1、119.2 放射性元素的衰变基础达标练1(多选)关于原子核的衰变和半衰期，下列说法正确的是( )A 衰变是原子核释放出氦原子核，故衰变前的原子核内存在氦原子核B半衰期是指原子核总质量减半所需时间C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D 射线经常伴随 射线和 射线产生答案 CD解析 2 个中子和 2 个质子能十分紧密地结合在一起，在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛出来形成 衰变，衰变前的原子核内没有氦原子核，A 错误；半衰期是指原子核数衰变一半所需的时间，B 错误；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，不可人为控制，C 正确；衰变产生的新核处于较高能级，向低能级跃迁会产生 射线
2、，所以 射线经常是伴随着 衰变或 衰变产生的，D 正确。2一个放射性原子核发生一次 衰变，则它的( )A质子数减少一个，中子数不变B质子数增加一个，中子数不变C质子数增加一个，中子数减少一个D质子数减少一个，中子数增加一个答案 C解析 衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，故中子减少一个而质子增加一个。故 A、B、D 错误，C 正确。3原子核 X 经过一次 衰变成为原子核 Y，原子核 Y 再经一次 衰变变成为原子核Z，则下列说法中正确的是( )A核 X 的中子数比核 Z 的中子数多 2B核 X 的质子数比核 Z 的质子数多 5C核 Z 的质子数比核 X 的质子数少 1D原子核 X 的中性
3、原子的电子数比原子核 Y 的中性原子的电子数少 1答案 C解析 根据衰变规律，发生一次 衰变减少两个质子和两个中子，发生一次 衰变减少一个中子而增加一个质子。中性原子的电子数等于质子数。故 A、B、D 错误，C 正确。4若元素 A 的半衰期为 4 天，元素 B 的半衰期为 5 天，则相同质量的 A 和 B，经过 20天后，剩下的质量之比 mA mB为( )A12 B21 C54 D45答案 A解析 元素 A 的半衰期为 4 天，经过 20 天后，剩余的质量 mA m ；元素 B 的半衰(12) 2期为 5 天，经过 20 天后，剩余的质量 mB m ，所以 mA mB12，A 正确。(12)
4、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MZ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. YM 14Z 2 M 14Z 6 M 12Z 6 M 12Z 4答案 D解析 根据衰变的规律：新核的质量数为 M M12，故 A、B 错误。电荷数为Z Z62 Z4，故 C 错误，D 正确。6表示放射性元素碘 131( I) 衰变的方程是( )1315A. I Sb He B. I Xe e1315 12751 42 1315 13154 0 1C. I I n D. I Te H1315 1305 10 1315 13052 1答案
5、 B解析 衰变的实质是放射出电子 e，由衰变过程中的质量数和电荷数守恒可知 B0 1正确。7一个静止在磁场中的放射性同位素原子核 P，放出一个正电子后变成原子核3015Si，下列各图中能近似反映正电子 e 和 Si 核运动轨迹的是( )3014答案 B解析 衰变过程中动量守恒，放出的正电子的运动方向与 Si 核的运动方向一定相反，且它们都带正电，在洛伦兹力作用下运动轨迹是两个外切圆，C、D 错误；由洛伦兹力提供向心力得 qvB m ，故半径 r ，衰变时放出的正电子获得的动量与反冲核 Si 的动量大v2r mvqB小相等，因此在同一磁场中正电子和 Si 核做匀速圆周运动的半径与它们的电荷量成反
6、比，即 14，可见正电子运动形成的圆的半径较大。故 B 正确，A 错误。rerSi qSiqe8超低温下一块固态氡 222 放在天平的左盘时，需要天平的右盘加 444 g 砝码，天平才能处于平衡，氡 222 发生 衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为( )A222 g B8 g C2 g D4 g答案 D解析 衰变前氡的质量为 444 g，摩尔质量为 222 g/mol，444 g 氡即 2 mol。经过一个半衰期，有 1 mol 氡衰变成金属钋，放出 1 mol 粒子，则左盘质量减少了 4 g，故应从右盘中取出 4 g 砝码，D 正确，A、B、C 错误。39(多
7、选)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图所示为某种质谱仪的原理图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量。氢元素的三种同位素氕、氘、氚从容器 A 的下方的小孔无初速度飘入电势差为 U 的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，最后打在照相底片 D 上，形成 a、 b、 c 三条谱线。关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和三条谱线的排列顺序，下列判断正确的是( )A进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氚、氘、氕B进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚C a、 b、 c 三条谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚D a、 b、 c 三条谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕答案
8、 BD解析 加速过程中由动能定理得 qU mv2，则有 v ，三种同位素电荷量 q 相同，12 2qUm速度的大小取决于质量的倒数，所以速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚，A 错误，B 正确；进入磁场后粒子做匀速圆周运动，由 qvB m ，并把 v 代入，得 r ，由于它v2r 1B 2mUq们的电荷量均相同，那么氚核的偏转半径最大，所以 a、 b、 c 三条谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕，故 C 错误，D 正确。题组通关练10(1)某种元素的原子核 E 经 衰变成为 F，再经 衰变成为 G，再经 衰变成为H。上述系列衰变可记为下式：E F G H 另一系列衰变如下：P Q R S 已知 P
9、和 F 是同位素，则( )AQ 和 G 是同位素，R 和 H 是同位素BR 和 E 是同位素，S 和 F 是同位素CR 和 G 是同位素，S 和 H 是同位素DQ 和 E 是同位素，R 和 F 是同位素(2)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入此水库。已知该溶液 1 min4衰变 8107次，该放射性同位素的半衰期为 2 天。经 10 天后，从水库中取出 1 m3的水，测得 1 min 衰变 10 次，则该水库存水量为多少？答案 (1)B (2)2.510 5 m3解析 (1)由于 P 和 F 是同位素，设它们的质子数为 n，则其他各原子核的质子数可分别表示如下：n2 E nF n
10、1 G n1 H nP n1 Q n2 R nS 由此可以看出 R 和 E 是同位素，S 和 F 是同位素，Q 和 G 是同位素，所以 B 正确，A、C、D 错误。(2)设原放射性元素质量为 m0,10 天后的质量为 m，水库共有 V m3水，则 10 天后每立方米水中放射性元素的存量为 。mV由衰变规律知： m m0 m0。(12) 132因为放射性物质单位时间内衰变次数跟放射性元素的质量成正比，所以由题意可知m0 810 710，mV即 V 810 6。m0m把式代入式，得水库存水量 V2.510 5 m3。11(1)(多选)在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出
11、的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中 a、 b 所示，由图可以判定( )A该核发生的是 衰变B该核发生的是 衰变C磁场方向一定垂直纸面向里D磁场方向向里还是向外不能判定5(2)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个 粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比 r1 r2441。求：这个原子核原来所含的质子数是多少？图中哪一个圆是 粒子的径迹？(说明理由)答案 (1)BD (2)90 轨道 1，理由见解析解析 (1)原来静止的核在放出粒子的过程中总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，根据图示，它们在同一磁场中是向同一侧偏转的，由左手定则可知
12、它们必带异种电荷，故应为 衰变，B 正确，A 错误；由于不知它们的旋转方向，因而无法判定磁场是向里还是向外，D 正确，C 错误。(2)设衰变后 粒子的电荷量为 q12 e，新生核的电荷量为 q2，它们的质量分别为m1和 m2，衰变后的速度分别为 v1和 v2，则原来原子核的电荷量 q q1 q2。根据轨道半径公式有： ，r1r2m1v1Bq1m2v2Bq2 m1v1q2m2v2q1又由于衰变过程中遵守动量守恒定律，则 m1v1 m2v2，以上三式联立解得 q90 e。即这个原子核原来所含的质子数为 90。由于动量大小相等，因此轨道半径与粒子的电荷量成反比。所以圆轨道 1 是 粒子的径迹，圆轨道 2 是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反。
