2. 放射性元素的衰变（分层作业）物理教科版选择性必修第三册

第5.2课 放射性元素的衰变 ID： 一、单选题 1．铀238本身是不容易衰变的，它是一种稳定的同位素。铀238通常需要先吸收中子然后经过衰变转化为钚，而钚是一种可衰变的同位素。铀238转化为钚的过程：，，，下列说法正确的是（　　） A． B． C．衰变过程中释放的电子，是由原子核内质子转化为中子和电子而来的 D．衰变过程中释放的电子，是由原子核外电子跃迁而来的 2．2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为，则（   ） A．X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B．X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C．X为质子，是由核内中子转化而来的 D．X为中子，是由核内质子转化而来的 3．某放射性元素衰变放出三种射线的穿透能力如图所示，射线2是（　　） A．高速中子流 B．高速电子流 C．高速氦核粒子流 D．波长极短的电磁波 4．离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备。某离子烟雾报警器中装有放射性元素镅，其半衰期为432年，衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．该衰变过程要放出能量，故而质量数不守恒 B．是粒子，具有很强的电离本领 C．是波长很短的光子，在磁场中不会发生偏转 D．经过864年，该报警器中的铜核全部消失 5．关于天然放射性，下列说法正确的是（　　） A．所有元素都具有天然放射性 B．放射性元素的半衰期与外界温度无关 C．放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性 D．和三种射线中，射线的穿透能力最强 二、多选题 6．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（　　） 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 C．用放射线照射农作物种子能使其DNA发生变异，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 7．放射性同位素钍经一系列，衰变后生成氡，以下说法正确的是（    ） A．每经过一次衰变原子核的质量数会减少2个 B．的半衰期约为1分钟，所以2分钟后1000个原子核就只剩250个 C．放射性元素钍的原子核比氡原子核的中子数多8个 D．钍衰变成氡一共经过3次衰变和2次衰变 8．铯137是一类致癌物，是铯133的同位素，其半衰期约为30年，发生β衰变的同时会发出γ射线。下列说法正确的有（　　） A．100个铯137原子核经过30年一定有50个发生衰变 B．铯137发生β衰变时，辐射出的电子来自原子核内 C．提高环境温度与压强，铯137的半衰期会变小 D．铯137发生β衰变的核反应方程式为 9．核反应方程，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（    ） A．可以用来确定物质的年代 B．的半衰期会随温度的升高而减小 C．经过两个半衰期，20个将剩下5个 D．X是 三、解答题 10．放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。 (1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成不稳定的，它很容易发生衰变，放出射线变成一个新核，其半衰期为5730年，试写出的衰变方程。 (2)若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的，则此遗骸距今约有多少年？ / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5.2课 放射性元素的衰变 ID： 一、单选题 1．铀238本身是不容易衰变的，它是一种稳定的同位素。铀238通常需要先吸收中子然后经过衰变转化为钚，而钚是一种可衰变的同位素。铀238转化为钚的过程：，，，下列说法正确的是（　　） A． B． C．衰变过程中释放的电子，是由原子核内质子转化为中子和电子而来的 D．衰变过程中释放的电子，是由原子核外电子跃迁而来的 【答案】B 【详解】AB．核反应前后质量数守恒，核电荷数守恒，可得， 故A错误，B正确； CD．衰变过程中释放的电子，是由原子核内中子转化为质子和电子而来的，故CD错误。 故选B。 2．2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为，则（   ） A．X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B．X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C．X为质子，是由核内中子转化而来的 D．X为中子，是由核内质子转化而来的 【答案】A 【详解】根据质量数和电荷数守恒有 可知X为电子，电子是在核内中子转化为质子的过程中产生的。 故选A。 3．某放射性元素衰变放出三种射线的穿透能力如图所示，射线2是（　　） A．高速中子流 B．高速电子流 C．高速氦核粒子流 D．波长极短的电磁波 【答案】B 【详解】射线2能穿透铝板但是不能穿透铅板，穿透能力介于1、3之间，可知该射线为β射线，为高速电子流。 故选B。 4．离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备。某离子烟雾报警器中装有放射性元素镅，其半衰期为432年，衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．该衰变过程要放出能量，故而质量数不守恒 B．是粒子，具有很强的电离本领 C．是波长很短的光子，在磁场中不会发生偏转 D．经过864年，该报警器中的铜核全部消失 【答案】C 【详解】A．在衰变过程中，质量数和电荷数都是守恒的，虽然衰变会放出能量，但质量数不会改变，故A错误； B．设X的质量数A，电荷数为Z，则根据电荷数和质量数守恒，则有241=237+A，95=93=Z 解得A=4，Z=2，故X为粒子（），具有很强的电离本领，故B错误； C．是波长很短的光子，光子不带电，根据左手定则，在磁场中不会受到洛伦兹力，所以不会发生偏转，故C 正确； D．设原有铜核的质量为，经过864年后质量为，根据半衰期公式得 可知经过864年，该报警器中的铜核还有没有衰变，故D错误。 故选C。 5．关于天然放射性，下列说法正确的是（　　） A．所有元素都具有天然放射性 B．放射性元素的半衰期与外界温度无关 C．放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性 D．和三种射线中，射线的穿透能力最强 【答案】B 【详解】A．有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可以发生衰变，故A错误； B．放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界温度无关，故B正确； C．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C错误； D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误。 故选B。 二、多选题 6．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（　　） 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 C．用放射线照射农作物种子能使其DNA发生变异，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 【答案】BD 【详解】A．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，将静电泄出，故错误； BD．利用射线的贯穿性可以为金属探伤，射线对人体细胞伤害太大，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，故BD正确； C．DNA变异并不一定都是有益的，故C错误。 故选BD。 7．放射性同位素钍经一系列，衰变后生成氡，以下说法正确的是（    ） A．每经过一次衰变原子核的质量数会减少2个 B．的半衰期约为1分钟，所以2分钟后1000个原子核就只剩250个 C．放射性元素钍的原子核比氡原子核的中子数多8个 D．钍衰变成氡一共经过3次衰变和2次衰变 【答案】CD 【详解】A．每经过一次衰变原子核的质量数会减少4个，故A错误； B．半衰期是大量原子核的一个统计规律，少数原子核不成立，故B错误； C．放射性元素钍的原子核的中子数 氡原子核的中子数 所以放射性元素钍的原子核比氡原子核的中子数多8个，故C正确； D．钍衰变成氡，可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次衰变，电荷数少2，质量数少4；经过一次衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次衰变，2次衰变，故D正确。 故选CD。 8．铯137是一类致癌物，是铯133的同位素，其半衰期约为30年，发生β衰变的同时会发出γ射线。下列说法正确的有（　　） A．100个铯137原子核经过30年一定有50个发生衰变 B．铯137发生β衰变时，辐射出的电子来自原子核内 C．提高环境温度与压强，铯137的半衰期会变小 D．铯137发生β衰变的核反应方程式为 【答案】BD 【详解】A．半衰期是统计规律，对于少数原子核不适用，故A错误； B．铯137发生β衰变时，是原子核发生衰变造成的，故B正确； C．原子核的半衰期与原子核内部本身的因素决定，跟所处的物理、化学状态无关，所以半衰期不会发生变化，故C错误； D．此核反应方程满足电荷数和质量数守恒，故D正确； 故选BD。 9．核反应方程，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（    ） A．可以用来确定物质的年代 B．的半衰期会随温度的升高而减小 C．经过两个半衰期，20个将剩下5个 D．X是 【答案】AD 【详解】AD．依题意，可以自发的进行衰变，可以用来确定物质的年代。根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数为1，中子数为1，即为。故AD正确； B．的半衰期由原子核的内部性质决定，不会随温度的升高而减小。故B错误； C．半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立。故C错误。 故选AD。 三、解答题 10．放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。 (1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成不稳定的，它很容易发生衰变，放出射线变成一个新核，其半衰期为5730年，试写出的衰变方程。 (2)若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的，则此遗骸距今约有多少年？ 【答案】(1) (2)11460年 【详解】（1）的β衰变方程为 （2）的半衰期年，生物死亡后，遗骸中的按其半衰期变化，设活体中的含量为，遗骸中的含量为N，则 即 解得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$