第十九章 第二节
基础夯实
一、选择题(单选题)
1．(河北冀州中学2015～2016学年高二下学期期中)下列说法正确的是( C ) A．α射线与γ射线都是电磁波
B．β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：α射线不是电磁波，A错误；β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，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 )
A．10分钟 C．10个月
B．10小时 D．10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α、β、γ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 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”2017～2024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β粒子，这就是β衰变的实质
4234
C．静止的核23892U在α衰变完成的瞬间，产生的两个新核2He和90Th的速率之比为4∶
234
D．按照玻尔理论，氢原子核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；β衰变的实质在于原子核内
10
的中子转化成一个质子和一个电子，方程为：10n→1H＋－1e，故B正确；原子核衰变的过程238中，动量守恒。所以静止的92U在进行α衰变时，类似于反冲运动，所以衰变后的42He核和
反冲核23490Th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M若最后变成另外一种ZX连续经过三次α衰变和两次β衰变，元素的原子核Y，则该新核的正确写法是( D )
14
A．MZ－2Y
－
14
B．MZ－6Y
－
12
C．MZ－6Y
－12
D．MZ－4Y
－
解析：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。
6．(江苏泰州二中2015～2016学年高二下学期检测)14C测年法是利用
14
C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t＝0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是( C )
1t
解析：设衰变周期为T，那么任意时刻14C的质量m＝()m0，可见，随着t的增长物
2T
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
238234
7．天然放射性铀( 92U)发生衰变后产生钍( 90Th)和另一个原子核。
(1)请写出衰变方程；
v(2)若衰变前铀(238衰变产生的钍(234且与铀核速度方向 92U)核的速度为v， 90Th)核速度为，2相同，求产生的另一种新核的速度。
121答案：(1)见解析 (2)v
4
2344
解析：(1)238 92U→ 90Th＋2He
v(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：238mv＝234m＋
2121
4mv′得：v′＝v
4
能力提升
一、选择题(1～3题为单选题，4～5题为多选题)
1．(宁夏石嘴山三中2016～2017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1∶16，下面说法正确的是( C )
A．该原子核发生了α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15 D．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β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 mv1
R＝∝ Bqq
RβZ＋1
当发生β衰变时＝
RM1
所以选项C正确； 2πm由T＝可知D错误。
Bq
2．(上海理工大学附中2015～2016学年高二下学期期中)某放射性元素经过6次α衰变和8次β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12 B．质子数减少了20 C．中子数减少了14 D．核子数减少了24
解析：某放射性元素经过6次α衰变和8次β衰变共产生：
06个42He和8个－1e
所以质子数减少：2×6＋8×(－1)＝4 中子数减少：4×6－4＝20 核子数减少：4×6＝24 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
206
C．铀(238 92U)经过多次α、β衰变形成稳定的铅( 82Pb)的过程中，有6个中子转变成质子 218D．一个氡核222 86Rn衰变成钋核 84Po并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，则2g氡经
过7.6天衰变，剩余氡的质量是1g
解析：由α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；
20640
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238 92U→ 82Pb＋82He＋6 －1e，
1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，故剩余的质量为2×()2
2＝0.5g，故选项D错误。
4．(山东省武城二中2016～2017学年高二下学期期中)放射性物质碘131的衰变方程为
131131
53I→ 54Xe＋Y。根据有关放射性知识，下列说法正确的是(
CD )
131
A．生成的 54Xe处于激发态，放射γ射线，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强 131B．若 53I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
C．Y粒子为β粒子
D．131 53I中有53个质子和131个核子
0e解析：γ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－1
即β粒子，C正确； 13153I中有53个质子和131个核子，D正确。
5．(江苏泰州二中2015～2016学年高二下学期检测)由于放射性元素237 93Np的半衰期很短，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237 93Np经过一系
209
列α衰变和β衰变后变成 83Bi，下列论述中正确的是( AB )
209237
A．核 83Bi比核 93Np少18个中子
B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 C．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变 D．发生β衰变时，核内中子数不变
209237解析：质子数和中子数总共少237－209 83Bi的原子核比 93Np少93－83＝10个质子，237209237
＝28，故 20983Bi的原子核比 93Np少18个中子，故A正确；设 83Bi变为 93Np需要经过x
次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93＝2x－y＋83,4x＝237－209，所以解得：x＝7，y＝4，故B正确，C错误；β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。
24402102100
(1)β衰变：244→__ → 83Bi―84Po__＋－1e， 84Po―85At＋__－1e__，
0234
→234 91Pa＋__－1e__。 90Th―
23423042384(2)α衰变： →__ →234 90Th＋__2He__， 90Th―88Ra__＋2He， 92U―664
→6229Cu―27Co＋__2He__。
234234234
(3)其中 90Th衰变成 91Pa的半衰期为1.2min，则64g 90Th经过6min还有__2__g未衰
变。
210 0 0e， 解析：(1)244→ 244→210 83Bi― 85At＋－84Po＋－1e， 84Po―1234 0→ 234 90Th―91Pa＋－1e。
42384(2) 234→ 230→ 23490Th―88Ra＋2He， 92U―90Th＋2He， 664
→6229Cu―27Co＋2He。
1t(3)由半衰期公式得m＝m0()
2T16
得m＝64×()g＝2g
21.2
7．测得某矿石中铀、铅比例为1.15∶1，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4.5×109年，求此矿石的年龄。
答案：4.5×109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11
由半衰期公式，m＝m0()n，而已经衰变掉的铀238质量为Δm＝m0－m＝m0[1－()n]，设这
22些铀衰变成铅的质量为x，则有
Δm238
＝， x206
1
m0[1－??n]
2238
即＝，得
x2062061
x＝m0[1－()n]， 2382m1.15根据题意，有＝，即
x1
1
m0??n
22061m0[1－??n]2382
1.15
1
＝
解此方程得n＝1，即t＝T＝4.5×109年，所以矿石的年龄为4.5×109年。
人教版物理选修3-5导学精品第19章 第2节
