5.2 原子核衰变及半衰期 同步练习 2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第三册

第2节 原子核衰变及半衰期 同步练习 一、选择题: 1．某放射性元素的原子核X连续经过三次α衰变和两次β衰变，若最后变成另外一种元素的原子核Y，则该新核的正确写法是(　　) A．Y　 B．Y C．Y D．Y 2．由原子核的衰变规律可知(　　) A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线 B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变 C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1 3．某放射性原子核A，经一次α衰变成为B，再经一次β衰变成为C，则(　　) A．原子核C的中子数比A少2 B．原子核C的质子数比A少1 C．原子核C的中子数比B少2 D．原子核C的质子数比B少1 4．已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为(　　) A．1∶4 B．1∶2 C．2∶1 D．4∶1 5．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是(　　) A．利用射线可以改变布料的性质，使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的 B．利用γ射线的贯穿能力可以为金属探伤，也可以进行人体的透视 C．利用射线照射作物种子可使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种 D．利用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 6．(1)一病人突然昏厥，医生用碘123进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出病因这是利用碘123所放出的(　　) A．热量 B．α射线 C．β射线 D．γ射线 (2)医生用碘123对病人进行诊断，使其很快恢复健康，碘123的特性是(　　) A．半衰期长，并能迅速从体内清除 B．半衰期长，并能缓慢从体内清除 C．半衰期短，并能迅速从体内清除 D．半衰期短，并能缓慢从体内清除 7．(多选)下列关于放射性同位素的一些应用的说法正确的是(　　) A．利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用 B．利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用 C．利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异 D．放射性同位素的半衰期是相同的 8．(多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是(　　) A．是放射源质量减少一半所需的时间 B．是原子核半数发生衰变所需的时间 C．与外界压强和温度有关 D．可以用于测定地质年代、生物年代等 　9.(多选)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．天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是含量较少，经济上不划算 D．放射性元素被植物吸收，其放射性不会发生改变 10.(多选)贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器．贫铀是提取铀235以后的废料，其主要成分为铀238．贫铀炸弹有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而易患上皮肤癌和白血病．下列结论正确的是(　　) A．铀238的衰变方程式为U→He＋Th B．U和U互为同位素 C．人患皮肤癌和白血病可能是因为核辐射导致了基因突变 D．贫铀炸弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性 二、计算题： 　11.U核经一系列的衰变后变为Pb核，问： (1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？ (2)Pb与U相比，质子和中子数各少多少？ (3)综合写出这一衰变过程的方程． 12.恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”． (1)完成“氦燃烧”的核反应方程：He＋________→Be＋γ． (2)Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s．一定质量的Be，经7.8×10－16s后所剩Be占开始时的________． 参考答案： 1.D　[新核的质量数为M′＝M－12，故A、B错误；电荷数Z′＝Z－6＋2＝Z－4，故C错误，D正确．] 2.C　[一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线；原子核发生衰变后，核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)的化学性质也发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减小1．] 3.B　[写出核反应方程如下：A→He＋B，B→e＋C．A的中子数为X－Y，B的中子数为(X－4)－(Y－2)＝X－Y－2，C的中子数为(X－4)－(Y－1)＝X－Y－3．故C比A中子数少3，C比B中子数少1，A、C均错．A、B、C的质子数分别为Y、Y－2、Y－1，故C比A质子数少1，C比B质子数多1，B对，D错．] 4.B　[由半衰期含义可知，A经过两个半衰期剩余的质量为原来的，B经过一个半衰期，剩余的质量为原来的，所以剩余的A、B质量之比为1∶2，B项正确．] 5.D　[利用射线消除有害静电是利用射线的电离性，使空气分子电离，将静电中和，选项A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，选项B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，选项C错误；利用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，选项D正确．] 6.[解析]　(1)原子核衰变可同时放出α、β、γ射线，α射线是氦核流，β射线是电子流，γ射线是电磁波，α射线与β射线的穿透本领都较弱，这是利用碘123所放出的γ射线．故A、B、C错误，D正确． (2)半衰期由原子核自身因素决定，与所处的状态无关，而医生用碘123进行诊断，原因是其半衰期较短，在较短的时间内可以测量到一定量的放射性，并可迅速从体内消除，避免过度放射对人体造成危害．故C符合题意． [答案]　(1)D　(2)C 7.BC　[消除静电是利用射线的电离作用使空气导电，A错误；探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改良品种分别是利用它的穿透作用和射线可使DNA发生变异，B、C正确；不同的放射性同位素的半衰期是不同的，D错误．] 8.BD　[原子核的衰变是由原子核的内部因素决定的，与外界环境无关．原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变掉总数的一半．不同种类的原子核，其半衰期也不同，若开始时原子核数目为N0，经时间t剩下的原子核数目为N，半衰期为T，则N＝N0．若能测出N与N0的比值，就可求出t，依此公式可测定地质年代、生物年代等．故正确答案为B、D．] 9.BD　[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吸收含有哪种元素的肥料．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，所以不用天然放射元素，C错误；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态、组成等无关，D正确；放射性同位素可作为示踪原子，是因为它不改变元素的化学性质，B正确．] 10.ABC　[铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，选项A正确；铀238和铀235质子数相同，故互为同位素，选项B正确；核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，选项C正确；贫铀炸弹的穿甲能力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，选项D错．] 11.[解析]　(1)设U衰变为Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数守恒和电荷数守恒可得 238＝206＋4x,92＝82＋2x－y， 联立解得x＝8，y＝6．即一共经过8次α衰变和6次β衰变． (2)由于每发生一次α衰变，质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变，中子数少1，而质子数增1，故Pb较U质子数少10，中子数少22． (3)核反应方程为U→Pb＋8He＋6e． [答案]　(1)8次α衰变，6次β衰变　(2)10　22　(3)见解析 12.[解析]　(1)根据核反应方程和电荷守恒定律可知， He＋He→Be＋γ． (2)Be的半衰期为2.6×10－16s，经过7.8×10－16s后，也就是经过3个半衰期后剩余的质量为 m′＝m＝m，所剩Be占开始时的． [答案]　(1)He　(2)或12.5% 学科网（北京）股份有限公司 $