最新人教版高中物理選修3-5：19.2放射性元素的衰變知識(shí)點(diǎn)總結(jié)及課時(shí)練習(xí)

1、2放射性元素的衰變記一記1定義原子減袁變類埠1我變的青變:京變實(shí)質(zhì)L呂獨(dú)衰變炭律1個(gè)概念2種衰變半衰期a衰變,B衰變分層設(shè)計(jì)助學(xué)助記認(rèn)知更深蒯放射性元素的衰變知識(shí)體系缺放射性短用里里,半交期元素的于單個(gè).赭用條件/可即AM原年w辨一辨1 .原子核在衰變時(shí),它在元素周期表中的位置不變.X2 .發(fā)生B衰變是原子核中的電子發(fā)射到核外.X3 .丫射線經(jīng)常是伴隨a射線和B射線產(chǎn)生的.,4 .半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間,經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期原子核就全部發(fā)生衰變.X5 .根據(jù)半衰期的計(jì)算,我們可以知道一個(gè)特定的原子核何時(shí)發(fā)生衰變.X6 .半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件都無(wú)關(guān).,想一想1 .半衰期

2、與哪些因素有關(guān)？適用條件是什么？半衰期公式是什么？提示：半衰期只與物質(zhì)的種類有關(guān),與物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān).適用條件為統(tǒng)計(jì)規(guī)律下的大量原子核,不適用于單個(gè)原子核.半衰期公式為N余=N原1m余=m01t.2 22x2.當(dāng)原子核發(fā)生a衰變時(shí),原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？為什么？當(dāng)發(fā)生B衰變時(shí),新核的核電荷數(shù)相對(duì)原來(lái)的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化？提示：當(dāng)原子核發(fā)生a衰變時(shí),原子核的質(zhì)子數(shù)減小2,中子數(shù)減小2,由于a衰變的實(shí)質(zhì)是2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合在一起從原子核中被拋射出來(lái).B粒子為-0e,發(fā)生B衰變時(shí)核電荷數(shù)增加1,所以原子序數(shù)增加1.思考感悟：練一練1 .某放射

3、性元素的原子核發(fā)生2次a衰變和6次B衰變,關(guān)于它的原子核的變化,以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A.中子數(shù)減少8B.質(zhì)子數(shù)減少2C.質(zhì)子數(shù)增加2D.核子數(shù)減少10解析：發(fā)生2次a衰變質(zhì)量數(shù)減少8,電荷數(shù)減少4,發(fā)生6次B衰變質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)增加6,最終質(zhì)量數(shù)減少8,電荷數(shù)增加2,所以核子數(shù)減少8,質(zhì)子數(shù)增加2,中子數(shù)減少10.選項(xiàng)C正確.答案：C2 .2021山東濟(jì)南一模以下觀點(diǎn)正確的選項(xiàng)是A.a射線、B射線、丫射線都是高速帶電粒子流B.原子核發(fā)生衰變時(shí)要遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量守恒C.大量原子核發(fā)生衰變時(shí)一定同時(shí)放出a射線、B射線、丫射線D.原子核發(fā)生衰變時(shí)產(chǎn)生的a射線、B射線、丫射線都是從原子核內(nèi)部釋

4、放出來(lái)的解析：a射線、B射線都是高速帶電粒子流,丫射線不帶電,是光子流,A錯(cuò)誤；原子核發(fā)生衰變時(shí)遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,但質(zhì)量不守恒,B錯(cuò)誤；a衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氮核從原子核中輻射出來(lái),B衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,丫射線伴隨a衰變或B衰變的產(chǎn)生而產(chǎn)生,所以這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來(lái)的,大量原子核發(fā)生衰變時(shí)不一定同時(shí)放出a射線、B射線、丫射線,C錯(cuò)誤,D正確.答案：D3.多項(xiàng)選擇對(duì)天然放射現(xiàn)象,以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A. a粒子帶正電,所以a射線一定是從原子核中射出的B. B粒子帶負(fù)電,所以B射線有可能是核外電子C. Y射線

5、是光子流,所以Y射線有可能是原子發(fā)光產(chǎn)生的D. a射線、B射線、丫射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來(lái)的解析：a衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合在一起形成一個(gè)氨核發(fā)射出來(lái)的,B衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,然后釋放出電子,丫射線伴隨a衰變和B衰變的產(chǎn)生而產(chǎn)生.所以這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來(lái)的,答案：AD4.天然放射性鈾蜜U發(fā)生衰變后產(chǎn)生針留Th和另一個(gè)原子核.1請(qǐng)寫(xiě)出衰變方程.2假設(shè)衰變前鈾卻U核的速度為v,衰變產(chǎn)生的針金Th核速度為2,且與鈾核速度方向相同,求產(chǎn)生的另一種新核的速度.解析：1裝U-14Th+4He,2設(shè)另一新核的速度為v',鈾核質(zhì)量

6、為238m,包核質(zhì)量為234m,由動(dòng)量守恒定律得238mv=v121234m：+4mv,得v=v.121答案：1壽-14Th+2He2v題組呈現(xiàn)封點(diǎn)自潮練習(xí)更精準(zhǔn)要點(diǎn)一原子核的衰變規(guī)律與衰變方程1.2021廣東茂名一模放射性元素針邠P(yáng)o發(fā)生衰變時(shí),會(huì)產(chǎn)生2He和一種未知粒子,弁放出丫射線,其衰變方程為鑼Poy82X+4He.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A. 4He組成的a射線的穿透水平比丫射線強(qiáng)B. y=214C. X核的中子數(shù)為124D.這種衰變是B衰變解析：4He組成的a射線的穿透水平比Y射線弱,A錯(cuò)誤；根據(jù)衰變過(guò)程質(zhì)量數(shù)守恒,得y=2104=206,B錯(cuò)誤；X核的中子數(shù)為20682=124,C正

7、確；由于衰變過(guò)程中放出的是a粒子,所以該衰變是a衰變,D錯(cuò)誤.答案：C2. 14C的半衰期為5730年,具有放射性.假設(shè)考古工作者探測(cè)1某古樹(shù)中14c的含量為原來(lái)的4,那么該古樹(shù)死匚時(shí)間距今大約為()A.22920年B.11460年C.5730年D.2865年m1t1,解析：由一=7,得t=2T=11460年.mo2T4答案：B3. 2021廣東佛山期中(多項(xiàng)選擇)目前,在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料,這些材料都不同程度地含有放射性元素,以下有關(guān)放射性知識(shí)的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.氫的半衰期為3.8天,假設(shè)有4kg氧原子核,經(jīng)過(guò)7.6天后就只剩下1kg氧原子核B.氫的半衰期為3

8、.8天,假設(shè)有4個(gè)氫原子核,經(jīng)過(guò)7.6天后就只剩下1個(gè)氫原子核C.放射性元素發(fā)生B衰變時(shí)釋放的電子是原子核外電子電離產(chǎn)生的高速電子D.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性解析：假設(shè)有4kg氧原子核,經(jīng)過(guò)7.6天即經(jīng)過(guò)2個(gè)半衰期后,就只剩下4kgx22=1kg氧原子核,A正確；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)少數(shù)原子核不適用,B錯(cuò)誤；B衰變實(shí)質(zhì)是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,電子從原子核中釋放出來(lái),C錯(cuò)誤；放射性由原子核本身決定,與所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),D正確.答案：AD4.某放射性元素的原子核內(nèi)有N個(gè)核子,其中有n個(gè)質(zhì)子,該原子核發(fā)生2次a衰變和1次B衰變,變成1個(gè)新核,那么()A.衰

9、變前原子核有(Nn)個(gè)中子B.衰變后新核有(n4)個(gè)質(zhì)子C.衰變后新核的核子數(shù)為(N-3)D.衰變后新核的中子數(shù)為(N-n-3)解析：核子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù),所以衰變前原子核有中子數(shù)(Nn)個(gè),A正確；衰變后新核有n(2X21)=(n3)個(gè)質(zhì)子,B錯(cuò)誤；衰變后新核的核子數(shù)為N-2X4=N-8,C錯(cuò)誤；衰變后新核的中子數(shù)為(N-n-5),D錯(cuò)誤.答案：A5 .it232知Th經(jīng)過(guò)次a衰變和次3衰變,最后成為鉛208綾Pb.解析：由于a衰變改變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)而B(niǎo)衰變不能,所以應(yīng)先從判斷a衰變次數(shù)入手：-232-208八a盤(pán)變次數(shù)=4=6.每經(jīng)過(guò)1次a衰變,原子核電荷數(shù)減少2,那么包核經(jīng)過(guò)6次a衰

10、變后剩余的電荷數(shù)與鉛核實(shí)際的電荷數(shù)之差,決定了B衰變次數(shù)：B衰變次數(shù)=902X6-82!=4.答案：64要點(diǎn)二半衰期6 .2021四川攀枝花模擬A、B兩種放射性元素,A的半衰期為10天,B的半衰期為30天,經(jīng)60天后兩種放射性元素剩余的質(zhì)量相等,那么它們?cè)瓉?lái)的質(zhì)量之比為A.1:3B.3:1C.1:16D.16:1解析：分析可知A經(jīng)過(guò)6次衰變,B經(jīng)過(guò)2次衰變,因此有1c1cmA26=mB22,解得匕們?cè)瓉?lái)的質(zhì)反N比為mAmB=161,D正確.答案：D7.放射性元素氧鏘Rn經(jīng)a衰變成為針等Po,半衰期約為3.8天；但勘測(cè)說(shuō)明,經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代后,目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素施Rn的礦石,

11、其原因是A.目前地殼中的Rn主要來(lái)自于其他放射性元素的衰變B.在地球形成的初期,地殼中元素符Rn的含量足夠高C.當(dāng)衰變產(chǎn)物錯(cuò)Po積累到一定量以后,錯(cuò)Po的增加會(huì)減慢密Rn的衰變過(guò)程D./Rn主要存在于地球深處的礦石中,溫度和壓力改變了它的半衰期解析：由于符Rn的半衰期為3.8天,較短,故經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代后,地殼中原有的鏘Rn早已衰變完了,目前地殼中的鏘Rn主要來(lái)自其他放射性元素的衰變,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期由原子核本身的因素決定,與外界環(huán)境等因素?zé)o關(guān),選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.答案：A8.2021河南聯(lián)考一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M,其中鈾元素的質(zhì)量為m,鈾發(fā)生一系列衰變,最終生成物為鉛.鈾

12、的半衰期為T(mén),那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A.經(jīng)過(guò)2個(gè)半衰期后,這塊礦石中根本不再含有鈾b.經(jīng)過(guò)2個(gè)半衰期后,原來(lái)所含的鈾元素的原子核有m發(fā)生了衰變c.經(jīng)過(guò)3個(gè)半衰期后,其中鈾元素的質(zhì)量還剩m8D.經(jīng)過(guò)1個(gè)半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下J2解析：經(jīng)過(guò)2個(gè)半衰期后礦石中剩余的鈾應(yīng)該有m,應(yīng)選項(xiàng)a、4B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)3個(gè)半衰期后礦石中剩余的鈾還有應(yīng)選項(xiàng)C正確;由于衰變產(chǎn)物大局部仍然留在該礦石中,所以礦石質(zhì)量沒(méi)有太大的改變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：C三測(cè)一Mia畛II舊時(shí)的難易適中在港更高效根底達(dá)標(biāo)1.2021大慶不測(cè)放射性元素在衰變過(guò)程中,有些放出a射線,有些放出B射線,有些在放出a射線或B射線的同時(shí),還以丫射線的

13、形式釋放能量.例如234Th核的衰變過(guò)程可表示為234Th-鑼Pa+-0e+丫這個(gè)衰變A.是B衰變,產(chǎn)生的2314Pa核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷B.是B衰變,產(chǎn)生的2314Pa核從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷C.是口衰變,產(chǎn)生的備4Pa核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷D.是劣衰變,產(chǎn)生的2314Pa核從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷解析：由核反響方程可知,該核反響生成-0e,弁且釋放能量,正確選項(xiàng)為A.答案：A2.上海高考題播Th經(jīng)過(guò)一系列a衰變和B衰變后變成鑼Pb,貝U鑼Pb比的Th少A.16個(gè)中子,8個(gè)質(zhì)子B.8個(gè)中子,16個(gè)質(zhì)子C.24個(gè)中子,8個(gè)質(zhì)子D.8個(gè)中子,24個(gè)質(zhì)子解析：比擬兩種原子核的核電荷數(shù)可知,228Pb比

14、鏘Th少8個(gè)質(zhì)子,B、D項(xiàng)錯(cuò)誤；鑼Pb的質(zhì)量數(shù)比播Th的質(zhì)量數(shù)少24,其中質(zhì)子少8個(gè),那么中子少16個(gè),A項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：A3.如下圖,圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的局部粒子的徑跡,氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里.以下判斷可能正確的選項(xiàng)是A.a、b為B粒子的徑跡B.a、b為丫粒子的徑跡C.c、d為a粒子的彳5跡D.c、d為B粒子的徑跡解析：由左手定那么可知,a、b為帶正電的粒子的徑跡,c、d為帶負(fù)電的粒子的徑跡,又a粒子帶正電,B粒子帶負(fù)電,丫粒子不帶電,所以D項(xiàng)正確.答案：D4.A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T(mén)和2T,那么相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過(guò)2T后,

15、剩余的A和B質(zhì)量之比為A.1:4B.1:2C.2:1D.4:1解析：由半衰期含義可知,A經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期剩余的質(zhì)量為一,11-一一原來(lái)的；B經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期,剩余的質(zhì)量為原來(lái)的3所以剩余的A、B質(zhì)量之比為1:2,B項(xiàng)正確.答案：B5. 2021河北唐山期末關(guān)于碳14的衰變方程EC-AX+-0e,下面說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.A等于13,Z等于5B.A等于14,Z等于7C.A等于14,Z等于5D.A等于13,Z等于6解析：由電荷數(shù)守恒得6=Z1,解得Z=7,由質(zhì)量數(shù)守恒得14=A+0,解得A=14.選項(xiàng)B正確.答案：B6 .放射性元素發(fā)生衰變時(shí)放出的丫光子,是由A.核外電子從外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時(shí)放出的

16、B.核外電子從內(nèi)層軌道躍遷到外層軌道時(shí)放出的C.核外電子受激發(fā)后產(chǎn)生的D.它是處于激發(fā)狀態(tài)的原子核放射出來(lái)的解析：丫光子是原子核衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的.故D正確.答案：D7 .2021石家莊辛集一中月考將半衰期為5天的64g鈔均分成四份,其中三份分別投入開(kāi)口容器中、100atm的密封容器中、100C的沸水中,第四份那么與別的元素形成化合物,經(jīng)10天后,四種情況剩下的韌'的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4,那么A. m1=m2=m3=m4=4gB. m1=m2=m3=4g,m4<4gC. m1>m2>m3>m4,m=4gD. m1=4g,其

17、余無(wú)法知道解析：半衰期是由放射性元素原子核內(nèi)部本身的因素決定的,與原子核所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),所以m=m2=m3=m4.經(jīng)過(guò)1.116410天即2個(gè)半盤(pán)期,那么剩余的鈿的質(zhì)量為m0-22=4m0=4xrg=4g,A正確.答案：A8 .2021宿遷檢測(cè)多項(xiàng)選擇某原子核的衰變過(guò)程A-也B-JC,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.核C比核A的質(zhì)子數(shù)少19 .核C比核A的質(zhì)量數(shù)少5C.原子核為A的中性原子的電子數(shù)比原子核為B的中性原子的電子數(shù)多2D.核C比核B的中子數(shù)少2解析：由衰變方程可寫(xiě)出關(guān)系式y(tǒng)A邛-#ib一y：4C可得A、D項(xiàng)正確.答案：AD水平達(dá)標(biāo)10 2021貴陽(yáng)聯(lián)考多項(xiàng)選擇日本福島核電站泄漏事

18、故中釋放出大量的碘131,碘131是放射性同位素,衰變時(shí)會(huì)發(fā)出B射線與丫射線,碘131被人攝入后,會(huì)危害身體健康,由此引起了全世界的關(guān)注.下面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識(shí),說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.人類無(wú)法通過(guò)改變外部環(huán)境來(lái)改變碘131衰變的快慢B.碘131的半衰期為8.3天,那么4個(gè)碘原子核經(jīng)16.6天后就一定剩下一個(gè)原子核C.B射線與丫射線都是電磁波,但丫射線穿透本領(lǐng)比B射線D.碘131發(fā)生B衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的解析：衰變的快慢由放射性元素本身決定,與外部環(huán)境無(wú)關(guān),A正確.半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)少數(shù)幾個(gè)原子核無(wú)意義,B錯(cuò)誤.B射線是高速電子流,丫射線是電磁波

19、,故C錯(cuò)誤.B衰變的實(shí)質(zhì)是0n>1H+-?e,D正確.答案：AD10.2021湖南衡陽(yáng)模擬多項(xiàng)選擇原子核的衰變過(guò)程遵守一系列的守恒定律,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)原來(lái)速度幾乎為0的放射性原子核W衰變?yōu)閮蓚€(gè)粒子P和S,衰變后粒子P和S的運(yùn)動(dòng)速度和磁場(chǎng)垂直.粒子P和S分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng).粒子P和S做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期之比分別為Rp：Rs=45:1,Tp：Ts=90:117,那么A.放射性原子核W的質(zhì)量數(shù)為238B. P和S兩核的質(zhì)量數(shù)之比為117:2C. P和S兩核的電荷數(shù)之比為45:1D. P和S兩核的動(dòng)能之比為117:2解析：根據(jù)動(dòng)量守恒定律可知,衰變瞬間P和S兩核的動(dòng)量大小相等,方向相反,由

20、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑表達(dá)式R=震,可知乎=乎=2,C錯(cuò)誤帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期BqqsRp45的表達(dá)式為T(mén)=*,故mP=*,由于電子的質(zhì)BqmsqsTs45117117量與質(zhì)子、中子相比是很小的,所以該衰變不可能是B衰變,該衰變應(yīng)為a衰變,由于a粒子的電荷數(shù)為2,所以衰變后的P的電荷數(shù)為90;a粒子的質(zhì)量數(shù)為4,那么衰變后的新核具有234個(gè)核子,原子核W的質(zhì)量數(shù)為238,A正確,B錯(cuò)誤.衰變瞬間P和S兩核的動(dòng)量大小相等,它們的動(dòng)能Ek=2m,可知P與S的動(dòng)能大小與它們的質(zhì)量成反比,所以P和S兩核的動(dòng)能之比為1172,D正確.答案：AD11 .多項(xiàng)選擇以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而減小B.放射性元素放射出的a射線、B射線和丫射線,電離水平最強(qiáng)的是a射線C.Th衰變成208Pb要經(jīng)過(guò)6次a衰變和4次B衰變D.原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過(guò)程,是吸收能量的過(guò)程E.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)于某種金屬,超過(guò)極限頻率的入射光頻率越高,所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越大解析：半衰期與溫度無(wú)關(guān),應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤；三種射線中電離水平最強(qiáng)的是a射線,應(yīng)選項(xiàng)B正確；據(jù)Th-Pb+Ge+d-0e可知選項(xiàng)C正確；原子從較高激發(fā)態(tài)向較低激發(fā)態(tài)躍遷,向外輻射能