第5章 2 放射性元素的衰变（Word练习）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

[基础训练]

1．(多选)U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，可以判断下列说法正确的是(　　)

A．图中a是84，b是206

B．Y是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的

C．Y和Z是同一种衰变

D．从X衰变中放出的射线电离作用最强

答案　AC

2．(2025·云南卷)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6C→7N＋X，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

解析　根据质量数和电荷数守恒有6C→7N＋e

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。

答案　A

3．(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的核，放出的一个α粒子和反冲核轨道半径之比R∶r＝30∶1，如图所示，则(　　)

A．衰变后瞬间α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α粒子的速度之比为1∶62

解析　由动量守恒得Mv′＋mv＝0，其中Mv′为反冲核动量，mv为α粒子的动量，则α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反。设Q为原来放射性元素的原子核的电荷数，则反冲核的电荷数为Q－2，α粒子电荷数为2。反冲核的轨道半径r＝，α粒子的轨道半径R＝；又R∶r＝30∶1，联立可得Q＝62，故A、C正确。

答案　AC

4．要确定某文明存在的时代，14C年代检测是一种较为精确的方法。14C断定年代的原理是，不论处在古代还是现代，活的生物体因不断从外界吸收14C，使得体内14C的数量与排泄和衰变达到相对平衡，因而，活的生物体内，每秒钟因14C的β衰变辐射出的电子数目N也基本稳定，但生物体死亡后，体内的14C的数量会因β衰变而减少，每秒钟辐射出的电子数目n也随着年代的久远而减少，根据14C的半衰期τ和测得的N、n的数值，便可推算出生物体死亡的年代t。以下判断正确的是(　　)

A．n＝N

B．14C发生β衰变的核反应方程为C→e＋N

C．测量N和n时，需使被测生物体所处环境的温度相同

D．测量N和n时，需将生物体内处于化合态的14C分离成单质态的14C

解析　根据半衰期的定义可得n＝N，故A错误；14C发生β衰变时，释放出一个电子，衰变的核反应方程为C→e＋N，B正确；14C发生β衰变的半衰期与14C所处的环境，包括温度高低、处于单质状态还是化合状态等均无关，故C、D错误。

答案　B

5．铀裂变的产物之一氪90(Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(Zr)，这些衰变是(　　)

A．1次α衰变，6次β衰变

B．4次β衰变

C．2次α衰变

D．2次α衰变，2次β衰变

解析　由于质量数不变，故没有发生α衰变，由核电荷数的变化可知，β衰变的次数为N＝40－36＝4，故B对。

答案　B

6．静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻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、b表示长度)。那么碳14的

核反应方程可能是(　　)

A.C→He＋Be   B.C→e＋B

C.C→e＋N   D.C→H＋B

解析　由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同，均带正电，由题中数据可知v1t＝a，×t2＝2a，且v2t＝b，×t2＝4b，核反应前后动量守恒有m1v1＝m2v2，解得q1∶q2＝1∶2，只有选项A符合题意，故选A。

答案　A

7．A、B两种放射性元素，它们的半衰期分别为tA＝10天，tB＝30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比为(　　)

A．3∶1  B．48∶63

C．1∶16  D．16∶1

答案　D

8．(多选)原子核A发生一次α衰变后变为原子核X，原子核B发生一次β衰变后变为原子核Y，已知原子核A和原子核B的中子数相同，则两个生成核X和Y的中子数以及a、b、c、d的关系可能是(　　)

A．X的中子数比Y少1

B．X的中子数比Y少3

C．如果a－d＝2，则b－c＝3

D．如果a－d＝2，则b－c＝1

解析　原子核发生一次α衰变，其质子数和中子数都减少2，发生一次β衰变，其质子数增加1，而中子数减少1，由A、B中子数相同可得a＋4－(b＋2)＝d－(c－1)，即a－b＋2＝d－c＋1，故A、C对，B、D错。

答案　AC

[能力提升]

9．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用。下列选项中，属于γ射线的应用的是(　　)

A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤

B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地