作业(十八) 放射性元素的衰变-【精讲精练】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册知能达标训练（人教版2019）

作业(十八) 放射性元素的衰变 [基础训练] 的生物体内,每秒钟因C的B衰变辐射出 1.(多选)IU是一种放射性元素,能够自发 的电子数目N也基本稳定,但生物体死亡 后,体内的C的数量会因B衰变而减少 地进行一系列放射性衰变,如图所示,可以 ( 每秒钟辐射出的电子数目”也随着年代的 判断下列说法正确的是 __ 久远而减少,根据C的半衰期:和测得的 238U→210Bi-→210Po X N、n的数值,便可推算出生物体死亡的年 7□→ 7# ( 代t。以下判断正确的是 ) T1 20PD #A._N()# A.图中a是84,b是206 B.*C发生B衰变的核反应方程为 B. Y是B衰变,放出电子,电子是由中子转 C→e+N 变成质子时产生的 C.测量N和n时,需使被测生物体所处环 C.Y和乙是同一种衰变 境的温度相同 D.从X衰变中放出的射线电离作用最强 D.测量N和”时,需将生物体内处于化合 2.(2024·九省联考)得-99m在医疗诊断中 态的C分离成单质态的C 被广泛用作显像剂或示踪剂,质量为n 5.铀裂变的产物之一氛90(K)是不稳定 的得-99m经过12h后剩余得-99m的质 的,它经过一系列衰变最终成为稳定的错 。 ) 90(乙r),这些衰变是 ( ) B.6h A.1次a衰变,6次③衰变 A.3h B.4次B衰变 C.9h D.12h C.2次衰变 3.(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素 D.2次;衰变,2次B衰变 的核,放出的一个a粒子和反冲核轨道半 6.静止在匀强电场中的碳14原子核,某时刻 径之比R:,-30:1,如图所示,则( ) 放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均 与电场方向垂直,且经过相等的时间后形 成的轨迹如图所示(a、表示长度)。那么 碳14的核反应方程可能是 ( ) A.衰变后瞬间a粒子与反冲核的动量大 小相等,方向相反 B.反冲核的原子序数为62 C.原来放射性元素的原子序数为62 D.反冲核与x粒子的速度之比为1:62 A.C→He+Be B. C→eB C.C→e+N 4.要确定某文明存在的时代,C年代检测 D.C→2H+12B 是一种较为精确的方法。C断定年代的 7.A、B两种放射性元素,它们的半衰期分别 原理是,不论处在古代还是现代,活的生物 为t=10天,t=30天,经60天后,测得两 体因不断从外界吸收C,使得体内C的 种放射性元素的质量相等,那么它们原来的 质量之比为 ( 数量与排泄和衰变达到相对平衡,因而,活 ) 41 ·物理·选择性必修 第三册(配RJ版) A.3:1 B.48:63 A.铀238的半衰期为90亿年 C.1:16 D.16:1 B.地球的年龄大致为45亿年 8.(多选)原子核A发生一次a衰变后变为 C.被测定的古老岩石样品在90亿年时 原子核X,原子核B发生一次B衰变后变 的铀、铅原子数之比约为1:4 为原子核Y,已知原子核A和原子核B的 D.被测定的古老岩石样品在90亿年时 中子数相同,则两个生成核X和Y的中子 的铀、铅原子数之比约为1:3 ( 数以及a、、c、d的关系可能是 ) 11.由原子核的衰变可知 A.X的中子数比Y少1 A.放射性元素一次衰变就同时产生a射 B.X的中子数比Y少3 线和B射线 C.如果a-d-2,则b-c-3 B.放射性元素发生B衰变,产生的新核的 D.如果a-d-2,则b-c-1 化学性质不变 [能力提升] C. a衰变说明原子核内部存在氛核 9.(多选)放射性同位素钻60能放出较强的 D. 放射性的原子核发生衰变后产生的新 Y射线,其强度容易控制,这使得Y射线得 核从高能级向低能级跃迁时,辐射出 射线 到广泛应用。下列选项中,属于射线的 应用的是 1 12.一静止的U核经衰变成为Hh核 A.医学上制成>刀,无需开顾即可治疗脑 释放出的总动能为4.27MeV。问此衰 肺痛 变后Hh核的动能为多少MeV?(保留 B.机器运转时常产生很多静电,用了射线 1位有效数字) 照射机器可将电荷导入大地 C.铭加工厂将接收到的>射线信号输入 计算机,可对薄错板的厚度进行自动 控制 D.用)射线照射草毒、荡枝等水果,可延 长保存期 10.(多选)地球的年龄到底有多大,科学家和 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钟和铅含量的 测定,推算出该岩石中含有的钟是岩右形 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为钟238的原子数,N。为铀和铅的原 子总数。由此可以判断出 ( ) 原子数相对值() 7 025 45 90 135180/亿年 4210.Aα粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方：10.BD由于测定出该岩石中含有的轴是岩石形成初期 向，它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云 时的一半，由题图可知对应的时间是45亿年，即地球 室中的径迹直而清晰，故A正确。 年龄大约为45亿年，半衰期为45亿年，故A错误，B 11.解析(1)离子在电场中被加速时，由动能定理 、正确：由题图可知，90亿年对应的心。=，设铅原子 q0-imi, 进入磁场时洛伦兹力提供向心力， 的数目为N,则N=子所以宁=子中90亿年 时的轴、铅原子数之比为1；3，故C错误，D正确。 quB=mv2 11.D原子核发生衰变时，一次衰变只能是a衰变或B衰 又x=2r, 变，而不能同时发生Q衰变和B衰变，发生衰变后产生 的新核往往处于高能级，要向外以Y射线的形成辐射 由以上三式得：一台受 能量，故一次衰变只可能同时产生a射线和Y射线，或 B射线和Y射线，A错，D对：原子核发生衰变后，核电 (2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3， 荷数发生了变化，变成了新核，故化学性质发生了变 由(1)结果知， 化，B错；原子核内的2个中子和2个质子能十分紧密 TH ZD:xT=√mH:√mD:√mT=1:√2：√5 地结合在一起，因此在一定条件下它们会作为一个整 答案后√受 (2)1:√2：5 体从较大的原子核中被抛射出来，于是放射性元素发 生了a衰变，C错。 作业（十八）放射性元素的衰变 12.解析据题意知，此a衰变的衰变方程为 1.AC 2翻U→2Th+He, 2.B质量为m0的锝-99m经过12h后剩余得-99m的 根据动量守恒定律得 质量为空，有四=（合）m0解得=6h,故选B。 mava=mThUTh ① 式中，m。和mT分别为a粒子和Th核的质量，v。和 3.AC由动量守恒得Mu十mu=0,其中Mu为反冲核动 Th分别为a粒子和Th核的速度，由题设条件知 1 量，m为a粒子的动量，则a粒子与反冲核的动量大小 m,2+号mnm2=E, ② 相等、方向相反。设Q为原来放射性元素的原于核的！ 电荷数，则反冲核的电荷数为Q一2，a粒子电荷数为2。 品-动 4 ③ Mu' 反冲核的轨道半径r一B(Q2a粒子的轨道半径 式中Ek=4.27MeV是a粒子与Th核的总动能。 由①②③式得 R=B02:又R:7=301,联立可得Q=62,故A,C mnm-平nn, 1 正确。 代入数据得，衰变后别Th核的动能 4B根据丰袭期的定义可得=N(侵)》广，故A错误， 2mThuTh2=0.07 MeV. 1“C发生B衰变时，释放出一个电子，衰变的核反应方程 答案0.07 为C→_9e十1N,B正确；14C发生B衰变的半衰期 作业（十九）； 核力与结合能 与14C所处的环境，包括温度高低、处于单质状态还是 1.D 化合状态等均无关，故C、D错误。 2.AD公式E=m2表明物体具有的能量与其质量成正 5.B由于质量数不变，故没有发生a衰变，由核电荷数的 比，能量增加，则质量增加，若核反应过程质量减小，能 变化可知，B衰变的次数为N=40一36=4，故B对。 量减小，则会释放能量，该公式可以计算一个手电简发 6.A由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的 出一定能量光时所丢失的质量，也可以计算电池中的化 受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，由题中数 学能，故A正确，B错误；公式E=mc2适用于任何类型 的能量，故C错误，D正确。 合×鲁=a,温=6，合×0= 据可知1t=a,2又m1 :3.D根据爱因斯担的质能方程，△m=9-4X10 4b,核反应前后动量守恒有m11=m22,解得q1:q2= c29X106kg≈ 4.4×109kg,D正确。 1:2,只有选项A符合题意，故选A。 4.C原子核反应经过裂变或聚变时，质量会发生亏损， 7.D 损失的质量以能量的形式释放，根据质能方程可知释放 8.AC原子核发生一次a衰变，其质子数和中子数都减 的能量为：△E=(m1十m2一m3)2,C项正确。 少2，发生一次B衰变，其质子数增加1，而中子数减少 :5.B由题目所给核反应方程式，根据核反应过程中质量 1,由A、B中子数相同可得a十4一(b+2)=d一(c一1)， 数、电荷数守恒规律可知，X是中子，在该反应发生前反 即a-b+2=d-c十1，故A、C对，B、D错。 应物的总质量m1=2.0136u+3.01605u= 9.ADY射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导 5.02965u,反应后产物的总质量m2=4.0026u十 体，B错误；Y射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化 1.0087u=5.0113u,m1>m2,总质量减少，出现了质 时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C 量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，该反应过程释放 错误。 能量，故B正确。 39