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1、第 2 节 放射性元素的衰变第 2 节 放射性元素的衰变 随堂检测 1关于放射性元素的 衰变和 衰变，下列说法中正确的是 ( ) A原子核每放出一个 粒子，原子序数减少 4 B原子核每放出一个 粒子，原子序数增加 4 C原子核每放出一个 粒子，原子序数减少 1 D原子核每放出一个 粒子，原子序数增加 1 解析：选 D发生一次 衰变，核电荷数减少 2，质量数减少 4，原子序数减少 2；发 生一次 衰变，核电荷数增加 1，原子序数增加 1. 2.U 经过m次 衰变和n次 衰变，变成Pb，则( ) 2359220782 Am7，n3 Bm7，n4 Cm14，n9 Dm14，n18 解析：选 B原子核
2、经过一次 衰变，放出一个 He，其质子数减小 2，质量数减小 4， 4 2 经过一次 衰变，放出一个电子，质子数增加 1，质量数不变由U 变为Pb，质子数 235207 减小了 10，质量数减少了 28，故可列方程2mn10，4m28，解得m7，n4. 3放射性元素氡(Rn)经 衰变成为钋(Po)，半衰期约为 3.8 天 ； 但勘测表明，经 2228621884 过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素Rn 的矿石，其原因是 22286 ( ) A目前地壳中的Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 22286 B在地球形成的初期，地壳中元素Rn 的含量足够高 22286 C当衰变
3、产物Po 积累到一定量以后，Po 的增加会减慢Rn 的衰变进程 218842188422286 DRn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期 22286 解析：选 A由于Rn 的半衰期为 3.8 天，较短，故经过漫长的地质年代后，地壳中 22286 原有的Rn 早已衰变完了， 目前地壳中的Rn 主要来自其他放射性元素的衰变， 选项 A 正 2228622286 确， B 错误 ； 放射性元素的半衰期由原子核本身的因素决定， 与外界环境等因素无关， 选项 C、 D 错误 4. (2015高考北京卷)实验观察到， 静止在匀强磁场中A点的原子核发生 衰变， 衰 变产生的新核与电子恰
4、在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图，则( ) A轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外 B轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外 C轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里 解析：选 D根据动量守恒定律，原子核发生 衰变后产生的新核与电子的动量大小 相等，设为p.根据qvB，得轨道半径r，故电子的轨迹半径较大，即轨迹 1 mv2 r mv qB p qB 是电子的， 轨迹 2 是新核的根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里选项 D 正确 课时作业 一、单项选择题 1(2014高考重庆卷)碘 131 的半衰期约为 8 天若某药物含有质
5、量为m的碘 131， 经过 32 天后，该药物中碘 131 的含量大约还有( ) A B m 4 m 8 C D m 16 m 32 解析：选 C经过 32 天即 4 个半衰期，碘 131 的含量变为m，C 项正确 m 24 m 16 2下列表示放射性元素碘 131(I) 衰变的方程是( ) 13153 AISb He BIXee 13153127514 2131531315401 CII n DITe H 13153130531 013153130521 1 解析 ： 选 B本题考查了核反应方程的两个守恒特点A 选项不是 衰变过程，故 A 错 误 ； 衰变的特点是放出电子， 而B选项既满足质
6、量数守恒又满足电荷数守恒， 故B正确 ； C、 D 中放出的是中子和质子，不符合 衰变的特点 3某放射性元素经过 11.4 天有 的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( ) 7 8 A11.4 天 B7.6 天 C5.7 天 D3.8 天 解析：选 D由于经过了 11.4 天，还有 没有衰变，由半衰期计算公式mm0可说 1 8( 1 2) t 明该放射性元素经过了 3 个半衰期，即可算出半衰期是 3.8 天，故 D 项正确 4最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996 年科学家们在 研究某两个重离子结合成超重元素的反应时， 发现生成的超重元素的核 X 经过 6 次 衰变
7、A Z 后的产物是Fm.由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( ) 253100 A124、259 B124、265 C112、265 D112、277 解析：选 D由电荷数守恒得Z10012112，由质量数守恒得A25324277， 故选 D 5铀 239(U)经过衰变可产生钚 239(Pu)关于铀 239 的衰变，下列说法正确的是 2399223994 ( ) APu 与U 的核内具有相同的中子数和不同的核子数 2399423992 B放射性物质U 发生 衰变时所释放的电子来源于核外电子 23992 CU 经过 2 次 衰变产生Pu 2399223994 D温度升高，U 的
8、半衰期减小 23992 解析 ： 选 CU 的质量数A239， 核电荷数Z92， 则中子数n23992147， 23992 Pu 的质量数A239， 核电荷数Z94， 则中子数nAZ23994145， 故核子数相同， 23994 但中子数不同，故 A 错误； 衰变是原子核的衰变，与核外电子无关， 衰变时释放的电 子是由核内一个中子转化成一个质子同时释放出来的，故 B 错误；U2ePu，显 239920123994 然反应物的质量数为 239，而生成物的质量数为 239，故质量数守恒；而反应物的核电荷数 为 92，故核电荷数守恒，反应能够发生，故 C 正确；半衰期与物体的温度、状态均无关， 而是
9、由核内部自身因素决定的，故 D 错误 二、多项选择题 6天然放射性元素Th(钍)经过一系列 衰变和 衰变之后，变成Pb(铅)下列 2329020882 论断中正确的是( ) A衰变的过程共有 6 次 衰变和 4 次 衰变 B铅核比钍核少 8 个质子 C 衰变所放出的电子来自原子核外轨道 D钍核比铅核多 24 个中子 解析：选 AB由于 衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定 衰变的次数为：x6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定 衰变的 232208 4 次数应满足 ： 2xy90828，y2x84.钍 232 核中的中子数为 23290142， 铅 208 核中的中子数为
10、 20882126，所以钍核比铅核多 16 个中子，铅核比钍核少 8 个质子由 于物质的衰变与元素的化学状态无关，所以 衰变所放出的电子来自原子核内 n H 1 01 101 e，所以选项 A、B 正确 7关于天然放射性，下列说法正确的是( ) A所有元素都有可能发生衰变 B放射性元素的半衰期与外界的温度无关 C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D一个原子核在一次衰变中可同时放出 、 和 三种射线 解析：选 BC自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项 A 错误；放射性元素的半衰 期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项 B、C 正确；原子核发生衰变时，不能同时 发生 和 衰变，
11、射线伴随这两种衰变产生，故选项 D 错误 8(2015高考山东卷)14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约 5 700 年已知植物存 活期间，其体内 14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减小现通过测量 得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是 ( ) A该古木的年代距今约 5 700 年 B12C、13C、14C 具有相同的中子数 C14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线 D增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变 解析：选 AC古木样品中 14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定 义知该古木的
12、年代距今约 5 700 年， 选项 A 正确 ； 同位素具有相同的质子数， 不同的中子数， 选项 B 错误；14C 的衰变方程为C Ne，所以此衰变过程放出 射线，选项 C 正确； 14 614 701 放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关， 与原子所处的化学状态和外部条件无关， 选项 D 错误 9.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，得到两条如图所示的径迹，图中 箭头表示衰变后粒子的运动方向不计放出光子的能量，则下列说法正确的是( ) A发生的是 衰变，b为 粒子的径迹 B发生的是 衰变，b为 粒子的径迹 C磁场方向垂直于纸面向外 D磁场方向垂直于纸面向里 解析：选 AD放射性元
13、素放出 粒子时， 粒子与反冲核的速度相反，而电性相反， 则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，故放出的是 粒子， 放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由半径公式可得轨迹半径与动量成正比， 与电荷量成反比， 而 粒子的电荷量比反冲核的电荷量小， 则 粒子的半径比反冲核的半 径大，故b为 粒子的运动轨迹，故选项 A 正确，由左手定则知磁场方向垂直纸面向里， 选项 D 正确 三、非选择题 10(2014高考江苏卷)氡 222 是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统 造成辐射损伤 它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一 其衰变方程是RnPo 22286218
14、84 _已知Rn 的半衰期约为 3.8 天，则约经过_天，16 g 的Rn 衰变后还 2228622286 剩 1 g. 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为RnPo He. 22286218844 2 根据衰变公式m余m原，得 116，解得t15.2 天 ( 1 2) t ( 1 2) t 3.8 答案： He(或 ) 15.2 4 2 11恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到 108 K 时，可 以发生“氦燃烧” (1)完成“氦燃烧”的核反应方程： He_ Be. 4 28 4 (2) Be 是一种不稳定的粒子， 其半衰期为 2.61016 s 一定质量
15、的 Be， 经 7.81016 8 48 4 s 后所剩 Be 占开始时的多少？ 8 4 解析 ： (1)根据核反应方程的电荷数守恒， 质量数守恒可知核反应方程应为 He He 4 24 2 Be. 8 4 (2) . m m0( 1 2) t ( 1 2) 3 1 8 答案：(1) He (2) (或 12.5%) 4 2 1 8 12 (1)原子核Th 具有天然放射性， 它经过若干次 衰变和 衰变后会变成新的原 23290 子核下列原子核中，有三种是Th 衰变过程中可以产生的，它们是_ 23290 APb BPb CPo 208822118221684 DRa E.Ra 228882268
16、8 (2)一静止的U核经衰变成为Th核， 释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后 2389223490 Th 核的动能为多少 MeV(保留 1 位有效数字)? 23490 解析：(1)选 ACD发生 1 次 衰变时核子的质量数减 4，电荷数减 2；发生 1 次 衰 变时，质量数不变，电荷数加 1.先从质量数的变化分析，易得 A、C、D 正确 (2)据题意知，此 衰变的衰变方程为： UTh He， 23892234904 2 根据动量守恒定律得mvmThvTh 式中，m和mTh分别为 粒子和 Th 核的质量，v和vTh分别为 粒子和 Th 核的速度， 由题设条件知：mvmThvEk 1 2 2 1 2 2 Th m mTh 4 234 式中Ek4.27 MeV，是 粒子与 Th 核的总动能 由式得mThvEk 1 2 2 Th m mmTh 代入数据得，衰变后Th 核的动能 23490 mThv0.07 MeV. 1 2 2 Th 答案：(1)ACD (2)0.07 MeV