第5章 第2节 放射性元素的衰变-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂课时作业（人教版）

第五章原子核 物课时 理作业 第二节 [基础达标练] 1.原子核U经放射性衰变①，变为原子 核6Th,继而经放射性衰变②，变为原子 核31Pa,再经放射性衰变③，变为原子核 酷U.放射性衰变①、②和③依次为( A.a衰变、3衰变和B衰变 B.3衰变、α衰变和3衰变 C.3衰变、3衰变和α衰变 D.a衰变、B衰变和a衰变 2.(多选)铝箔被α粒子轰击后发生了以 下核反应：Al+He→X+n.下列判 断正确的是 A.n是质子 B.n是中子 C.X是Si的同位素 D.X是P的同位素 3.医学界通过14C标记的C6o发现一种C60 的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过 断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则 14C的用途是 ( A.示踪原子 B.电离作用 C.催化作用 D.贯穿作用 4.某放射性元素的原子核内有N个核子， 其中有n个质子，该原子核发生2次a 衰变和1次3衰变，变成1个新核，则 A.衰变前原子核有(N一n)个中子 B.衰变后新核有(n一4)个质子 C.衰变后新核的核子数为(N一3) D.衰变后新核的中子数为(N一n一3) ·28 课时作业色 放射性元素的衰变 纠错空间 5.Na是人工产生的放射性元素，Na产 生后会自发地衰变为Mg.关于4Na衰 变为Mg,下列描述正确的是( A.上述核反应属于α衰变 B.4Na的半衰期随温度升高、压强增大 而变短 C.上述核反应属于3衰变 D.Na的半衰期随着数量的减少而 变长 6.据报道，在埃及古城艾赫米姆不远处 考古队挖掘出埃及第十九王朝拉美西 斯二世大神殿.通过分析发现，殿内古 方法总结 代木头中的4C的含量约为自然界含量的 要已知植物死后其体内的℃会逐渐减 少，14C的半衰期为5730年，则由此可推断 拉美西斯神殿距今约为 ( A.4000年 B.3000年 C.2000年 D.1000年 7.一个静止的铀核，× 放射一个α粒子而 ×2 变为钍核，在匀强 磁场中的径迹如图所示，则正确的说法 是 A.1是a粒子，2是钍 B.1是钍，2是a粒子 C.3是α粒子，4是钍 年年年月卡年年 D.3是钍，4是α粒子 世物理 选择性必修第三册 8.关于天然放射现象，叙述正确的是() 11.一静止的3U核经a衰变成为24Th 空空 A.若使放射性物质的温度升高，其半衰 核，释放出的总动能为4.27MeV.问 期将减小 此衰变后Th核的动能为多少MeV? 纠错空间 B.阝衰变所释放的电子是原子核外的电 (保留1位有效数字) 子电离形成的 C.在a、B、Y这三种射线中，y射线的穿 透能力最强，α射线的电离能力最强 D.铀核(3U)衰变为铅核(Pb)的过 程中，要经过8次a衰变和10次 B衰变 [能力提升练] 9.若元素A的半衰期为4天，元素B的半 衰期为5天，则相同质量的A和B,经 过20天后，剩下的质量之比mA:mB 为 A.1:2 B.2:1 方法总结 C.5:4 D.4:5 10.恒星向外辐射的能量来自于其内部发 12.某放射性元素原来质量为8g,经6天 生的各种热核反应，当温度达到10K 时间已有6g发生了衰变，此后它再衰 时，可以发生“氢燃烧” 变1g,还需要几天？ (1)完成“氦燃烧”的核反应方程：He十 →8Be+y; (2)8Be是一种不稳定的粒子，其半衰 期为2.6×1016s.一定质量的Be,经 7.8×1016s后所剩8Be占开始时的多 少？ 4444444444 。。4444 ·238· 第五章原子核 课时作业色 [创新应用练] 14.在匀强磁场中，一个原来静止的原子 13.一小瓶内含有放射性同位素的溶液， 核，由于放出一个α粒子，结果得到一 它每分钟衰变6000次.将它注射到一 张两个相切圆的径迹照片（如图所 纠错空间 个病人的血液中，经过15小时，从病 示)，今测得两个相切圆半径之比 人身上取10cm3的血样，测得每分钟 r1:r2=1:44,求： 衰变2次，已知这种同位素的半衰期 为5小时.试根据上述数据，计算人体 血液的总体积. (1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？ (说明理由) (2)这个原子核原来所含的质子数是 多少？ 方法总结 111方月中中 ++++ 0+44414+4114+41卡+49 年于年年中 。。14年。14。。444 ·239·巴物理 12.解析：原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子 的核外电子数都是相等的.原子核的质量数等于核 内质子数与中子数之和 (1)镭核中的质子数等于原子序数，故质子数为88， 中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差， 即N=A-Z=226-88=138. (2)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是 Z=88,Q=Ze=88×1.6×10-19C=1.408× 10-17C. (3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88. (4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹 力充当向心力，北有mB=m二解符r器 二者的速度相同，又由于同位素具有相同的核电荷 数，但质量数不同，故"226=226_113 r228228114 答案：(1)88138(2)881.408×10-17C(3)88 (4)113:114 13.解析：(1)离子在电场中被加速时，由动能定理得 qU-m 进入匀强磁场时洛伦兹力提供向心力，有 quB=mv2 ,又x=2 22mU 由以上三式得x=B√9 (2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)结 果知， xH:xD:xT=√mH:mn:√mT=1:√2：√5. 答案1后可 (2)1:√2：3 14.解析：（1)因为《粒子穿透本领弱，穿过下层纸的只 有B射线、Y射线，B射线、Y射线在上面的印像纸上 留下两个暗斑 (2)下面印像纸从左向右依次是B射线、Y射线、α射 线留下的暗斑.设Q射线、3射线暗斑到中央Y射线 暗斑的距离分别为。s,则 ·21 选择性必修第三册 ·()·( 9a·E da= =98·E ma 1m3 由以上四式得。=5 9184 (3)若使a射线不偏转，gE=qaB。,所以B。=E: Va 同理若使？射线不偏转，应加磁场的磁感应强度 B=E,故n=2=10：1 Ba va 答案：(1)两个暗斑3射线Y射线(2)5：184 (3)10：1 第二节放射性元素的衰变 1.A[根据核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒 分析，2邵U核与Th核比较可知，核反应的另一产物 为He,所以衰变①为a衰变，B,C错误：2Pa核与2酷U 核比较可知，核反应的另一产物为_9，所以衰变③为 B衰变，D错误，A正确.] 2.BD[由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知，X 是P,故C错误，D正确；n是中子，故A错误，B 正确.] 3.A[由题给信息可知14C带有放射性标记，用途是做 示踪原子，故A正确.] 4.A[核子数等于质子数加中子数，所以衰变前原子核 有中子数(N一n)个，A正确；衰变后新核有n- (2×2一1)=(1一3)个质子，B错误，衰变后新核的核 子数为N一2×4=N一8，C错误；衰变后新核的中子 数为(N-1-5),D错误.] 5.C[衰变后质量数不变，电荷数增加了1，所以是B衰 变，A错误，C正确；半衰期与温度、压强、剩余数量等 无关，B、D错误.] 6.B[衰变后的质量m= M(合)广，共中t是时间T是 丰亲期，所以号-（白）】 ,解得1=5730=2865年≈ 2 3000年，故B正确.] 2 参考答案 7.B[铀核发生《衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在 匀强磁场中做匀速圆周运动，根据动量守恒定律知， 两粒子的速度方向相反，且都带正电；根据左手定则， 运动轨迹为两个外切圆.α粒子和钍核的动量大小m 相等，根据r=分析，电荷量大的轨道半径小， aB 知1是钍核的径迹，2是a粒子的径迹.故B正确，A、 C、D错误.] 8,C[物理和化学变化都无法改变放射性元素的半衰 期，故A错误：3衰变中释放的电子是核内的中子转 化的，并不是核外电子，B错误；Q、B、Y三种射线的电 离本领依次减弱，穿透本领依次增强，C正确；8次α 衰变质量数减少32，质子数减少16,10次3衰变质量 数不变，质子数增加10个，电荷数不守恒，故D错误.] 9,A[元素A的半衰期为4天，经过20天后剩余的质 量占原来的（仔），元索B的丰充病为5天，经链20 天后剩余的质量占原来的（合）】 ,所以剩下的质量之 比mA:mB=1:2,A正确.] 10.解析：(1)根据核反应方程的电荷数守恒、质量数守 恒可知核反应方程应为是He十He→Be十Y. 2%-(合)-（合）= 答案：1He(2)g(或12.5%) 11.解析：根据题意知，此《衰变的衰变方程： 28U→236Th+4He 根据动量守恒定律得may。=mnThUrh ① 式中，m。和mTh分别为a粒子和Th核的质量，Ua和 vTh分别为&粒子和Th核的速度，由题设条件知 子m,+2m听=E② 品动 ③ 式中Ek=4.27MeV是a粒子与Th核的总动能. 由D2式样宁n流平X民 代入数据得，衰变后4Th核的动能 1 2 nThuth≈0.07MeV. 答案：0.07MeV ·21 课时作业马 12,解析：由丰充期公式m=m(合) 8g-6g=8g×(侵)广，÷-2 即放射性元素从8g衰变6g余下2g时需要2个半 衰期. 因为1=6天，所以T=合=3天，即半豪期是3天， 而余下的2g衰变1g需1个半衰期T=3天.故此 后它衰变1g还需3天， 答案：3天 13.解析：设放射性同位素原有质量为m0,15小时后剩 余质量为m,则m=m(2)】 8m. 设取出的V'=10cm3的血液中放射性同位素的质 量为m',人体内血液的总体积为V,如果认为血液中 放射性的溶液是均匀分布的，则严=V 因单位时间内衰变的数量与放射性物质的含量成正 比，则 m1×6000 8 联立以上各式解得V=3.75×103cm3. 答案：3.75×103cm3 14.解析：(1)因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电 荷量成反比，所以圆轨道2是《粒子的径迹，圆轨道 1是新生核的径迹， (2)设衰变后新生核的电荷量为91，α粒子的电荷量 为q2=2e,它们的质量分别为m1和m2,衰变后的速 度分别是1和2，所以原来原子核的电荷量q=q1 十q42 miv 根据轨道半径公式有”=Bq1 1m1q2 r2n22m22q1 Ba2 又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则1 =m2U2 以上三式联立解得g=90肥.即这个原子核原来所含 的质子数为90. 答案：(1)见解(2)90 3