资源简介 23.2放射性元素的衰变满分:78班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________一、单选题(共10小题,共40分)1. 2025年3月,我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布,标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为14C →14N +X,则( )6 7(4分)A.X为电子,是在核内中子转化为质子的过程中产生的B.X为电子,是在核内质子转化为中子的过程中产生的C.X为质子,是由核内中子转化而来的D.X为中子,是由核内质子转化而来的正确答案: A 答案解析: 解:设元素X的质量数为A,核电荷数为Z,核反应遵循质量数和核电荷数守恒;质量数守恒14=14+A解得A=0电荷数守恒6=7+Z解得Z=-1因此X为电子,发生的是β衰变;核反应方程为 X为电子,是在核内中子转化为质子的过程中产生的,核反应方程为故A正确,BCD错误。故选:A。2. 关于原子核衰变,下列说法正确的是( ) (4分)A.原子核衰变后生成新核并释放能量,新核总质量等于原核质量B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间,为该元素的半衰期C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长D.采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期正确答案: B 答案解析: 解:A、原子核衰变时释放能量,根据质能方程,总质量会减少,新核总质量小于原核质量,故A错误;B、半衰期定义为大量放射性原子核半数发生衰变所需的时间,题干中强调“大量”,符合定义,故B正确;CD、半衰期由原子核内部结构决定,半衰期与温度无关,不受化学方法影响,因化学变化不改变原子核性质,故CD 错误;故选:B。3. 由于宇宙射线的作用,在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素7Be 和10Be 。4 47 10测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比,可以研究大气环境的变化。已知 Be Be 4 和4的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中,研究人员发现74Be 和104 Be3的总原子个数经过106天后变为原来的 ,则采集时该高度的大气中7Be 和10Be 的原子个数比约为4 4 4( ) (4分)A.1:4B.1:2C.3:4D.1:1正确答案: B 答案解析: 解:设采集时该高度的大气中74Be 和104 Be 各有N1和N2个,根据半衰期公式,tN 1 τ 1N =( ) ,经过106天(74 Be 的两个半衰期),74B e 的个数为N1′= N101,4 Be 的个数0 2 43N2′≈N2,满足N1′+N2′= (N +N ),解得N =2N ,故7Be 和10Be 的原子个数比N :N =1:2,故B4 1 2 2 1 4 4 1 2正确,ACD错误。故选:B。4. 自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态,而是要发生一系列连续的衰变,最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示(N表示中子数,Z表示质子数),则下列说法正确的是( ) (4分)A.由 228Ra到 22888 89 Ac的衰变是α衰变B.已知 22888 Ra的半衰期是T,则8个28888 Ra原子核经过T时间后还剩2个C.从 22890 Th到20882 Pb共发生5次α衰变和2次β衰变D.图中发生的α衰变和β衰变分别只能产生α和β射线正确答案: C 答案解析: 由 22888 Ra到22889 Ac放出负电子,则此衰变是β衰变,A错误;半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数的原子核不适用,B错误; 228 20890 Th变为82 Pb,质量数少20,则发生了5次α衰变,根据5×2-x-8得,x=2,知发生了2次β衰变,C正确;图中发生的α衰变和β衰变时,往往伴随γ射线产生,D错误。5. 锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研究表明,锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应,其中一种核反应方程为126 C +1 71H →3L i + 211H + X ,式中的X为( ) (4分)1A. n00B. e 10C.1e4D.2He正确答案: D 答案解析: 解:由核电荷数守恒可知6+1-3-2×1=2由质量数守恒可知12+1-7-2×1=4故X为4He ,故D正确,ABC错误。2故选:D。6. 我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”,1其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素。科学家尝试使用核反应Y + 243Am→A X + 2 95 119 0n产生该元素。关于原子核Y和质量数A,下列选项正确的是( ) (4分)58A.Y为26Fe,A=29958B.Y为 Fe,A=3012654C.Y为 Cr,A=2952454D.Y为 Cr,A=29724正确答案: C 答案解析: 解:核反应前后质量数守恒和电荷数守恒,设Y原子核的电荷数为y,质量数为A,则根据电荷数守恒可得:y+95=119解得:y=24即Y为54Cr;根据质量数守恒,则有2454+243=A+2解得:A=295,故C正确,ABD错误;故选:C。160 1567. 近期,我国科研人员首次合成了新核素锇-160(76 Os)和钨-156(74 W)。若锇-160经过1次α衰变,钨-156经过1次β+衰变(放出一个正电子),则上述两新核素衰变后的新核有相同的( ) (4分)A.电荷数B.中子数C.质量数D.质子数正确答案: C 答案解析: 解:核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒锇-160(16076 Os)的衰变方程为钨-156(15674 W)的衰变方程为因此两种元素衰变后有相同的质量数,故ABD错误,C正确。故选:C。8. 2024年2月,我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素160Os,76106Cd + 58Ni→160核反应方程如下: Os + 4X ,该方程中X是( ) (4分)48 28 76A.质子B.中子C.电子D.α粒子正确答案: B 答案解析: 解:根据质量数守恒和电荷数守恒,有:X的质量数为:(106+58-160)÷4=1,电荷数为:(48+28-76)÷4=0,故X是中子10n ,故ACD错误,B正确。故选:B。9. 已知钍234的半衰期是24天,1g钍234经过48天后,剩余钍234的质量为( ) (4分)A.0gB.0.25gC.0.5gD.0.75g正确答案: B 48 1答案解析: 解:根据半衰期的公式,1g钍234经过48天后,剩余质量m=m 1 240 ( ) =1× g=0.25g, 2 4故B正确,ACD错误。故选:B。10. 静止在O点的14C原子核发生衰变的同时,空间中出现如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、6B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示,不计重力和两粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )(4分)A.A粒子为Be粒子14B. C原子核发生的是β衰变6C.两粒子始终处在同一等势面上D.经过相等时间A、B粒子位移比为2:5正确答案: A 答案解析: 解:AB.根据A、B两粒子的运动轨迹,可知其所受电场力均与电场方向相同,即两粒子均带正电,可知146 C 原子核发生的是α衰变,由衰变反应前后质量数与核电荷数守恒可得,衰变后放出α粒子和质量数为10,核电荷数为4的粒子,即为10Be 。4又有衰变过程动量守恒,则mAvA-mBvB=0可知,质量越大,速度越小,即104 Be 的初速度小于α粒子的初速度,粒子在电场中做类平抛运动,则有y 1 qEx=vt, = · m t222解得y = qE x · 2mv v根据图像可知,当竖直分位移大小相等时,10Be 的初速度小,电荷量多,则水平分位移小一些,可知A4粒子为Be粒子,故A正确,B错误;1 qE 2C.根据上述有y = · t 2 m可知,若时间相等,10Be 的比荷小于α粒子的比荷,即经历相等时间,10Be 的竖直分位移小于α粒子4 4的竖直分位移,匀强电场等势面与电场线垂直,即两粒子飞出后不在同一等势面上,故C错误;D.根据上述有x=vt,规定vA的方向为正方向,由动量守恒得mAvA-mBvB=0mB 4 2解得,经过相等时间A、B粒子水平分位移比vAt:vBt= m = = A 10 5可知,经历相等时间A、B粒子水平分位移比为2:5,位移之比并不等于2:5,故D错误。故选:A。二、多选题(共3小题,共18分)11. 秦山核电站生产 的核反应方程为 ,其产物 的衰变方程为 。下列说法正确的是( ) (6分)A.X是 B. 可以用作示踪原子C. 来自原子核外 D.经过一个半衰期,10个 将剩下5个正确答案: A B 答案解析: A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知,X的质子数为1,中子数为1,即为 ,故A正确;B.常用的示踪原子有: , , ,故B正确;C. 由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子,电子被释放出来,所以 来自原子核内,故C错误;D.半衰期是一个统计规律,对于大量原子核衰变是成立的,个数较少时规律不成立,故D错误。故选AB。12. 下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α 粒子的有( ) (6分)2 2 1A.1 H+1 H→ 0 n+X12 3B. H+ 1H n+X1 1 → 0 2235 1C. U+ 144n→ 89Ba+ Kr+3X92 0 56 36 31 6 3D.0n+3Li→ 1H+X4正确答案: B D 答案解析: A、根据电荷数守恒、质量数守恒知,X1的电荷数为2,质量数为3,但不是α粒子,故A错误;B、根据电荷数守恒、质量数守恒知,X2的电荷数为2,质量数为4,为α粒子,故B正确;C、根据电荷数守恒、质量数守恒知,X3的电荷数为0,质量数为1,为中子,故C错误;D、根据电荷数守恒、质量数守恒知,X4的电荷数为2,质量数为4,为α粒子,故D正确。故选:BD。13. 1934年,约里奥-居里夫妇用α 粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为4He + 27Al → X + 1n .X会衰变成原子核Y,衰变方程为X → Y + 01e .则( ) (6分)2 13 0A.X的质量数与Y的质量数相等B.X的电荷数比Y的电荷数少127C.X的电荷数比13Al 的电荷数多227D.X的质量数与13Al 的质量数相等正确答案: A C 答案解析: 设X的质量数为M,电荷数为A,根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知:4+27=1+M;2+13=0+A解得:M=30,A=15;设Y的质量数为M',电荷数为A',根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知:30=M'+0;15=A'+1解得:M'=30,A'=14;A、X的质量数与Y的质量数相等,都是30,故A正确;B、X的电荷数比Y的电荷数多1,故B错误;C、X的电荷数为15,比铝的电荷数多2,故C正确;D、X的质量数为30,和铝的质量数不相等,故D错误。故选:AC。三、计算题(组)(共2小题,共20分)14. 在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个α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:r2=1:4。则: (10分)(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹?(说明理由)(2分)正确答案: (1)因为动量守恒,所以轨道半径与粒子的电荷量成反比,所以圆轨道2是α粒子的径迹,圆轨道1是新生的核的径迹,两者电性相同,运动方向相反。答案解析: 根据半径与电荷量关系,判断哪个是α粒子的径迹;(2)这个原子核原来所含的质子数是多少?(8分)正确答案: (2)设衰变后新生核的电荷量为q1,α粒子的电荷量为q2=2e,它们的质量分别为m1和m2,衰变后的速度分别为v1和v2,所以原来原子核的电荷量q=q1+q2。m v1 1r 1 Bq m1v 1q1 2根据轨道半径公式有 r = m2 v= m v q ,又由于衰变过程中遵循动量守恒定律,则m1v1=m2v2,2 2 2 2 1Bq2以上三式联立解得q=90e。即这个原子核原来所含的质子数为90。答案解析: 原子核衰变过程中动量守恒,根据洛伦兹力提供向心力计算原子核电荷量,即原子核所含质子数。15. 如图所示,在xOy坐标系的第一象限内,分布着垂直纸面向外的匀强磁场(含坐标轴),磁感应强度大小为B=0.5T。坐标为(0,3m)的点P处有一静止的原子核236U 发生了α衰变,92q 7α粒子的比荷为 m = 5 × 10 C/kg ,放出的α粒子以大小为v1的速度垂直磁场方向射入磁场中,方向与y轴正方向成30°,刚好与x轴相切而过,从y轴射出。不计α粒子重力及α粒子与新原子核间相互作用,衰变后产生的新核为Th。(10分)(1)写出α衰变的核反应方程; (4分)正确答案: 原子核在发生α衰变时,衰变前后质量数及电荷数守恒,则衰变的核反应方程为236U→232 492 90 Th + 2 He ; 答案解析: 根据质量数守恒和电荷数守恒写出衰变方程;(2)求α粒子离开磁场的速度。 (6分)正确答案: 画出α粒子在磁场中运动轨迹如图所示由几何知识可得OP=Rsin30°+R解得:R=2mα粒子在磁场中做圆周运动。由牛顿第二定律得v2qv B m 11 = R代入数据解得:v1=5×107m/s; 答案解析: 画出粒子的轨迹图,求出粒子的轨道半径,再进行求解即可。 23.2放射性元素的衰变满分:78班级:__________ 姓名:__________ 考号:__________一、单选题(共10小题,共40分)1. 2025年3月,我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布,标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为14C →14N +X,则( )6 7(4分)A.X为电子,是在核内中子转化为质子的过程中产生的B.X为电子,是在核内质子转化为中子的过程中产生的C.X为质子,是由核内中子转化而来的D.X为中子,是由核内质子转化而来的2. 关于原子核衰变,下列说法正确的是( ) (4分)A.原子核衰变后生成新核并释放能量,新核总质量等于原核质量B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间,为该元素的半衰期C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长D.采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期7 103. 由于宇宙射线的作用,在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素 Be 和 Be 4 4 。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比,可以研究大气环境的变化。已知74Be 和104 Be的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中,研究人员发现74Be 和104 Be3 7 10的总原子个数经过106天后变为原来的 4 ,则采集时该高度的大气中 Be Be 4 和4 的原子个数比约为( ) (4分)A.1:4B.1:2C.3:4D.1:14. 自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态,而是要发生一系列连续的衰变,最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示(N表示中子数,Z表示质子数),则下列说法正确的是( ) (4分)A.由 228 22888 Ra到89 Ac的衰变是α衰变B.已知 22888 Ra的半衰期是T,则8个28888 Ra原子核经过T时间后还剩2个C.从 228Th到 20890 82 Pb共发生5次α衰变和2次β衰变D.图中发生的α衰变和β衰变分别只能产生α和β射线5. 锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研究表明,锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应,其中一种核反应方程为126 C+11 H→73 Li+ 211 H+ X ,式中的X为( ) (4分)1A. n00B. e 10C.1e4D.2He6. 我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”,其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素。科学家尝试使用核反应Y+ 24395 Am→A119X + 210n产生该元素。关于原子核Y和质量数A,下列选项正确的是( ) (4分)58A.Y为 Fe,A=2992658B.Y为26Fe,A=30154C.Y为 Cr,A=2952454D.Y为 Cr,A=29724160 1567. 近期,我国科研人员首次合成了新核素锇-160(76 Os)和钨-156(74 W)。若锇-160经过1次α衰变,钨-156经过1次β+衰变(放出一个正电子),则上述两新核素衰变后的新核有相同的( ) (4分)A.电荷数B.中子数C.质量数D.质子数8. 2024年2月,我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素160Os,76106核反应方程如下: Cd+ 58Ni→160Os+ 4X ,该方程中X是( ) (4分)48 28 76A.质子B.中子C.电子D.α粒子9. 已知钍234的半衰期是24天,1g钍234经过48天后,剩余钍234的质量为( ) (4分)A.0gB.0.25gC.0.5gD.0.75g10. 静止在O点的146 C原子核发生衰变的同时,空间中出现如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示,不计重力和两粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )(4分)A.A粒子为Be粒子14B.6 C原子核发生的是β衰变C.两粒子始终处在同一等势面上D.经过相等时间A、B粒子位移比为2:5二、多选题(共3小题,共18分)11. 秦山核电站生产 的核反应方程为 ,其产物 的衰变方程为 。下列说法正确的是( ) (6分)A.X是 B. 可以用作示踪原子C. 来自原子核外 D.经过一个半衰期,10个 将剩下5个12. 下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α 粒子的有( ) (6分)2 2 1A.1 H+1 H→ 0 n+X12B. 3 1H+ H→ n+X1 1 0 2235 1 144C. U+ n→ 89Ba+ Kr+3X92 0 56 36 31 6 3D.0n+3Li→ 1H+X413. 1934年,约里奥-居里夫妇用α 粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为42He +2713 Al → X +10 n .X会衰变成原子核Y,衰变方程为X → Y +01 e .则( ) (6分)A.X的质量数与Y的质量数相等B.X的电荷数比Y的电荷数少127C.X的电荷数比 Al 的电荷数多21327D.X的质量数与 Al 的质量数相等13三、计算题(组)(共2小题,共20分)14. 在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个α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:r2=1:4。则: (10分)(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹?(说明理由)(2分)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少?(8分)15. 如图所示,在xOy坐标系的第一象限内,分布着垂直纸面向外的匀强磁场(含坐标轴),236磁感应强度大小为B=0.5T。坐标为(0,3m)的点P处有一静止的原子核 U 92 发生了α衰变,7α粒子的比荷为 q m = 5 × 10 C/kg ,放出的α粒子以大小为v1的速度垂直磁场方向射入磁场中,方向与y轴正方向成30°,刚好与x轴相切而过,从y轴射出。不计α粒子重力及α粒子与新原子核间相互作用,衰变后产生的新核为Th。(10分)(1)写出α衰变的核反应方程; (4分)(2)求α粒子离开磁场的速度。 (6分)满分:78班级:________ 姓名:________ 成绩:________ 一、单选题(共10小题,共40分)2025年3月,我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布,标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为→+X,则( ) (4分)A.X为电子,是在核内中子转化为质子的过程中产生的B.X为电子,是在核内质子转化为中子的过程中产生的C.X为质子,是由核内中子转化而来的D.X为中子,是由核内质子转化而来的关于原子核衰变,下列说法正确的是( ) (4分)A.原子核衰变后生成新核并释放能量,新核总质量等于原核质量B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间,为该元素的半衰期C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长D.采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期由于宇宙射线的作用,在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比,可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中,研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的,则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为( ) (4分)A.1:4B.1:2C.3:4D.1:1自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态,而是要发生一系列连续的衰变,最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示(N表示中子数,Z表示质子数),则下列说法正确的是( ) (4分)A.由88228Ra到89228Ac的衰变是α衰变B.已知88228Ra的半衰期是T,则8个88288Ra原子核经过T时间后还剩2个C.从90228Th到82208Pb共发生5次α衰变和2次β衰变D.图中发生的α衰变和β衰变分别只能产生α和β射线锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研究表明,锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应,其中一种核反应方程为,式中的X为( ) (4分)A.nB.eC.eD.He我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”,其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素。科学家尝试使用核反应n产生该元素。关于原子核Y和质量数A,下列选项正确的是( ) (4分)A.Y为Fe,A=299B.Y为Fe,A=301C.Y为Cr,A=295D.Y为Cr,A=297近期,我国科研人员首次合成了新核素锇-160(Os)和钨-156(W)。若锇-160经过1次α衰变,钨-156经过1次β+衰变(放出一个正电子),则上述两新核素衰变后的新核有相同的( ) (4分)A.电荷数B.中子数C.质量数D.质子数2024年2月,我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素Os,核反应方程如下:,该方程中X是( ) (4分)A.质子B.中子C.电子D.α粒子已知钍234的半衰期是24天,1g钍234经过48天后,剩余钍234的质量为( ) (4分)A.0gB.0.25gC.0.5gD.0.75g静止在O点的C原子核发生衰变的同时,空间中出现如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示,不计重力和两粒子间的相互作用,下列说法正确的是( )(4分)A.A粒子为Be粒子B.C原子核发生的是β衰变C.两粒子始终处在同一等势面上D.经过相等时间A、B粒子位移比为2:5 二、多选题(共3小题,共18分)秦山核电站生产 的核反应方程为 ,其产物 的衰变方程为 。下列说法正确的是( ) (6分)A.X是 B.可以用作示踪原子C.来自原子核外 D.经过一个半衰期,10个 将剩下5个下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表粒子的有( ) (6分)A.H+Hn+X1B.H+Hn+X2 C.U+nBa+Kr+3X3D.n+LiH+X41934年,约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为.X会衰变成原子核Y,衰变方程为.则( ) (6分)A.X的质量数与Y的质量数相等B.X的电荷数比Y的电荷数少1C.X的电荷数比的电荷数多2D.X的质量数与的质量数相等 三、计算题(组)(共2小题,共20分)在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个α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:r2=1:4。则: (10分)(1) 图中哪一个圆是α粒子的径迹?(说明理由)(2分)(2) 这个原子核原来所含的质子数是多少?(8分)如图所示,在xOy坐标系的第一象限内,分布着垂直纸面向外的匀强磁场(含坐标轴),磁感应强度大小为B=0.5T。坐标为(0,3m)的点P处有一静止的原子核发生了α衰变,α粒子的比荷为,放出的α粒子以大小为v1的速度垂直磁场方向射入磁场中,方向与y轴正方向成30°,刚好与x轴相切而过,从y轴射出。不计α粒子重力及α粒子与新原子核间相互作用,衰变后产生的新核为Th。(10分)(1) 写出α衰变的核反应方程;(4分)(2) 求α粒子离开磁场的速度。(6分) 第2页第2页 展开更多...... 收起↑ 资源列表 23.2放射性元素的衰变.docx 23.2放射性元素的衰变.pdf 23.2放射性元素的衰变教师用卷.pdf