2．放射性元素的衰变（分层作业）物理人教版选择性必修第三册

2．放射性元素的衰变 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、原子核的衰变 1 二、半衰期的理解及应用 5 三、核反应 7 四、放射性同位素的应用 10 【拓思维·重难突破】 12 【链高考·精准破局】 15 1、 原子核的衰变 1．由原子核的衰变规律可知（　　） A．放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线 B．放射性元素发生衰变时，新核的化学性质不变 C．放射性元素发生衰变的快慢可人为控制 D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1 2．静止在垂直纸面向里的匀强磁场中，某时刻突然发生衰变，衰变产生的新核和粒子恰好在纸面内做匀速圆周运动。运动轨迹迹示意图如图所示。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力下列说法正确的是（　　） A．该衰变属于α衰变。轨迹1、2的半径之比为1∶46 B．该衰变属于α衰变，轨迹1、2的半径之比为3∶46 C．该衰变属于β衰变，轨迹1、2的半径之比为1∶95 D．该衰变属于β衰变，轨迹1、2的半径之比为1∶93。 3．在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核发生了衰变，衰变后射出的粒子及新核恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹如图所示，两圆的半径之比为44∶1。则下列说法中正确的是（　　） A．该原子核发生的是α衰变 B．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向外 C．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D．衰变前的原子核内质子数为45 4.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别r1、r2，则下列说法正确的是（　　） A．原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变 B．径迹1可能是衰变后新核的径迹 C．若衰变方程是U→Th＋He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2 D．若衰变方程是U→Th＋He，则r1∶r2＝1∶45 5．含有钍（）元素的花岗岩会释放出放射性气体氡（），从而放出α、β、γ射线，下列说法正确的是（　　） A．发生α衰变时，生成的原子核比原来的原子核少4个中子 B．β衰变所释放的电子来自原子核的最外层 C．γ射线的穿透能力和电离能力均最强 D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的 2、 半衰期的理解及应用 6．下列关于放射性元素半衰期的几种说法正确的是（　　） A．半衰期是放射性元素的原子核全部衰变所需时间的一半 B．我们能预计为数很少的原子核衰变掉一半需要多少时间 C．同种放射性元素不论在化合物中还是单质中半衰期都一样 D．氡的半衰期是3.8天，经过7.6天，有氡的原子核发生了衰变 7．下列关于放射性元素半衰期的说法正确的是(　　) A．半衰期越长对环境的影响时间越长 B．通过化学方法可以改变放射性元素的半衰期 C．通过物理方法可以改变放射性元素的半衰期 D．100个放射性元素原子核经过一个半衰期后剩余50个未衰变的原子核 8．质量为m0的某元素原子核发生衰变，经过时间t，该元素原子核剩余的质量为m，其关系如图所示。该元素的半衰期约为（　　） A．67d B．101d C．115d D．124d 9.烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内，烟尘中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则下列判断正确的是（　　） A．的镅经864年将有发生衰变 B．镅衰变释放出的射线为射线 C．发生火灾时，由于温度升高，会使镅的半衰期增大 D．镅原子核中有146个质子 10．现代考古中常用碳14半衰期来推算古生物年龄，碳14的半衰期为5730年，碳的其他同位素是稳定的，自然界碳含量中碳12约占98.93%，碳13约占1.07%，碳14占比极少，若自然界中碳14含量不变，活着的有机体中碳14与碳12比例跟自然界相同约为1∶8×1011。活着的有机物吸收碳，死亡后不再吸收，而碳14会发生β衰变，含量会不断减少.某次考古工作人员测量出土竹签遗骸中每1g碳中碳14含量为g，已知lg2=0.30103，lg23=1.36173，lg25=1.39794，则该竹签大致年龄为（    ） A．2000年 B．1400年 C．700年 D．400年 11．碳14标记化合物广泛应用于化学、生物学、医学领域中，采用放射性标记化合物进行示踪，具有方法简单、易于追踪、准确性和灵敏性高等特点。能自发进行衰变，衰变方程为，衰变过程中伴随有两种射线产生，则下列说法正确的是（　　） A．X是正电子 B．该衰变类型属于α衰变 C．为了减小的半衰期，可以将其置于高温高压环境中 D．产生的两种射线分别为β射线和γ射线 3、 核反应 12．下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（　　） A． B． C． D． 13．在下列两个核反应方程中X＋N→Y＋O、Y＋Li→2X，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则(　　) A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2 C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4 四、放射性同位素 14．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、工业等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的是(　　) A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的 B．利用γ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，其结果一定是成为更优秀的品种 D．用γ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 15．（多选）对放射性的应用，下列说法中正确的是（  ） A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用 B．对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理 C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置 D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的 16．自然界铀矿中的铀主要有两种同位素：和，其它同位素含量极少，可忽略。前者半衰期约为7.0亿年，后者半衰期约为45亿年，在自然界铀元素中所占的原子数百分比称为占比，其现代值为，由此推断出20亿年前铀矿的占比为 。许多放射性核素并非一次衰变后就稳定，而是经过多次衰变，最后生成稳定核素，这个过程称为级联衰变。一个核经历数次衰变、衰变和衰变，最后生成的稳定核素为，问其间所经历的衰变为 次。不计铀元素与任何其他元素之间的转化。 17．（2025·河北邯郸·模拟预测）2025年6月，中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210并精确测量其衰变特性。下列关于原子核衰变的说法正确的是（    ） A．半衰期是指一个原子核衰变至稳定状态所需时间的一半 B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将会明显缩短 C．β衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子 D．镤210（）发生α衰变后，生成的新核质量数为208 18．（2025·湖南湘潭·模拟预测）2024年12月，我国南华大学团队从稀土矿物“独居石”中成功提取出可用于恶性肿瘤治疗的高纯医用同位素铅212（）。已知铅212的半衰期为10.6小时，通过衰变生成铋212（）。下列关于铅212的说法正确的是（　　） A．衰变过程中，衰变产物的质量数比铅212少4 B．若有10g铅212，经过21.2小时后剩余质量为2.5g C．衰变释放的射线穿透能力比射线弱 D．衰变释放的粒子来源于铅212原子核外电子 19．（2025·安徽合肥·模拟预测）我国第一颗原子弹核反应物的主要成分是。是不稳定的，它经过若干次α衰变和β衰变最终成为稳定的元素Pb。已知Pb的同位素种类如下表所示，则衰变成Pb需要的α衰变和β衰变次数为（　　） A．6次α衰变，2次β衰变 B．7次α衰变，4次β衰变 C．8次α衰变，6次β衰变 D．9次α衰变，8次β衰变 20．如图，为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图，其中一个放出一粒子，另一个放出一粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中与分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是（　　） A．放出的是粒子，放出的是粒子 B．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹 C．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹 D．磁场方向一定垂直纸面向里 21．一物理学习小组研究可作为核电池材料的衰变为的过程，根据测量数据，用横坐标表示时间，用纵坐标表示任意时刻的质量与初始时刻（时）的质量的比值，得出的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．衰变为释放的射线电离作用很弱 B．衰变为释放的射线在电场中不会偏转 C．图像中的 D．图像中的 22.（2025·河南·高考真题）由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为（　　） A． B． C． D． 23.（2025·海南·高考真题）核反应方程中，则是（　　） A． B． C． D． 24．（2025·云南·高考真题）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 25．（2024·天津·高考真题）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①②，下列说法正确的是（　　） A．方程①中X是中子 B．方程②中发生了衰变 C．受反应堆高温影响，的半衰期会变短 D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分 26．（2024·海南·高考真题）人工核反应中的X是（　　） A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子 27．（2024·广东·高考真题）我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是（　　） A．Y为 B．Y为 C．Y为 D．Y为 28．（2024·山东·高考真题）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（　　） A．衰变为时产生α粒子 B．衰变为时产生β粒子 C．50年后，剩余的数目大于的数目 D．87年后，剩余的数目小于的数目 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2．放射性元素的衰变 目录 【攻核心·技能提升】 1 一、原子核的衰变 1 二、半衰期的理解及应用 5 三、核反应 7 四、放射性同位素的应用 10 【拓思维·重难突破】 12 【链高考·精准破局】 15 1、 原子核的衰变 1．由原子核的衰变规律可知（　　） A．放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线 B．放射性元素发生衰变时，新核的化学性质不变 C．放射性元素发生衰变的快慢可人为控制 D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1 【答案】A 【详解】A．衰变常常伴随着衰变和衰变，所以放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线，故A正确； B．放射性元素发生衰变时，新核的核电荷数发生了变化，所以新核的化学性质要发生变化，故B错误； C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制，故C错误； D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数减少1，故D错误。故选A。 2．静止在垂直纸面向里的匀强磁场中，某时刻突然发生衰变，衰变产生的新核和粒子恰好在纸面内做匀速圆周运动。运动轨迹迹示意图如图所示。不计粒子的重力和粒子间的相互作用力下列说法正确的是（　　） A．该衰变属于α衰变。轨迹1、2的半径之比为1∶46 B．该衰变属于α衰变，轨迹1、2的半径之比为3∶46 C．该衰变属于β衰变，轨迹1、2的半径之比为1∶95 D．该衰变属于β衰变，轨迹1、2的半径之比为1∶93 【答案】A 【详解】由左手定则可知，衰变产生的新核和粒子带同种电荷，因此该衰变属于α衰变，衰变反应方程为 衰变瞬间由动量守恒定律得 新核和粒子恰好在纸面内做匀速圆周运动，由牛顿运动定律可得， 联立解得，故选A。 3．在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核发生了衰变，衰变后射出的粒子及新核恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹如图所示，两圆的半径之比为44∶1。则下列说法中正确的是（　　） A．该原子核发生的是α衰变 B．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向外 C．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D．衰变前的原子核内质子数为45 【答案】C 【详解】BC．根据牛顿第二定律得 解得 根据动量守恒定律，衰变后射出的粒子与新核的动量大小相等，所以电荷量与轨道半径成反比，所以，轨迹1是粒子的，轨迹2是新核的； 因为新核带正电，根据左手定则，磁场方向垂直纸面向里，B错误，C正确； A．因为磁场方向垂直纸面向里，且轨迹1是粒子的，根据左手定则，粒子带负电荷，所以粒子是电子，A错误； D．因为粒子是电子，所以新核的电荷量是+44e，根据电荷守恒定律，衰变前的原子核带电量为+43e，衰变前的原子核内质子数为43，D错误。 故选C。 4.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别r1、r2，则下列说法正确的是（　　） A．原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变 B．径迹1可能是衰变后新核的径迹 C．若衰变方程是U→Th＋He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2 D．若衰变方程是U→Th＋He，则r1∶r2＝1∶45 【答案】BD 【详解】A．原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律有 可知衰变生成的两粒子动量等大反向，两粒子速度方向相反，若圆1的速度方向向上顺时针做圆周运动，则圆2的速度v2方向向下顺时针做圆周运动，由左手定则知，两粒子都带正电，发生的是α衰变；若圆1的速度方向向下逆时针做圆周运动，则圆2的速度v2方向向上逆时针做圆周运动，由左手定则知，两粒子都带负电，不符合实际，即不可能发生的是β衰变，故A错误； B．由粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有 解得 因为两者动量大小相等，则电荷量大的半径小，由于新核的电荷量大于放出粒子的电荷量，则圆1应为衰变后的新核，故B正确； C．若衰变方程是U→Th＋He，粒子的动能，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为，故C错误； D．设半径为r1的圆为放出新核的运动轨迹，半径为r2的圆为粒子的运动轨迹，则 ，故D正确。 故选BD。 5．含有钍（）元素的花岗岩会释放出放射性气体氡（），从而放出α、β、γ射线，下列说法正确的是（　　） A．发生α衰变时，生成的原子核比原来的原子核少4个中子 B．β衰变所释放的电子来自原子核的最外层 C．γ射线的穿透能力和电离能力均最强 D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的 【答案】D 【详解】A．α衰变时，原子核释放一个α粒子（含2个质子和2个中子），故新核的质子数减少2，中子数减少232−90−(228−88)=2，而非4个中子，故A错误； B．β衰变的电子来源于原子核内中子转化为质子时释放的电子，而非核外电子层，故B错误； C．γ射线穿透能力最强，但电离能力最弱，故C错误； D．α、β、γ射线均源于原子核内部的衰变或能量跃迁，故D正确。 故选D。 2、 半衰期的理解及应用 6．下列关于放射性元素半衰期的几种说法正确的是（　　） A．半衰期是放射性元素的原子核全部衰变所需时间的一半 B．我们能预计为数很少的原子核衰变掉一半需要多少时间 C．同种放射性元素不论在化合物中还是单质中半衰期都一样 D．氡的半衰期是3.8天，经过7.6天，有氡的原子核发生了衰变 【答案】C 【详解】A．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，A错误； B．半衰期是对大量原子核做出的统计规律，对为数很少的原子核不适用，B错误； C．半衰期反映的是原子核的特性，跟元素的化学状态无关，C正确； D．根据半衰期的概念可知，氡的半衰期是3.8天，经过7.6天，有氡的原子核发生了衰变，D错误。 故选C。 7．下列关于放射性元素半衰期的说法正确的是(　　) A．半衰期越长对环境的影响时间越长 B．通过化学方法可以改变放射性元素的半衰期 C．通过物理方法可以改变放射性元素的半衰期 D．100个放射性元素原子核经过一个半衰期后剩余50个未衰变的原子核 【答案】A 【详解】半衰期越长的放射性元素衰变的速度越慢，对环境的影响时间越长，A正确； 半衰期是由放射性元素的核内部自身的因素决定，与所处的化学状态和外部条件无关，B、C错误； 半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少数原子核不适用，D错误。 8．质量为m0的某元素原子核发生衰变，经过时间t，该元素原子核剩余的质量为m，其关系如图所示。该元素的半衰期约为（　　） A．67d B．101d C．115d D．124d 【答案】C 【详解】由题图可知，元素的质量从衰变至所用时间为 有半数发生衰变了，根据半衰期定义可知，元素的半衰期约为115d。 故选C。 9.烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内，烟尘中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则下列判断正确的是（　　） A．的镅经864年将有发生衰变 B．镅衰变释放出的射线为射线 C．发生火灾时，由于温度升高，会使镅的半衰期增大 D．镅原子核中有146个质子 【答案】A 【详解】A．由题可知，的半衰期为432年，故864年是2个半衰期，剩余质量 则衰变的质量为，故A正确； B．能使空气分子电离的射线是射线，不是射线，故B错误； C．半衰期由原子核内部因素决定，与温度无关，故C错误； D．镅原子核中质子数为95，中子数为，故D错误。 故选A。 10．现代考古中常用碳14半衰期来推算古生物年龄，碳14的半衰期为5730年，碳的其他同位素是稳定的，自然界碳含量中碳12约占98.93%，碳13约占1.07%，碳14占比极少，若自然界中碳14含量不变，活着的有机体中碳14与碳12比例跟自然界相同约为1∶8×1011。活着的有机物吸收碳，死亡后不再吸收，而碳14会发生β衰变，含量会不断减少.某次考古工作人员测量出土竹签遗骸中每1g碳中碳14含量为g，已知lg2=0.30103，lg23=1.36173，lg25=1.39794，则该竹签大致年龄为（    ） A．2000年 B．1400年 C．700年 D．400年 【答案】A 【详解】根据碳14测年法，剩余量公式为 其中年为半衰期。活体中碳14与碳12的原子数之比为。 1. 初始碳14质量计算：每克碳中碳12质量为，其原子数为 碳14原子数为 对应质量为 2. 剩余比例计算：实测碳14质量为 剩余比例为 3. 时间计算：代入公式 取常用对数 计算得 最接近选项为2000年。 故选A。 11．碳14标记化合物广泛应用于化学、生物学、医学领域中，采用放射性标记化合物进行示踪，具有方法简单、易于追踪、准确性和灵敏性高等特点。能自发进行衰变，衰变方程为，衰变过程中伴随有两种射线产生，则下列说法正确的是（　　） A．X是正电子 B．该衰变类型属于α衰变 C．为了减小的半衰期，可以将其置于高温高压环境中 D．产生的两种射线分别为β射线和γ射线 【答案】D 【详解】A．根据衰变方程，碳14（原子序数6）变为氮14（原子序数7），原子序数增加1，说明发生了β⁻衰变，释放的粒子X是电子（β⁻），而非正电子（β⁺）。故A错误； B．α衰变会释放氦核（质量数减少4，原子序数减少2），而本题质量数未变，原子序数增加1，属于β⁻衰变，故B错误； C．半衰期是原子核的固有属性，与外界条件（如温度、压强）无关。故C错误； D．β⁻衰变过程中会伴随β射线（电子）和γ射线（高能光子）的释放，符合题意，故D正确。 故选D。 3、 核反应 12．下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．核反应方程中括号内的粒子，电荷数为 质量数 中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子为，故A正确；ㅤㅤ B．核反应方程中括号内的粒子，电荷数为 质量数 中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故B错误； C．核反应方程中括号内的粒子，电荷数为 质量数 中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故C错误； D．核反应方程中括号内的粒子，电荷数为 质量数 中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故D错误。 故选A。 13．在下列两个核反应方程中X＋N→Y＋O、Y＋Li→2X，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则(　　) A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2 C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4 【答案】d 【详解】设Y的电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可知，第一个核反应方程的电荷数和质量数满足A＋14＝n＋17，Z＋7＝m＋8，第二个核反应方程的电荷数和质量数满足n＋7＝2A，m＋3＝2Z，联立解得Z＝2，A＝4，故选D。 四、放射性同位素 14．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、工业等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的是(　　) A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的 B．利用γ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，其结果一定是成为更优秀的品种 D．用γ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】D 【详解】利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电导出，故A错误；利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，故B错误；DNA变异并不一定都是有益的，也有有害的一面，故C错误；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D正确。 15．（多选）对放射性的应用，下列说法中正确的是（  ） A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用 B．对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理 C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置 D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的 【答案】BCD 【详解】A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞会有伤害作用，故A错误； B．对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理，故B正确； C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置，故C正确； D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的，故D正确。 故选BCD。 16．自然界铀矿中的铀主要有两种同位素：和，其它同位素含量极少，可忽略。前者半衰期约为7.0亿年，后者半衰期约为45亿年，在自然界铀元素中所占的原子数百分比称为占比，其现代值为，由此推断出20亿年前铀矿的占比为 。许多放射性核素并非一次衰变后就稳定，而是经过多次衰变，最后生成稳定核素，这个过程称为级联衰变。一个核经历数次衰变、衰变和衰变，最后生成的稳定核素为，问其间所经历的衰变为 次。不计铀元素与任何其他元素之间的转化。 【答案】 3.7 7 【详解】[1]设20亿年前的原子数为，的原子数为；现在的原子数为，的原子数为，则， 由于在自然界铀元素中占比较小，所以 代入数据，联立解得20亿年前，在自然界铀元素中占比约为 [2]设经过n次α衰变与m次β衰变，根据质量数守恒可得 解得 17．（2025·河北邯郸·模拟预测）2025年6月，中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210并精确测量其衰变特性。下列关于原子核衰变的说法正确的是（    ） A．半衰期是指一个原子核衰变至稳定状态所需时间的一半 B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将会明显缩短 C．β衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子 D．镤210（）发生α衰变后，生成的新核质量数为208 【答案】C 【详解】A．半衰期是统计规律，指大量原子核有半数发生衰变所需的时间，而非单个原子核衰变时间的一半，故A错误； B．半衰期由原子核内部结构决定，与温度等外部条件无关，故B错误； C．β衰变是原子核内中子转化为质子（释放电子和反电子中微子），故C正确； D．α衰变质量数减少4，镤-210（质量数210）衰变后新核质量数为210−4=206，而非208，故D错误。 故选C。 18．（2025·湖南湘潭·模拟预测）2024年12月，我国南华大学团队从稀土矿物“独居石”中成功提取出可用于恶性肿瘤治疗的高纯医用同位素铅212（）。已知铅212的半衰期为10.6小时，通过衰变生成铋212（）。下列关于铅212的说法正确的是（　　） A．衰变过程中，衰变产物的质量数比铅212少4 B．若有10g铅212，经过21.2小时后剩余质量为2.5g C．衰变释放的射线穿透能力比射线弱 D．衰变释放的粒子来源于铅212原子核外电子 【答案】B 【详解】A． β衰变中，质量数保持不变（中子转化为质子，释放β粒子），故衰变产物的质量数与铅212相同（仍为212），选项A错误。 B．半衰期公式为。小时，小时，则，剩余质量g，选项B正确。 C． β射线的穿透能力比α射线强（α射线被纸阻挡，β射线需铝板），故选项C错误。 D． β粒子来源于原子核内中子转化为质子时释放的电子，而非核外电子，选项D错误。 故选B。 19．（2025·安徽合肥·模拟预测）我国第一颗原子弹核反应物的主要成分是。是不稳定的，它经过若干次α衰变和β衰变最终成为稳定的元素Pb。已知Pb的同位素种类如下表所示，则衰变成Pb需要的α衰变和β衰变次数为（　　） A．6次α衰变，2次β衰变 B．7次α衰变，4次β衰变 C．8次α衰变，6次β衰变 D．9次α衰变，8次β衰变 【答案】B 【详解】铀（）衰变为铅（Pb）时，设α衰变次数为x，β衰变次数为y，铅的质量数为A，由质量数守恒则有 电荷数守恒则有 代入选项可知，当，时， 故选B。 20．如图，为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图，其中一个放出一粒子，另一个放出一粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中与分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是（　　） A．放出的是粒子，放出的是粒子 B．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹 C．为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹 D．磁场方向一定垂直纸面向里 【答案】AB 【详解】A．放射性元素放出粒子时，粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆；而放射性元素放出粒子时，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，放出的是粒子，A正确； BC．放射性元素放出粒子过程中动量守恒，由半径公式可得 轨迹半径与动量成正比，与电荷量成反比，而粒子和粒子的电荷量比反冲核的电荷量小，则粒子和粒子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径大，故为粒子的运动轨迹，为粒子的运动轨迹，B正确，C错误； D． 粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子做圆周运动的方向相反，由于粒子和粒子的速度方向未知，所以不能判断磁场的方向，D错误。故选AB。 21．一物理学习小组研究可作为核电池材料的衰变为的过程，根据测量数据，用横坐标表示时间，用纵坐标表示任意时刻的质量与初始时刻（时）的质量的比值，得出的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A．衰变为释放的射线电离作用很弱 B．衰变为释放的射线在电场中不会偏转 C．图像中的 D．图像中的 【答案】C 【详解】A．α射线穿透能力较弱，但电离作用较强，故A错误； B．α射线为氦核，带正电，所以在电场中会偏转，故B错误； C．由题图可知，衰变从到经过一个半衰期，则衰变的半衰期 由题图可知，a对应 即经过一个半衰期，则a=87.7，故C正确； D．由题图可知，b对应 即经过两个半衰期，则有 故D错误。故选C。 22.（2025·河南·高考真题）由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设采集时大气中有x个原子和y个原子，由于的半衰期为139万年，故经过106天后原子的衰变个数可以忽略不计，的半衰期为53天，故经过106天后剩余数量为，故可得 解得 23.（2025·海南·高考真题）核反应方程中，则是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据质量数守恒和核电荷数守恒可知X是。 故选C。 24．（2025·云南·高考真题）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。 25．（2024·天津·高考真题）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①②，下列说法正确的是（　　） A．方程①中X是中子 B．方程②中发生了衰变 C．受反应堆高温影响，的半衰期会变短 D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分 【答案】AB 【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，方程①中X质量数为1，电荷数为零，则是中子，选项A正确； B．方程②中放出负电子，则发生了衰变，选项B正确； C．放射性元素的半衰期与外界因素无关，选项C错误； D．方程②释放的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，选项D错误。 故选AB。 26．（2024·海南·高考真题）人工核反应中的X是（　　） A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子 【答案】A 【详解】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，则X是中子。故选A。 27．（2024·广东·高考真题）我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是（　　） A．Y为 B．Y为 C．Y为 D．Y为 【答案】C 【详解】根据核反应方程 根据质子数守恒设Y的质子数为y，则有 可得 即Y为；根据质量数守恒，则有 可得，故选C。 28．（2024·山东·高考真题）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（　　） A．衰变为时产生α粒子 B．衰变为时产生β粒子 C．50年后，剩余的数目大于的数目 D．87年后，剩余的数目小于的数目 【答案】D 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即β粒子，故A错误； B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即α粒子，故B错误； CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故D正确，C错误。 故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $