课时跟踪检测(十六) 原子核衰变及半衰期（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版 福建专用）

课时跟踪检测(十六)　原子核衰变及半衰期 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.关于放射性元素的半衰期，以下说法中正确的是 (　　) A.半衰期是指原子核中核子数减少一半所需的时间 B.半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间 C.半衰期是指原子核全部衰变所需时间的一半 D.半衰期是指具有放射性的物体总质量减少一半所需的时间 2.(2025·山东菏泽高二检测)有人欲减缓放射性元素的衰变，下面的说法正确的是 (　　) A.把放射性元素放置在密封的铅盒里 B.把放射性元素放置在低温处 C.把放射性元素同其他稳定性的元素结合成化合物 D.上述各种办法都无法减缓放射性元素的衰变 3.(2025·云南高考)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CN+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 4.(2025·泉州高二检测)在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料——PuO2作为发电能源为火星车供电。PuO2中Pu元素的半衰期是87.7年，质量为20 g的Pu元素经过t年后，剩余Pu的质量为2.5 g，则t等于 (　　) A.76.7年　　　　　　　　 B.263.1年 C.175.4年 D.87.7年 5.国际标准化组织(ISO)和国际原子能机构(IAEA)推出的核辐射新标志内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形，该方案通俗易懂，对于放射现象下列说法正确的是 (　　) A.γ射线是高频电磁波，具有很高能量，可以破坏生物组织细胞的原子或分子结构 B.在三种射线中γ射线电离本领和穿透本领都是最强的 C.β衰变的实质是原子核中的一个质子转化为一个中子所产生的 D.放射性元素的半衰期随环境温度的变化而变化 6.下列说法正确的是 (　　) A.给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好 B.输油管道漏油时，可以在输送的油中放一些放射性同位素，探测其射线，确定漏油位置 C.天然放射性元素也可以作为示踪原子加以利用，只是较少，经济上不划算 D.放射性元素被植物吸收，其放射性将发生改变 7.(2025·三明高二统考检测)近年来，广汉三星堆不断挖掘出重要文物，引起全球考古界的关注。考古学家们利用放射性元素C的半衰期可以确定文物的年代，其衰变方程为CX+e，则 (　　) A.X核中的核子数是7个 B.升高温度可以加快C的衰变 C.100个C核经过2个半衰期后，还剩下25个 D.C衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子 8.(2024·山东高考)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Sr衰变为Y 的半衰期约为29年Pu衰变为U的半衰期约为87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是 (　　) ASr衰变为Y时产生α粒子 BPu衰变为U时产生β粒子 C.50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目 D.87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目 9.(2025·济南高二检测)有一种衰变叫EC衰变，EC衰变发生于核内中子数相对过少的放射性原子核。核内的一个质子H)可以俘获一个核外电子(e)并发射出一个中微子而转变为一个中子n)。经过一次EC衰变后原子核的 (　　) A.质量数不变，原子序数减少1 B.质量数增加1，原子序数不变 C.质量数不变，原子序数不变 D.质量数不变，原子序数增加1 10.(双选)在足够大的匀强磁场中，静止的钠核Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一新核，新核与放出粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示。以下说法正确的是 (　　) A.新核为Mg　　　　 B.发生的是α衰变 C.径迹2是新核的径迹 D.新核沿顺时针方向旋转 11.(2025·泉州高二检测)(双选)静止在O点的C原子核发生衰变的同时，空间中加入如图所示的匀强电场，之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是 (　　) A.A、B两粒子均带负电 BC原子核发生的是α衰变 C.A粒子为Be D.衰变后瞬间A、B粒子的速度之比为5∶2 12.(8分)1934年，约里奥—居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还探测到了正电子。正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子，更意外的是，拿走α放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期。原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：HePn。这里的P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的。 (1)写出放射性同位素P放出正电子的核反应方程；(4分) (2)放射性同位素P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来?(4分) 13.(10分)一小瓶内含有放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次。将它注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取10 cm3的血样，测得每分钟衰变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。 课时跟踪检测(十六) 1.选B　半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间。故选B。 2.选D　放射性元素的半衰期是由原子核内部决定的，与外部条件，如压强、温度等无关，也与是否是单质和化合物无关，即各种办法都无法减缓放射性元素的衰变。故选D。 3.选A　根据质量数和电荷数守恒，写出该衰变方程为CNe，可知X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的。故选A。 4.选B　根据m余=m原·，代入数据2.5=20×，解得t=87.7×3(年)=263.1(年)，故选B。 5.选A　在电磁波谱中，γ射线是波长最短的电磁波，具有很高的能量，可以破坏生物组织细胞的原子或分子结构，A正确；γ射线在三种射线中电离本领最弱，但穿透本领最强，B错误；β衰变的实质是原子核中的一个中子转化为一个质子，并放出一个电子，C错误；放射性元素的半衰期与元素的物理、化学状态无关，不会随温度变化而变化，D错误。 6.选B　放射性元素与它的同位素的化学性质相同，但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节对含有哪种元素的肥料吸收率高，无论植物吸收含放射性元素的肥料，还是无放射性肥料，植物生长是相同的，A错误；人工放射性同位素含量易控制、衰变周期短、不会对环境造成永久污染，而天然放射性元素剂量不易控制、衰变周期长、会污染环境，所以不用天然放射性元素，C错误；放射性是原子核本身的性质，与元素的状态、组成等无关，D错误；放射性同位素可以向周围释放射线，只要在管道周围寻找射线源，就可找到漏油位置，B正确。 7.选D　根据核反应前后质量数和核电荷数守恒可得，X为N，其核子数为14，故A错误；放射性元素的半衰期与物理环境和化学环境无关，所以升高温度不能加快C的衰变，故B错误；半衰期对大量原子核具有统计意义，对极少数原子核没有意义，故C错误；β衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子，故D正确。 8.选D　根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可知Sr 衰变为Y时产生电子，即β粒子Pu衰变为U时产生He，即α粒子，故A、B错误；根据题意可知Pu的半衰期大于Sr的半衰期，现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，经过相同的时间Sr经过的半衰期的次数多，所以剩余的Sr数目小于Pu的数目，故D正确，C错误。 9.选A　由题意可知，EC衰变中少了一个质子，多了一个中子，则质量数不变，但是核电荷数少1，即原子序数少1，A正确，B、C、D错误。 10. 选AC　根据动量守恒定律可知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断可知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，根据核电荷数和质量数守恒知，衰变方程为NaMge，可知新核为Mg，故A正确，B错误；由题意，静止的钠核Na发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子的电荷量，由半径公式r=可知，新核的运动半径小于粒子的运动半径，所以径迹2是新核的径迹，故C正确；由左手定则判断可知，新核沿逆时针方向旋转，故D错误。 11. 选BC　根据A、B两粒子的运动轨迹，可知其所受电场力均与电场方向相同，A、B两粒子均带正电C原子核发生的是α衰变，故A错误，B正确；根据核反应前后的核电荷数和质量数守恒可知，该核反应方程为CBeHe，衰变过程，由动量守恒定律有mAvA-mBvB=0，可知质量越大，速度越小，Be的初速度小于He的初速度，粒子在电场中做类平抛运动，则有x=vt，y=·t2，解得y=，可知当两粒子竖直方向的位移相等时Be粒子的水平位移较小，A粒子为Be，故C正确；衰变过程，由动量守恒定律有mAvA-mBvB=0，可得衰变后瞬间A、B粒子的速度之比为vA∶vB=2∶5，故D错误。 12.解析: (1)根据质量数、核电荷数守恒P放出正电子的核反应方程为PSie。 (2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β衰变是原子核的一个质子转变成一个中子，同时放出一个正电子，反应过程为Hen。 答案: (1)PSie　(2)见解析 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=m0=m0， 设取出的V'=10 cm3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=。 因单位时间内衰变的次数与放射性物质的含量成正比， 则=，联立以上各式解得V=3.75×103 cm3。 答案:3.75×103 cm3 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $