课时测评23 放射性元素的衰变-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

课时测评23　放射性元素的衰变 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题5分，共60分) 1．(2024·河南新乡市高二检测)据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋(Po)”，如果每天抽1包香烟，一年后累积的辐射相当于200次胸透的辐射。Po连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，新核的中子数比新核的质子数多(　　) A．39 个　　　　　　　 B．40 个 C．42 个 D．43 个 答案：B 解析：Po连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生新核的质量数为206，电荷数为83；则新核的中子数为206－83＝123，比质子数多123－83＝40个。故选项B正确。 2．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惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ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．β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 B.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个氡原子核 C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4 答案：A 解析：β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核中的中子转变为质子和电子所产生的，故A正确；半衰期具有统计意义，只对大量的原子核适用，故B错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，故C错误；发生α衰变时，电荷数减少了2，质量数减少了4，则中子数减少了2，故D错误。故选A。 3．硼中子俘获治疗(BNCT)是肿瘤治疗的新技术。新一代抗癌技术通过点滴注射含硼化合物，用超热中子束对肿瘤部位进行外照射。中子与进入高细胞内的硼产生核反应，其核反应方程为B＋n―→Li＋X。则(　　) A．X是β粒子 B．X是α粒子 C．X是质子 D．X是中子 答案：B 解析：设X的质量数为n，电荷数为m，根据反应前和发应后的质量数和电荷数守恒有5＋0＝3＋m，10＋1＝7＋n，解得n＝4，m＝2，则X是 α 粒子，B正确。 4．(2024·河北邯郸市高二联考)我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料——PuO2作为发电能源为火星车供电。PuO2中的元素Pu是Pu，其发生α衰变的半衰期为87.7年。下列说法中正确的是(　　) A．α衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子 B．Pu发生α衰变的核反应方程为Pu＋n―→U＋He C．经过263.1年，大约还有12.5%的原子核Pu没发生衰变 D．当气温和引力环境发生改变，Pu的半衰期可能会发生变化 答案：C 解析：α衰变是原子核中的两个中子和两个质子结合成一个α粒子，并释放出来，故A错误；Pu发生α衰变的核反应方程为Pu―→U＋He，故B错误；发生衰变后剩余质量m＝m0＝0.125m0，所以大约还有12.5%的原子核Pu没发生衰变，故C正确；半衰期只与核内部自身因素有关，故D错误。 5．(多选)如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知某车间采用放射性同位素铱192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数为77，通过β衰变放出γ射线，半衰期为74天，适合透照钢板厚度10～100 mm，下列说法正确的是(　　) A．若衰变产生的新核用X表示，则铱192的衰变方程为Ir―→X＋e B．若已知钢板厚度标准为30 mm，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于30 mm，应当增大热轧机两轮之间的厚度间隙 C．若有2 g铱192，经过148天有1.0 g没有衰变 D．放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒 答案：AD 解析：β衰变的实质是核里的一个中子转化为一个电子和一个质子，反应过程中遵循质量数守恒和核电荷数守恒，故新核的质量数不变，核电荷数加一，故A正确；探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度增大，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙，故B错误；若有2 g铱192，经过74天后还有1 g没有衰变，再过74天(即总共经历148天)还有0.5 g没有衰变，故C错误；放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒，故D正确。故选AD。 6．(多选)下列说法正确的是(　　) A．Th―→Pa＋e是β衰变 B．U―→Th＋He是α衰变 C．Th衰变为Rn，经过3次α衰变，2次β衰变 D．铝核Al被α粒子击中后产生的反应生成物是磷P，同时放出一个质子 答案：ABC 解析：核反应方程Th―→Pa＋e放射出电子，是β衰变，U―→Th＋He是α衰变，故A、B正确；在α衰变的过程中，电荷数少2，质量数少4，在β衰变的过程中，电荷数多1，质量数不变，设经过了m次α衰变，n次β衰变，则有4m＝234－222＝12，2m－n＝90－86＝4，解得m＝3，n＝2，故C正确；铝核Al被α粒子击中后，核反应方程为Al＋He―→P＋n，放出一个中子，故D错误。 7．(2024·山东临沂市高二检测)下列说法中正确的是(　　) A．在衰变方程Pu―→X＋He＋γ中，X原子核的质量数是234 B．核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程为Cs―→Ba＋X，可以判断X为正电子 C．放射性物质131I的衰变方程为I―→Xe＋X，X为中子 D．某人工转变的核反应方程为He＋Al―→P＋X，其中X为中子 答案：D 解析：根据质量数守恒可得，X原子核的质量数为239－4＝235，A错误；根据质量数守恒和电荷数守恒可知Cs―→Ba＋X中的X为电子，B错误；I―→Xe＋X中，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知X为β粒子，即电子，C错误；人工转变的核反应方程为He＋Al―→P＋X，由质量数和电荷数守恒可知，X为中子，D正确。故选D。 8．“放射性同位素电池”是将放射性同位素的衰变能转换为电能的装置，下面可能表示我国第一个钚238同位素电池的衰变方程的是(　　) A．Pu＋n―→Ba＋Sr＋5n B．Pu―→U＋He C．Pu―→Pa＋He D．Pu―→U＋e 答案：B 解析：衰变是原子核自发的，不需要用中子去轰击，A错误；选项C、D的核反应方程电荷数都不守恒；只有选项B的核反应方程满足质量数和电荷数守恒，且是衰变方程，故选B。 9．(多选)放射性同位素温差电池又称核电池。技术比较成熟的核电池是利用Pu衰变工作的，其半衰期大约为88年，衰变方程为Pu―→U＋Y，下列说法正确的是(　　) A．经过88年，Pu的质量会减小一半 B．随着电池的不断消耗，Pu的半衰期会逐渐减小 C．Pu衰变放出的射线是α射线，其电离能力强于γ射线 D．Pu衰变放出的射线是β射线，其本质上是带负电荷的电子流 答案：AC 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知Pu衰变放出的射线是α射线，其本质是He原子核，电离能力最强，故C正确，D错误；经过一个半衰期，一半质量的放射性元素会衰变为其他物质，其质量会减小一半，故A正确；电池的消耗并不影响Pu的半衰期，故B错误。故选AC。 10.(多选)(2024·陕西咸阳市高二检测)Po的衰变方程为Po―→Pb＋He，其衰变曲线如图所示，τ为半衰期，则下列说法正确的是(　　) A．Po发生的是α衰变 B．k＝3 C．k＝4 D．该衰变的实质是原子核内一个中子转化为一个质子和一个电子 答案：AB 解析：根据题意可知，Po发生的是α衰变，故A正确；根据半衰期公式可得m0＝m0k，解得k＝3，故B正确，C错误；该衰变是α衰变，在此过程中，原子核中的两个中子和两个质子结合成一个α粒子，并被释放出来，故D错误。故选AB。 11．(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约为5 730年。已知植物存活期间，其体内14C的比例不变，生命活动结束后，14C的比例会持续减少。现测量某古木样品中14C的比例，发现正好是现代植物样品中14C比例的二分之一，则(　　) A．该古木生命活动结束的年代距今约为5 730年 B．再过约5 730年，该样品中的14C将全部衰变殆尽 C．14C衰变为14N的本质是n―→H＋e D．改变样品测量环境的温度和压强，可以改变14C的衰变快慢 答案：AC 解析：设原来C的质量为M0，衰变后剩余质量为M，则有M＝M0n，其中n为经过半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，可以解得n＝1，即该古木生命活动结束的年代距今约为5 730年，故A正确；再过约5 730年，则又经过了一个半衰期，该样品中的14C的比例将变成现代植物样品中14C比例的，并未全部衰变殆尽，故B错误；14C衰变为14N的过程中质量数没有变化而核电荷数增加1，所以放出β射线，本质是其中的一个中子变成了一个质子和一个电子，即其衰变的本质为n―→H＋e，故C正确；放射性元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关，改变样品测量环境的温度和压强，14C的衰变快慢不改变，故D错误。故选AC。 12.在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(Rn)，由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的(　　) A．Rn―→Fr＋e B．Rn―→Po＋He C．Rn―→At＋e D．Rn―→At＋H 答案：B 解析：此粒子的径迹圆与反冲核的径迹圆外切，根据左手定则可知，粒子的电性与反冲核电性相同，带正电。设粒子质量为m1，速度为v1，电量为q1，反冲核质量为m2，速度为v2，电量为q2。根据动量守恒定律有m1v1－m2v2＝0，由qvB＝m可得R＝，因为大圆与小圆的直径之比为42∶1，粒子与反冲核动量大小相等，所以＝＝，只有He和Po满足要求。故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $$