1、1第十九章 第二节 放射性元素的衰变基础夯实 一、选择题(单选题)1(河北冀州中学 20152016 学年高二下学期期中)下列说法正确的是( C )A 射线与 射线都是电磁波B 射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析： 射线不是电磁波，A 错误； 射线是原子核的衰变产生的，B 错误；半衰期不随其物理、化学状态而改变，C 正确；由衰变方程可知，D 错误。2现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝的注射液注入被检测者的动脉
2、，经过 40 分钟后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影。心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出；心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达，将无射线射出。医生根据显像情况就可以判定被检测者心血管有无病变，并判断病变位置。你认为检测用的放射性元素锝的半衰期应该最接近下列数据中的( B )A10 分钟 B10 小时C10 个月 D10 年解析：如果半衰期太短，则在放射期内，放射性物质的注射液尚未均匀地分布在血液中而无法完成检测工作，再则因放射强度较大而对人体造成伤害。如果半衰期太长，放射性物质长期残留在人体内也会对人体造成伤
3、害。对比四个选项中的时间，应以 10 小时为宜，故正确选项应为 B。3目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗石等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出 、 、 射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( C )A氡的半衰期 3.8 天，若取 4 个氡原子核，经 7.6 天后就一定剩下一个原子核了B把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素衰变的速度C放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短，衰变速度越大D降低温度或增
4、大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可以减小衰变速度2解析：4 个氡原子核，不是大量原子核，半衰期不适用，A 错。因半衰期决定于原子核的内部因素，与化学状态、外部条件无关，故 B、D 均错。半衰期短，则衰变快，C 对。4(浙江温州“共美联盟”20172018 学年第二学期期末)下列说法正确的是( B )A 光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性B原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是 粒子，这就是 衰变的实质C静止的核 U 在 衰变完成的瞬间，产生的两个新核 He 和 Th 的速率之比为23892 42 234904234D按照玻尔理论，氢原子核
5、外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量减小解析：光电效应实验只证明了光具有粒子特性，故 A 错误； 衰变的实质在于原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，方程为： n H e，故 B 正确；原子核衰变的10 1 0 1过程中，动量守恒。所以静止的 U 在进行 衰变时，类似于反冲运动，所以衰变后的23892He 核和反冲核 Th 的速率之比与质量成反比，故 C 错误；氢原子核外的电子从半径较42 23490小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收能量，故原子总能量增大，D 错误。5某放射性元素的原子核 X 连续经过三次 衰变和两次 衰变，若最后变成另外
6、MZ一种元素的原子核 Y，则该新核的正确写法是( D )A Y B Y M 14Z 2 M 14Z 6C Y D YM 12Z 6 M 12Z 4解析：新核的质量数为 M M12，故 A、B 错误。电荷数 Z Z62 Z4，故 C 错误，D 正确。6(江苏泰州二中 20152016 学年高二下学期检测) 14C 测年法是利用 14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标 t 表示时间，纵坐标 m 表示任意时刻 14C 的质量，m0为 t0 时 14C 的质量。下面四幅图中能正确反映 14C 衰变规律的是( C )解析：设衰变周期为 T，那么任意时刻 14C 的质量 m( ) m0，可
7、见，随着 t 的增长物12tT体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然 C 项图线符合衰变规律，故选 C。二、非选择题7天然放射性铀( U)发生衰变后产生钍( Th)和另一个原子核。23892 23490(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)核速度为 ，且与铀核速度23892 23490v23方向相同，求产生的另一种新核的速度。答案：(1)见解析 (2) v1214解析：(1) U Th He23892 23490 42(2)设另一新核的速度为 v，铀核质量为 238m，由动量守恒定律得：238mv234 m 4 mv得： v vv2 1214能力
8、提升 一、选择题(13 题为单选题，45 题为多选题)1(宁夏石嘴山三中 20162017 学年高二下学期检测)一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为 116，下面说法正确的是( C )A该原子核发生了 衰变B反冲核沿小圆作顺时针方向运动C原静止的原子核的原子序数为 15D沿大圆和小圆运动的粒子的周期相同解析：由轨迹图可判发生了 衰变，A 错误；由左手定则可判反冲核沿小圆逆时针旋转，B 错误；因为粒子与反冲核的动量大小相等，所以轨道半径与电荷量成反比，即R mvBq 1q当发生 衰变时 RRM Z 11所以选项 C 正确
9、；由 T 可知 D 错误。2 mBq2(上海理工大学附中 20152016 学年高二下学期期中)某放射性元素经过 6 次 衰变和 8 次 衰变，生成了新核。则新核和原来的原子核相比( D )A质子数减少了 12B质子数减少了 20C中子数减少了 14D核子数减少了 24解析：某放射性元素经过 6 次 衰变和 8 次 衰变共产生：46 个 He 和 8 个 e42 0 1所以质子数减少：268(1)4中子数减少：46420核子数减少：4624故选 D。3下列说法正确的是( C )A根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构B放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化C铀( U)经
10、过多次 、 衰变形成稳定的铅( Pb)的过程中，有 6 个中子转变成23892 20682质子D一个氡核 Rn 衰变成钋核 Po 并放出一个粒子，其半衰期为 3.8 天，则 2g 氡22286 21884经过 7.6 天衰变，剩余氡的质量是 1g解析：由 粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型，故选项 A 错误；放射性元素的半衰期与物理因素无关，故选项 B 错误；衰变方程 U Pb8 He623892 20682 42e，故有 6 个中子变为质子，选项 C 正确；半衰期是指有一半粒子衰变，故剩余的质量0 1为 2( )20.5g，故选项 D 错误。124(山东省武城二中 20162
11、017 学年高二下学期期中)放射性物质碘 131 的衰变方程为 I XeY。根据有关放射性知识，下列说法正确的是( CD )1315 13154A生成的 Xe 处于激发态，放射 射线， 射线的穿透能力最强，电离能力也最13154强B若 I 的半衰期大约是 8 天，取 4 个碘原子核，经 16 天就只剩下 1 个碘原子核了1315CY 粒子为 粒子D I 中有 53 个质子和 131 个核子1315解析： 射线的电离能力最弱，A 错误；半衰期应用于大量原子，B 错误，Y 粒子为e 即 粒子，C 正确； I 中有 53 个质子和 131 个核子，D 正确。0 1 13155(江苏泰州二中 2015
12、2016 学年高二下学期检测)由于放射性元素 Np 的半衰期2379很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现。已知 Np 经过2379一系列 衰变和 衰变后变成 Bi，下列论述中正确的是( AB )20983A核 Bi 比核 Np 少 18 个中子20983 2379B衰变过程中共发生了 7 次 衰变和 4 次 衰变C衰变过程中共发生了 4 次 衰变和 7 次 衰变D发生 衰变时，核内中子数不变解析： Bi 的原子核比 Np 少 938310 个质子，质子数和中子数总共少20983 2379523720928，故 Bi 的原子核比 Np 少 18 个中子，故 A 正确；设
13、 Bi 变为 Np20983 2379 20983 2379需要经过 x 次 衰变和 y 次 衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：932 x y83,4 x237209，所以解得： x7， y4，故 B 正确，C 错误； 衰变是原子核内的中子转化为质子释放一个电子，所以中子数减少，故 D 错误。二、非选择题6完成衰变方程。(1) 衰变： Bi _ Po_ e， Po At_ e_，24483 2448 0 1 21084 21085 0 1Th Pa_ e_。23490 23491 0 1(2) 衰变： Th _ Ra_ He， U Th_ He_，23490 23088 42 23892 23
14、490 42Cu Co_ He_。6629 6227 42(3)其中 Th 衰变成 Pa 的半衰期为 1.2min，则 64g Th 经过 6min 还有_2_g23490 23491 23490未衰变。解析：(1) Bi Po e， Po At e，24483 2448 0 1 21084 21085 0 1Th Pa e。23490 23491 0 1(2) Th Ra He， U Th He，23490 23088 42 23892 23490 42Cu Co He。6629 6227 42(3)由半衰期公式得 m m0( )12tT得 m64( ) g2g12 61.27测得某矿石中铀
15、、铅比例为 1.151，若开始时此矿石中只含有铀 238，发生衰变的铀 238 都变成了铅 206，且铀衰变成铅的半衰期是 4.5109年，求此矿石的年龄。答案：4.510 9年解析：设开始时矿石中有 m0千克铀 238，经过 n 个半衰期后，剩余的铀 238 为 m，则由半衰期公式， m m0( )n，而已经衰变掉的铀 238 质量为 m m0 m m01( )n，设这12 12些铀衰变成铅的质量为 x，则有 ， mx 238206即 ，得m01 12 nx 238206x m01( )n，206238 12根据题意，有 ，即mx 1.1516m0 12 n206238m01 12 n 1.151解此方程得 n1，即 t T4.510 9年，所以矿石的年龄为 4.5109年。
