第5章 第2节 放射性元素的衰变-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版 江苏专用）

第2节 放射性 白题 基础过关 题型1原子核的衰变 1.(北京高考)表示放射性元素碘(I)B 衰变的方程是 ( A.1I→7Sb+He B.lgI→uXe+9e C.18g1-→'391+0n D.gI-→19Te+H 6 2.*(2025·河北保定期中)某放射性元素的 原子核X发生两次α衰变和六次B衰变，生 成新核Y,则新核Y的中子数比核X的中子数 ( A.减少10 B.减少8 C.减少6 D.增加2 3.*钴(C0)是银白色铁磁性金属元素，在医 7 学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗.静止的钴 60(Co)发生一次衰变成为镍60(Ni),同时 放出X粒子和y射线.则X为 A.a粒子B.中子C.电子D.质子 4.*(2025·安徽合肥模拟)我国第一颗原子 弹核反应物的主要成分是5U.5U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5U衰变成Pb需要的α衰变和B衰 变次数为 204Pb Pb Pb Pb 2Pb A.6次衰变，2次B衰变 B.7次a衰变，4次B衰变 C.8次a衰变，6次B衰变 D.9次衰变，8次B衰变 题型2半衰期的理解 5.*在存放放射性元素时，若把放射性元素① 置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元 素结合成化合物.则 选择性必修第三册黑： 元素的衰变 限时：25min A.措施①可减缓放射性元素衰变 B.措施②可减缓放射性元素衰变 C.措施③可减缓放射性元素衰变 D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变 *玉兔二号携带由钚238制成的核电池， 钚238衰变的半衰期约为88年，一个由质量 为m的钚238制成的核电池，钚238质量减 少到m,经历的时间为 ) 4 A.22年 B.44年 C.88年 D.176年 (2024·广东部分学校联考)钴60(0C0) 在工业、农业、医学上应用广泛.80g钴60经 过21年剩余5g未发生衰变，则钴60的半衰 期约为 () A.4年 B.5年 C.6年 D.7年 **新考法(2025·安徽江淮协作区期末)质 量为m。的某放射性元素X经时间t后剩余未 衰变质量为m,已知m-t图线如图所示，则该 mo 放射性元素X的半衰期为 m 6 4 N 0.220.490.811.221.81 2.81/天 A.1天 B.1.015天 C.2.81天 D.0.22天 题78 9.*根据临床经验部分药物在体内的代谢也 1 有与原子核衰变相似的规律.药物的血浆半衰 期是指药物在血浆中的浓度下降一半所需的 时间.某种药物的血浆半衰期为2小时，一次 合理剂量的用药后药物在血浆中的浓度为 20毫克/升，若血浆中的药物浓度下降至 3毫克/升以下就要补充用药.则该药物的用 药时间间隔为 A.2小时 B.4小时 C.6小时 D.8小时 题型3核反应 10.*(2025·广东开学)质子放疗是目前治 疗肿瘤的最先进手段之一，特征是当质子射 线达到一定深度时才释放出最大能量（布拉 格峰)，只要将射线的最大能量调整到癌肿 病灶上就可以集中照射病灶处而不会过多 地损伤正常细胞.下列核反应方程中X粒子 为质子的是 A.232U+n→%Ba+gKr+3X B.238U-→23%Th+X C.14N+He→0+X D.14C→14N+X 11.*1934年，约里奥·居里夫妇用a粒子轰 击铝箔，产生了人工放射性同位素X,反应方 程He+3A1→X+P,P原子核不稳定，会衰 变成9Si,衰变方程为9P→Y+0Si.则( A.X是中子，Y的电荷数为1 B.X是中子，Y是电子 C.X的电荷数为2，Y的电荷数为1 D.X的电荷数为2，Y是电子 12.**（重庆高考)以下是物理学史上3个著名 的核反应方程x+Li→2y,y+4N→x+0, y+Bez+C.xy和z是3种不同的粒子，其 中z是 A.a粒子 B.质子 C.中子 D.电子 第五章黑 3.**1919年，英国物理学家卢瑟福用镭放射 出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了 一种新的粒子；通过测定其质量和电荷量， 发现了质子（用P表示）.发现质子的核反应 方程为a+4N→mY+P,其中m、n分别表示新 核Y的质量数和核电荷数，则 () A.m=17,n=8 B.m=18,n=8 C.m=17,n=9 D.m=18,n=9 型4放射性同位素及其应用辐射与安全 4.*下列应用中放射性同位素不作为示踪原 子的是 ( A.利用含有放射性碘131的油，检测地下输 油管的漏油情况 B.把含有放射性元素的肥料施给农作物，利 用探测器的测量，找出合理的施肥规律 C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹 D.给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131， 诊断甲状腺的器质性和功能性疾病 .*（2025·山东泰安模拟) 烟雾探测器使用了一种半衰 期为432年的放射性元素镅 2gAm来探测烟雾.当正常空 气中的分子穿过探测器时，镅Am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.镅5Am原子核中有95个中子 B.镅Am衰变释放出的射线为 讲解 B射线 C.发生火灾时，由于温度升高，会使镅gAm 的半衰期减小 D.1g的镅Am经864年将有0.75g发生 衰变 白题79 黑题 应用提优 限时：l5min *(2026·贵州新高考协作体联考)质子发 中，通过血液循环均匀地分布到血液中，这时 射（又称质子放射性）是一种罕见的原子核衰 可利用其射线对被检测者的心脏进行造影 变现象，指质子从原子核中逃逸的过程 2025年6月，芬兰于韦斯屈莱大学加速器实 0.75 验报告称，他们合成出了目前已知最重的质 0.5 子发射原子核—砹-188.已知砹-188的合 0.25- 成和质子发射的核反应方程分别是8Sr+ 04 12 1824t/h 1Ag→At+xn和lgAt→78Pt+yH+He,则 (1)写出gTc发生B衰变，生成Ru的核反应 方程 ( (2)得的衰变规律如图所示，求锝的半衰期. A.x=4,y=3,z=1 B.x=4,y=1,z=3 (3)若上午8点注射得的质量为m。,求次日凌 C.x=3,y=4,z=1 D.x=1,y=4,z=3 2.*家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病 晨2点剩余锝的质量m. 的重要诱因.家庭装修中的射线来源往往是不 合格的瓷砖、洁具等，瓷砖、洁具释放的氡气 (GRn)具有放射性，氡222衰变为钋218 (28Po)的半衰期为3.8天，则氡222衰变释放 出的粒子和密闭房间中氨气浓度减小87.5% 需要的时间分别为 ( A.电子，11.4天 B.质子，7.6天 C.中子，19天 D.粒子，11.4天 3.*下表给出了四种放射性同位素的辐射线 和半衰期.在医疗技术中，常用放射线治疗肿 瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能 压轴挑战 力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间 5.接1新考法(2025·福建双十中学月考)静 内具有相对稳定的辐射强度.为此所选择的 止在真空匀强电场中的某原子核发生衰变， 放射源应为 ( 其衰变粒子与反冲核的初速度方向均与电 同位素 钋210 锝99 钴60 锶90 场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨 辐射线 2 & 迹如图所示(a、b表示长度).原子核重力不 半衰期 138天6小时 5年 28年 计，则该衰变方程可能是 A.钋210 B.得99 C.钴60 D.锶90 A.28U-→He+26Th 4.接(2025·江苏徐州期末)得磐Tc是第一种 B.Ra一→He+GRn 被人工制造的放射性元素，可以作为放射性 C.23%Th→9e+2g1Pa 药物用于“心脏灌注显像”的检测技术.含放 D.C→e+4N 射性元素锝的注射液注入被检测者的动脉 选择性必修第三册黑白题80问可得该元素的两种同位素的原子核符号，中子数为176的 原子核的符号为X,中子数为177的原子核的符号为X 黑题应用提优 1.C解析：A.自然界中有些原子核是不稳定的，可以自发地 放出射线，但不是所有元素都能自发地放出射线，故A错 误；B.天然放射现象揭示了原子核具有复杂结构，故B错 误：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正确；D.、B 和B三种射线中，α射线的电离能力最强，故D错误故选C 2.B解析：α射线穿透能力最弱，用纸就能挡住但对空气的电 离能力很强：B射线能穿透几毫米的铝板；y射线穿透能力 最强，能穿透几厘米的铅板，且对食品的破坏能力也最强，紫 外线更不能穿透纸盒，则该生产线使用的射线是B射线.故 选B. 3.B解析：某原子核有N个核子，其中中子n个，当该原子核 俘获一个中子后，中子数为n+1,核子数为N+1:放出一个a 粒子后，中子数减少2，核子数减少4，即此时的中子数为- 1,核子数为N-3,质量数为N-3,原子序数为(N-3)-(n- 1)=N-n-2,故选B. 4.C解析：A.①射线被纸挡住，说明其穿透能力最弱，应为α 射线：②射线能穿透纸但被铝挡住，说明其穿透能力中等，应 为B射线，α射线和B射线都是实物粒子，不是电磁波， 故A错误；B.①射线是α射线，u射线具有较强的电离能 力，容易使气体分子中的电子剥离，产生电离效应，故B错 误：C.②射线是B射线，B射线是高速运动的电子，其速度 可以接近光速，故C正确；D.③射线能穿透铝，但被铅挡住， 说明其穿透能力最强，应为γ射线，Y射线是由原子核内部 变化产生的电磁波，而不是原子内层电子跃迁产生的，原子 内层电子跃迁产生的电磁波是X射线，故D错误故选C. 5.B解析：AC.根据镜像核的定义及质量数A等于核电荷数 Z和中子数n之和，可知3N和2C的质子数与中子数互换 了，互为镜像核，N和0的质子数与中子数互换了，互为 镜像核，AC正确；B.若两个原子核电荷数相同，则这两个原 子核的质子数相同，为同一种元素，同种原子核与自身互为 镜像核没有意义，与“两个核”矛盾，B错误；D.互为镜像核 的质子数与中子数互换，质子数加中子数不变，所以互为镜 像核的两个核质量数相同，D正确.故选B. 压轴挑战 6.C解析：放射线共有α、B、y三种，其中α、B射线垂直于磁 场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用，γ射线不偏 转，故打在O点的应为y射线；由于α射线穿透本领弱，不 能射穿厚纸板，故到达P点的应是B射线；依据B射线的偏 转方向及左手定则可知磁场方向垂直于纸面向里.故选C 参考答案与解析 第2节放射性元素的衰变 白题 基础过关 1.B解析：A.该衰变是衰变，故A错误；B.该衰变放出的 是电子，属于B衰变，故B正确：C.产生的是中子，故C错 误：D.产生的是质子，故D错误故选B. 2.A解析：原子核发生一次α衰变质量数减少4，核电荷数减 少2，发生两次衰变，质量数减少8，核电荷数减少4，中子 数减少4；原子核发生1次β衰变，中子数减少1，原子核发 生六次B衰变，中子数减少6，所以新核Y的中子数比核X 的中子数减少4+6=10，故选A. 3.C解析：根据质量数、电荷数守恒可知，X的质量数为零，电 荷数为-1，即X为电子e.故选C 4.B解析：铀(2U)衰变为铅(Pb)时，设α衰变次数为x,B 衰变次数为y,铅的质量数为A,由质量数守恒则有235- 4x=A,电荷数守恒则有92-2x+y=82,代人选项可知，当x= 7,y=4时，A=207,故选B. 5.D解析：半衰期是放射性原子核半数发生衰变所需要的时 间，是放射性元素的固有特性，不会随外部因素而改变， D项正确， 6.D解析：由半衰期公式可得公=m 3 解得t=176年， 故选D. 7.B解析：根据半衰期的定义有m余=m益· ()户，代入数 据可得5=80× (2),解得钴60的半衰期为T=21 17 4 5.25年，即钴60的半衰期约为5年.故选B. 8.A解析：半衰期指的是放射性元素每衰变一半的时间，由 题图可知从原来的号变为原来的弓刚好经过一个半衰期， 则该放射性元素X的半衰期为T=1.81天-0.81天=1天，故 选A. 9.C解析：因为药物的血浆半衰期为2小时，经过6小时，即 3个半衰期，血浆中的药物浓度下降至2.5毫克/升，所以该 药物的用药时间间隔是6小时，故C正确，ABD错误 10.C解析：A.根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程 为U+n→%Ba+gKr+3n,可知X粒子为中子，故A错 误；B.根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为 8U→20Th+He,可知X粒子为He,故B错误；C.根据核 反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为N+He →0+H,可知X粒子为质子，故C正确；D.根据核反应 质量数和电荷数守恒，核反应方程为C→4N+e,可知X 粒子为电子，故D错误故选C. 黑白题35 11.A解析：设X和Y的电荷数分别为n1和n2,质量数分别 为m1和m2,根据反应方程电荷数和质量数守恒，可得 4+27=m1+30,2+13=m1+15,30=m2+30,15=n2+14,解得 n1=0,n2=1,m1=1,m2=0,可知X的质量数为1，电荷数为 0,X是中子，Y的质量数为0，电荷数为1，A正确故选A. 12.C解析：将上述三个方程相加，整理后得Li+N+Be→ 0+2C+z,根据电荷数守恒和质量数守恒，z的质量数为 1,电荷数为0，为中子，C正确. 13.A解析：根据反应过程中，质量数和电荷数守恒可得：4+ 14=m+1,2+7=n+1,解得：m=17,n=8,故A正确，BCD错 误故选A. 14.C解析：A.利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管 的漏油情况是将放射性碘131作为示踪原子使用，故A不 符合题意；B把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测 放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情 况，找出合理施肥的规律是示踪原子的使用，故B不符合 题意：C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用 Y射线穿透能力强的特点，故C不是将放射性同位素作为 示踪原子，选项C符合题意；D.给怀疑患有甲状腺病的病 人注射碘131，以判断甲状腺的器质性和功能性疾病，是将 放射性同位素作为示踪原子，故D不符合题意.故选C. 15.D解析：A.镅24Am原子核中质子数为95，中子数为241 95=146,A错误；B.能使空气分子电离的射线是α射线，不 是阝射线，B错误；C.半衰期由原子核内部因素决定，与温 度无关，C错误；D.半衰期为432年，864年是2个半衰期， (112 剩余质量m=m,（2) =0.25g,则衰变的质量为1g- 0.25g=0.75g,D正确.故选D. 黑题应用提优 1.B解析：对第一个核反应方程，根据质量数守恒有84+ 108=188+x,解得x=4:对第二个核反应方程，根据质量数守 恒有188=175+y+4z,根据电荷数守恒有85=78+y+2z,联立 解得y=1,z=3,故选B. 2.D解析：氡222衰变为钋218的过程，质量数减少4，质子 数减少2，可判断发生了衰变，放出的粒子为α粒子：根据 半哀期公式方程=N,(分)广，家气浓度减小7,5%时有 =125%，解得：4=37=1.4天，故ABC错误，D正确故 N。 选D. 3.C解析：因放射线要有较强的穿透能力，所以应为Y射线， 要使其在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，放射源应具 有较长的半衰期故选C. 4.(18Tc-2Ru+e(2)6h(3)gm, 选择性必修第三册 解析：(1)Tc发生B衰变，生成Ru的核反应方程为 gTc→aRu+-9e. (2)根据图像，经过6小时有一半发生衰变，所以该元素的 半衰期为T=6h. (3)从上午8点到次日凌晨2点的时间间隔t=18h, 剩余的质为m=m(仔)产-m()）广-名 压轴挑战 5.A解析：CD.由轨迹弯曲方向可以看出，反冲核与衰变粒子 的受力方向均与电场强度方向相同，带正电，所以放出的粒 子不是电子，CD错误：AB.设运动时间为t,上轨迹粒子电荷 量为q1,质量为m1,下轨迹粒子电荷量为92，质量为m2,由 动量守恒有m1心1=m22,根据类平抛运动处理规律，则有 1.9E.2=a,2t=b,2·m v,t=9a,2·m 1.952=56,联立得到 「，45，所以A选项中方程粒子符合，B选项方程粒子不符 合，A正确，B错误.故选A. 第3节核力与结合能 白题 基础过关 1.D解析：A.核外电子与原子核间的万有引力远小于库仑 力，选项A错误：B.原子核内只有相邻的两个核子间存在核 力，选项B错误；C.核力是强相互作用，可表现为引力，也可 表现为斥力，故C错误；D.弱相互作用是短程力，选项D正 确.故选D. 2.A解析：核力是强相互作用力，它能将核子束缚在原子核 内：万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽 略；库仑力介于二者之间故选A 3.C解析：A.结合能等于比结合能乘以核子数，比结合能大 的原子核，若核子数少，结合能不一定大，故A错误：B.轻核 聚变释放能量，是因为聚变后新核的结合能大于反应前原子 核的结合能之和，故B错误；C.重核裂变释放能量，是因为 裂变后生成中等质量原子核的比结合能增大，总结合能增 大，从而释放出能量，故C正确；D.比结合能越大的原子核 越不容易发生核反应，故D错误.故选C 4.D解析：A.由题中原子核的比结合能与核子数的关系图可 知，铀核U比D核的比结合能小，所以D核比铀核更坚固 和稳定，故A错误B.由题图可知，锂核(Li)的比结合能比 C核的比结合能小，由于平均核子质量越小的原子核，其比 结合能越大，故锂核(Li)的平均核子质量比C核大，故B错 误：C.原子核F分裂成D和E的过程中，是比结合能小的原 子核生成比结合能大的原子核，所以会释放核能，故C错 误：D.若一个质子和一个中子结合成A,反应放出的能量为 黑白题36