第5章 2.放射性元素的衰变（课时跟踪检测）（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

2.放射性元素的衰变 知识点一　原子核的衰变 1.含有钍Th）元素的花岗岩会释放出放射性气体氡Rn），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.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α衰变和1次β衰变，变成1个新核，则（　　） A.衰变前原子核有（N－n）个中子 B.衰变后新核有（n－4）个质子 C.衰变后新核的核子数为（N－3） D.衰变后新核的中子数为（N－n－3） 3.一个静止的铀核，放射一个α粒子而变为钍核，在匀强磁场中的径迹如图所示，则正确的说法是（　　） A.1是α粒子，2是钍核 B.1是钍核，2是α粒子 C.3是α粒子，4是钍核 D.3是钍核，4是α粒子 知识点二　半衰期 4.〔多选〕关于放射性元素的半衰期是指（　　） A.原子核全部衰变所需要的时间的一半 B.原子核有半数发生衰变所需要的时间 C.相对原子质量减少一半所需要的时间 D.该元素原子核的总质量减半所需要的时间 5.碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（　　） A.　　　B. C.　　　D. 6.在医学上，放射性同位素锶90Sr）制成表面敷贴器，可贴于体表治疗神经性皮炎等疾病。锶90Sr）会发生β衰变，其衰变产物中有钇（Y）的同位素，半衰期为28.8年。下列说法正确的是（　　） A.Y原子核的中子数为52 B.0.4 mol的Sr原子核经过57.6年后还剩余0.3 mol C.β射线是电子流，速度可接近光速 D.将锶90制成的敷贴器贴在患者体表，若患者发高烧会导致锶90衰变速度加快 知识点三　核反应　放射性同位素及其应用　辐射与安全 7.我国发射的“嫦娥”系列月球探测器，在着陆器和月球车内均安置有钚－238，以确保仪器舱内温度不会很低，让搭载的仪器安然度过月夜，成为仪器的“暖宝宝”Pu可以通过以下过程得到U＋Np＋nNp→XPu，则下列说法正确的是（　　） A.k＝1，X为质子 B.k＝2，X为电子 C.k＝1，X为电子 D.k＝2，X为质子 8.〔多选〕关于人工放射性同位素，下列说法正确的是（　　） A.人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的半衰期长很多 B.人工放射性同位素产生的放射强度容易控制 C.人工放射性同位素的γ射线能进行金属探伤 D.使用人工放射性同位素也要遵守操作规程，防止对空气、水源、用具等的污染 9.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 10.现代已知碳的同位素共有十五种，有碳8至碳22，其中碳12和碳13属于稳定型，碳14是宇宙射线透过空气时撞击氮原子核产生的，碳14是一种放射性的元素，衰变后为氮14。图中包含碳14衰变相关信息，结合这些信息可以判定下列说法正确的是（　　） A.碳14转变为氮14，衰变方式为β衰变 B.100个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩50个 C.若氮14生成碳14的核反应方程为N＋CH，则X为质子 D.当氮14数量是碳14数量的7倍时，碳14衰变所经历时间为22 920年 11.1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素Pt，制取过程如下： （1）用质子轰击铍靶Be产生快中子。 （2）用快中子轰击汞Hg，反应过程可能有两种： ①生成Pt，放出氦原子核； ②生成Pt，同时放出质子、中子。 （3）生成的Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞Hg。 写出上述核反应方程。（Au的原子序数为79） 12.天然放射性元素铀U）发生衰变后产生钍核Th）和另一个原子核。 （1）请写出衰变方程； （2）若衰变前铀U）核的速度为v，衰变产生的钍Th）核的速度为，且与铀核速度方向相同，试估算产生的另一种新核的速度。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.放射性元素的衰变 1.D　发生α衰变时，生成的原子核比原来的原子核少两个质子，4个核子，所以少2个中子，故A错误；β衰变所释放的电子来自原子核内部的一个中子转化成一个质子的同时释放出来的，故B错误；γ射线电离能力最弱，但穿透能力最强，故C错误；三种射线都是从原子核内部释放出来的，故选D。 2.A　核子数等于质子数加中子数，所以衰变前原子核有（N－n）个中子，A正确；衰变后新核有n－（2×2－1）=（n－3）个质子，B错误；衰变后新核的核子数为N－2×4=（N－8），C错误；衰变后新核的中子数为（N－n－5），D错误。 3.B　铀核发生α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相等，根据r=可知，电荷量大的轨道半径小，则1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹，故B正确，A、C、D错误。 4.BD　放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫作这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同；放射性元素发生衰变后成为一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少，当原来的放射性元素的原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质量也减半，故选B、D。 5.B　设刚植入时碘的质量为m0，经过180天后的质量为m，根据m=m0，代入数据解得m=m0=m03=m0，故选B。 6.C　锶90Sr）会发生β衰变，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，Y的质量数为90，电荷数为Z=38－（－1）=39，则Y原子核的中子数为90－39=51，故A错误；锶90Sr）半衰期为28.8年，故0.4 molSr原子核经过57.6年后还剩余0.1 mol，故B错误；β射线是电子流，速度可接近光速，故C正确；半衰期的大小跟原子所处的温度、压强等物理状态以及化学状态无关，故D错误。 7.B　在核反应方程中UHNp＋n，由电荷数守恒和质量数守恒可得238＋2＝238＋k，解得k＝2，在核反应方程中Np→XPu，由电荷数守恒和质量数守恒可得93＝Z＋94，238＝A＋238，解得Z＝－1，A＝0，所以X为电子，故B正确，A、C、D错误。 8.BCD　人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的短，故选项A错误；人工放射性同位素的放射强度容易控制，故选项B正确；人工放射性同位素产生的γ射线能进行金属探伤，故选项C正确；使用人工放射性同位素也要遵守操作规程，防止对空气、水源、用具等的污染，故选项D正确。 9.D　利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离能力，把空气分子电离成导体，将静电导出，故A错误；利用γ射线的穿透性可以为金属探伤，γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来进行人体透视，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。 10.A　由原子核衰变时电荷数守恒和质量数守恒可得碳14衰变为氮14的核反应方程为Ne，可知碳14转变为氮14是β衰变，A正确；半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，B错误；C选项，由核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可知，X为中子n，C错误；当氮14数量是碳14数量的7倍时，碳14数量占总原子核数量的，可知经过了3个半衰期，经过3个半衰期即17 190年，D错误。 11.见解析 解析：根据质量数守恒、电荷数守恒，确定新生核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程。方程如下： （1BeHBn。 （2）HgnPtHe。 HgnPt＋Hn。 （3PtAueAuHge。 12.（1UThHe （2）v，方向与铀核速度方向相同 解析：（1）由原子核衰变时电荷数和质量数都守恒可得其衰变方程UThHe。 （2）由（1）知新核为氦核，设氦核的速度为v′，一个核子的质量为m，则氦核的质量为4m、铀核的质量为238m、钍核的质量为234m，由动量守恒定律得238mv=234m∙＋4mv′， 解得v′=v，方向与铀核速度方向相同。 学科网（北京）股份有限公司 $