9282)6(次)，选项A正确。5某原子核A先进行一次衰变变成原子核B，再进行一次衰变变成原子核C，下列说法正确的是()A核C的质子数比核A的质子数少2B核A的质量数减核C的质量数等于3C核A的中子数减核C的中子数等于3D核A的中子数减核C的中子数等于5解析：选C原子核A进行一次衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A比核C多3个中子，多1个质子，选项C正确，A、B、D错误。6本题中用大写字母代表原子核，E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可记为下式：

6、Eeq o(,sup7()Feq o(,sup7()Geq o(,sup7()H，另一系列衰变如下：Peq o(,sup7()Qeq o(,sup7()Req o(,sup7()S，已知P和F是同位素，则()AQ和G是同位素，R和H是同位素BR和E是同位素，S和F是同位素CR和G是同位素，S和H是同位素DQ和E是同位素，R和F是同位素解析：选B由于P和F是同位素，设它们的质子数为n，则其他各原子核的质子数可分别表示如下：n2Eeq o(,sup7()nFeq o(,sup7()n1Geq o(,sup7()n1HnPeq o(,sup7()n1Qeq o(,sup7()n2Req o(,sup

7、7()nS由此可以看出R和E是同位素，S、P和F是同位素，Q和G是同位素。故B正确，A、C、D错误。7多选一个质子以1.4107 m/s的速度撞入一个孤立的静止铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍。则下列判断中正确的是()A核反应方程为eq oal(27,13)Aleq oal(1,1)Heq oal(28,14)SiB核反应方程为eq oal(27,14)Aleq oal(1,1)Heq oal(27,14)Sieq oal(1,0)nC硅原子核速度的数量级为107 m/sD硅原子核速度的数量级为105 m/s解析：选AD由题

8、意可得核反应方程为eq oal(27,13)Aleq oal(1,1)Heq oal(28,14)Si，由动量守恒定律得m1.4107 m/s28mv，解得v5105 m/s，因此选项A、D正确。8.多选地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半。铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的原子总数。由此可以判断出()A铀238的半衰期为90亿年B地球的年龄大致为45亿年C被测定的古老岩石样品在90

9、亿年时的铀、铅原子数之比约为14D被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为13解析：选BD由题意、半衰期的含义及铀238衰变后含量随时间的变化规律图像可知：铀238的半衰期和地球的年龄均大致为45亿年。再由图像可知：被测定的古老岩石样品在90亿年时铀原子数的相对值为0.25，即占总原子数的eq f(1,4)，由此可推知，其中铅占总原子数的eq f(3,4)，铀、铅原子数之比约为13，选项B、D正确。91934年，约里奥居里夫妇在用粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还探测到了正电子。正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子，更意外

10、的是，拿走放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期。原来，铝箔被粒子击中后发生了如下反应：eq oal(27,13)Aleq oal(4,2)Heeq oal(30,15)Peq oal(1,0)n。这里的eq oal(30,15)P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的。(1)写出放射性同位素eq oal(30,15)P放出正电子的核反应方程；(2)放射性同位素eq oal(30,15)P放出正电子的衰变称为正衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正衰变中的正电子从何而来？解析：(1)根据质量数、电荷数守恒，eq oal(3

11、0,15)P放出正电子的核反应方程为eq oal(30,15)Peq oal(30,14)Sieq oal(0,1)e。(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正衰变是原子核的一个质子转变成一个中子，同时放出一个正电子，反应过程为eq oal(1,1)Heq oal(0,1)eeq oal(1,0)n。答案：(1)eq oal(30,15)Peq oal(30,14)Sieq oal(0,1)e(2)eq oal(1,1)Heq oal(0,1)eeq oal(1,0)nB级选考提能10.放射性元素eq oal(238, 92)U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成eq oa

12、l(210, 83)Bi，而eq oal(210, 83)Bi可以经一次衰变变成eq oal(210,a)X(X代表某种元素)，也可以经某一衰变变成eq oal( b,81)Tl，eq oal(210,a)X和eq oal( b,81)Tl最后都变成eq oal(206, 82)Pb，衰变途径如图所示。则下列说法错误的是()Aa84Bb206C.eq oal(210, 83)Bieq oal(210,a)X是衰变，eq oal(210, 83)Bieq oal( b,81)Tl是衰变D.eq oal(210, 83)Bieq oal(210,a)X是衰变，eq oal(210, 83)Bieq

13、 oal( b,81)Tl是衰变解析：选Deq oal(210, 83)Bi经过变化为eq oal(210,a)X，质量数没有发生变化，为衰变，即eq oal(210, 83)Bieq oal(210,a)Xeq oal(0,1)e，故a84，eq oal(210, 83)Bi经过变化为eq oal( b,81)Tl，核电荷数少2，为衰变，即eq oal(210, 83)Bieq oal( b,81)Tleq oal(4,2)He，故b206，故A、B、C正确，D错误。11.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44

14、1，如图所示，则下列说法错误的是()A粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B原来放射性元素的原子核电荷数为90C反冲核的电荷数为88D粒子和反冲核的速度之比为188解析：选D微粒之间相互作用的过程中遵循动量守恒，由于初始总动量为0，则末动量也为0，即粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，故A正确。由于释放的粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动，由Bqvmeq f(v2,R)得Req f(mv,qB)。若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对粒子：R1eq f(p1,B2e)，对反冲核：R2eq f(p2,BQ2e)，由于p1p2，R1R2441，得Q90，故反冲核的电荷数为88，故B、C正确。它们的速度大小与质量成反比，故选项D错误。12一小瓶内含有放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次。将它注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取10 cm3的血样，测得每分钟衰变2次，已知这种同位素的半衰期为5小时。试根据上述数据，计算人体血液的总体积。解析：设放射性同位素原有质量为m0,