卷子答案网-一个不只有答案的网站5.2 放射性元素的衰变 同步练习
本试卷共15小题，满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 衰变是原子核向外放出电子的现象，说明电子是原子核的组成部分
B. 天然放射现象能够作为“原子核可再分”的依据
C. 中子撞击大气中的氮核引发核反应，产生碳核和氘核
D. 天然放射性现象中放射出的、、射线都能在磁场中发生偏转
2. 居室装修中经常会用到花岗岩、大理石等装饰材料，会释放出放射性气体氡，若人经常处于含有高浓度氡的环境中，氡就会经呼吸进入人体。氡及其衰变产物会放射出、、射线，这些射线会导致细胞发生癌变，引发肺癌、白血病及呼吸道等方而的疾病。下列说法正确的是（ ）
A. 氡衰变为钋时，放射出的射线具有很强的穿透能力
B. 氡衰变为铅，要经过次衰变，次衰变
C. 放射性元素发生衰变时所释放出的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
D. 为减少氡的危害，除了室内加强通风外，还可以升高室内温度来提高氡的衰变速度
3. 下列说法错误的是( )
A. 经过一次衰变后变为
B. 核反应方程为轻核聚变
C. 由核反应方程式可以判断为电子
D. 铋经过天时间，还剩未衰变，则铋的半衰期为天
4. 年月日和月日，嫦娥四号任务“玉兔二号”月球车和着陆器分别完成休眠设置，完成第月昼工作，进入第月夜休眠。月球车采用同位素电池为其保暖供电，是人工放射性元素，可用吸收一个中子得到。衰变时只放出射线，其半衰期为年，则下列说法正确的是( )
A. 吸收一个中子得到时，还要释放一个电子
B. 衰变时放出射线的衰变方程为
C. 个原子核经过年后剩余个
D. 月球昼夜温差是左右，在白天衰变速度比夜晚快
5. 核电池广泛应用于航空航天领域，其原理是将放射性同位素衰变释放的能量转化为电能，下列核反应方程中可能符合这种核电池原理的是（ ）
A.
B.
C.
D.
6. 年月日消息，诺贝尔奖的官方推特发布动态，居里夫人曾经使用过的笔记本，截止到目前仍然具有放射性，而放射性将会持续年。关于衰变和半衰期，下列说法正确的是（ ）
A. 放射性元素的半衰期不仅与核内部本身因素有关，还与质量有关
B. 衰变成要经过次衰变和次衰变
C. 用化学反应改变放射性元素存在状态，可以改变半衰期，从而实现对衰变的控制
D. 放射性元素氡的半衰期为天，个氡核经过天的衰变剩余个氡核
7. 核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是( )
A. 放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B. 原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒
C. 改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D. 过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 年月日，切尔诺贝利核电站号机组反应堆发生爆炸，成为迄今为止世界上最严重的核泄漏事故。事故导致人当场死亡，上万人由于放射性物质长期影响而致命或重病，其中一种放射性元素为碘，已知碘的半衰期为天。下列说法正确的是（ ）
A. 碘发生衰变的方程是
B. 个碘原子核经过天后一定还有个未衰变
C. 核反应堆利用镉棒吸收中子，从而控制核反应的速度
D. 核反应堆中可能发生的链式反应是
9. 发生放射性衰变成为，半衰期约年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是( )
A. 该古木的年代距今约年
B. C、C、具有相同的中子数
C. 衰变为的过程中放出射线
D. 增加样品测量环境的压强将加速的衰变
10. 贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀以后的副产品，其主要成分为铀，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀具有放射性，会发生衰变。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患上皮肤癌和白血病。下列说法正确的是( )
A. 铀的衰变方程式为
B. 和互为同位素
C. 人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变
D. 贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性
三、填空题：本题共2小题，每空2分，共12分。
11. 结合所学知识，在括号中补齐核反应式。
( )
( )
( )
( )
12. 宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应产生，请写出该核反应方程 。具有放射性，其半衰期为年，在大气及活体生物中所占比例保持一个定值，在死亡的生物体中却由于衰变而不断减少，这就是测定年代的原理。北京饭店新楼施工时，在地面以下米深的位置发现了两棵直径达的榆树，经测定其含量比活体榆树中含量的略少，则这两棵树的死亡时间至少为 年。
四、计算题：本题共3小题，13题12分，14题14分，15题16分，共42分。
13. 写出钍核与铜核两种放射性元素的衰变方程
铀核衰变为氡核要经过几次衰变，几次衰变
14. 放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如氡核经衰变变成钋核。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氧的质量与时的质量的比值。
写出该核反应方程；
求氡经过天后剩余的质量。
15. 静止的镭核衰变成氡，放射出的粒子垂直进入正交的匀强电场和匀强磁场，在电磁场中做直线运动，已知，。
试写出该衰变的方程式；
放出的粒子的速度大小；
反冲核氡的速度大小。
答案解析
【答案】
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
8. 9. 10.
11. ；；；。
12. ；
13. 解：
因为衰变的质量数不变，所以衰变的次数次，在衰变的过程中电荷数总共少，则衰变的次数为次，故铀核衰变为氧核要经过次衰变次衰变。
14. 解：根据质量数与电荷数守恒可得核反应方程为
；
根据图像可知，氡核的半衰期
天
根据衰变规律有
。
15. 解：由核电荷数与质量数守恒可知，核反应方程式为：；
即该衰变的方程式为；
粒子做匀速直线运动，由平衡条件得：，
解得：，
放出的粒子的速度大小为；
核反应过程系统动量守恒，以粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，
解得：；
故反冲核氡的速度大小为。
【解析】
1. 【分析】
衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，天然放射现象能够作为“原子核可再分”的依据。核反应过程中，质量数和电荷数守恒；天然放射现象中产生的射线中，射线不带电。
本题关键是核物理中多个知识点，基础知识。
【解答】
A.衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故A错误；
B.天然放射现象是原子发生衰变之后会放出三种射线，这说明原子核可再分；故B正确；
C.根据题意以及电荷数守恒、质量数守恒，得该核反应方程为：，故C错误；
D.天然放射现象中产生的射线中，射线不带电，不能在电场或磁场中发生偏转，故D错误；
故选B。
2. 【分析】
通过核反应方程判断发生衰变种类，再根据射线特点进行分析，由核反应过程中质量数与电荷数守恒分析发生衰变次数，由发生衰变的原理分析，半衰期由原子核本身决定。
掌握核反应方程及衰变特点是求解的关键。
【解答】
A.氡衰变为钋时会放射出射线，射线电离本领强，但穿透能力较差，故A错误；
B.氡衰变为铅，质量数减少了，质子数减少了，经过一次衰变，质量数减少，质子数减少，而经过一次衰变，质量数不变，质子数增加，因此要经过次衰变和次衰变，故B正确；
C.放射性元素发生衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故C错误；
D.为减少氡的危害，室内要采用加强通风、密封缝隙等方式减少室内氡的含量，升高室内温度并不能改变氡的半衰期，不会提高氡的衰变速度，故D错误。
故选B。
3. 【分析】
根据质量数守恒与电荷数守恒判断核反应方程，以及核反应的产物；经过个半衰期，有半数发生衰变，求出半衰期的次数，根据：，从而得出还剩的质量。
本题考查了核反应方程以及半衰期等基础知识点，知道半衰期的有关运算是解答的关键。
【解答】
A.粒子的质量数是，电荷数是，所以经过一次衰变后变为，故A正确；
B.核反应方程为人工核反应方程，是发现质子的核反应方程，故B不正确；
C.根据电荷数守恒、质量数守恒知，的电荷数为，质量数为，可知为电子，故C正确；
D.铋的半衰期是天，经过个半衰期，有半数发生衰变；铋还剩时，根据：，代入数据可得那么经过个半衰期。所以铋的半衰期：天天。故D正确。
本题选择不正确的，故选：。
4. 【分析】
本题以“玉兔二号”月球车供电系统为背景，考查核反应方程和半衰期等概念，意在考查推理能力和科学思维的学科素养。
【解答】
A、核反应方程遵循质量数和电荷数守恒，则吸收一个中子得到时，还要释放一个电子，故 A正确
B、衰变时放出射线的衰变方程为，故B错误
C、半衰期是大量的原子核统计的结果，故C错误
D、半衰期不随元素所处的环境、物理状态和化学状态的变化而变化，故D错误。
故选A。
5. 【分析】
根据核反应方程的种类区分即可。
核反应方程分为：重核裂变、轻核聚变、原子核的人工核转变。
【解答】
A.该反应为放射性同位素的衰变方程，故A正确；
B.该反应为原子核的人工转变方程，不是衰变方程，故B错误；
C.该方程为重核裂变方程，不是衰变方程，故C错误；
D.该方程为轻核聚变方程，不是衰变方程，故D错误；
故选A。
6. 分析：
半衰期仅由核内部本身因素决定，半衰期与外界因素无关，用化学反应改变放射性元素存在状态，其半衰期不会发生变化；根据一次衰变，质量数减小，质子数减小，而一次衰变，质量数不变，质子数增加，结合核反应中质量数守恒，电荷数守恒即可求解衰变和衰变的次数；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，少数原子核不适用。
本题是原子物理部分的内容，核反应方程、衰变的实质、裂变与聚变、比结合能、半衰期适用条件等等都是考试的热点，要加强记忆，牢固掌握。
解答：
A、放射性元素的半衰期仅由核内部本身因素决定，与其他条件无关，故选项A错误；
B、衰变成，衰变一次质量数减少，次数为，衰变的次数为，即要经过次衰变和次衰变，故选项B正确；
C、半衰期与外界因素无关，用化学反应改变放射性元素存在状态，其半衰期不会发生变化，故选项C错误；
D、半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，少数原子核不适用，故选项D错误．
故选 B。
7. 【分析】
本题考查半衰期及原子核衰变过程中的两个守恒及射线的应用和防护的基础知识，简单。
【解答】
A.放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需的时间叫半衰期，规律为，当时，，故A错误；
B.原子核衰变遵循电荷数和质量数守恒，故B错误；
C.半衰期的大小与所处的物理环境和化学状态无关，压力、温度或浓度都不会对半衰期产生影响，故C错误；
D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确；
故选D。
8. 【分析】
本题考查了原子核的衰变，半衰期和核裂变，解题的关键是理解核反应方程遵从质量数守恒和电荷数守恒，知道核反应堆利用镉棒吸收中子，从而控制核反应的速度。碘发生衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒即可知衰变方程；核反应堆利用镉棒吸收中子，从而控制核反应的速度，即可分析。
【解答】
A.碘发生衰变的过程中放出电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可得发生衰变的方程是：，故A错误；
B.半衰期为大量原子统计的结果，少量的不符合该规律，故B错误；
C.核反应堆利用镉棒吸收中子，从而控制核反应的速度，故C正确；
D.核电站一般用铀燃料进行核裂变反应，所以可能发生的一种反应是：，故D正确。
9. 【分析】
根据半衰期的物理意义以及剩余质量和总质量之间的关系可正确求解；放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关。
本题考查了半衰期的计算，要明确公式中各个物理量的含义，理解放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关；注意平时多加练习，加深对公式的理解。
【解答】
A.设原来的质量为，衰变后剩余质量为则有：，其中为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故，所以死亡时间为：年，故A正确；
B.、、具有相同的质子数和不同的中子数，故B错误；
C.衰变为的过程中质量数没有变化而核电荷数增加，所以是其中的一个中子变成了一个质子和一个电子，所以放出射线，故C正确；
D.放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关，故D错误。
故选AC。
10. 【分析】
正确解答本题需要掌握：根据质量数和电荷数守恒正确书写衰变方程；理解同位素的含义；理解放射性的应用与防护。
本题考查了有关原子核衰变以及核辐射的基础知识，要加强基本概念的理解和基本规律的应用。
【解答】
A、根据质量数和电荷数守恒可知铀的衰变方程式为：，故A错误；
B、电荷数质子数相同，而质量数不同的同一类元素称为同位素，所以和互为同位素，故B正确；
C、长时间接受核辐射会导致基因突变，易患癌症如皮肤癌和白血病等，故C正确；
D、贫铀弹的穿甲能力很强一是由于贫铀密度大，二是其硬度大，故D错误；
故选：。
11. ；；；。
12. 根据核反应中质量数守恒，电荷数守恒列式即可确定该核反应方程 ；
设原来的质量为，衰变后剩余质量为，则有
其中为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故，所以死亡时间为年年
解决本题的关键理解核反应方程中的质量数与质子数守恒规律的应用。
13. 根据电荷数守恒、质量数守恒确定核反应过程，以及衰变和衰变的次数。
明确质量数守恒与电荷数守恒。
解：
因为衰变的质量数不变，所以衰变的次数次，在衰变的过程中电荷数总共少，则衰变的次数为次，故铀核衰变为氧核要经过次衰变次衰变。
14. 根据质量数与电荷数守恒写出核反应方程；
根据半衰期的概念结合图像的特点得出半衰期的大小，结合半衰期公式完成计算。
本题主要考查了原子核衰变和半衰期的基本概念，熟悉概念和公式的应用，结合图像即可求解。
解：根据质量数与电荷数守恒可得核反应方程为
；
根据图像可知，氡核的半衰期
天
根据衰变规律有
。
15. 解：由核电荷数与质量数守恒可知，核反应方程式为：；
即该衰变的方程式为；
粒子做匀速直线运动，由平衡条件得：，
解得：，
放出的粒子的速度大小为；
核反应过程系统动量守恒，以粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，
解得：；
故反冲核氡的速度大小为。
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