課時(shí)跟蹤訓(xùn)練（十九）放射性元素的衰變

課時(shí)跟蹤訓(xùn)練（十九）放射性元素的衰變A級一雙基達(dá)標(biāo).［多選］目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有鈾、包的花崗巖等巖石會釋放出具有放射性的惰性氣體氨，而氯會發(fā)生放射性衰變，放射出a、p.y射線，這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。根據(jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是（）9衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的丫射線一般伴隨著a或0射線產(chǎn)生，在這三種射線中，丫射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱D.發(fā)生a衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4解析：選BC半衰期遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對單個(gè)或少數(shù)原子核是沒有意義的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)三種射線的特性及衰變實(shí)質(zhì)可知B、C兩項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.A、B兩種放射性元素，原來都靜止在同一勻強(qiáng)磁場中，磁場方向如圖所示，其中一個(gè)放出a粒子，另一個(gè)放出0粒子，a與0粒子的運(yùn)動(dòng)方向跟磁場方向垂直，圖中a、b、c、d分別表示a粒子、0粒子以及兩個(gè)剩余核的運(yùn)動(dòng)軌跡，貝！1（）A.。為a粒子軌跡，c為0粒子軌跡b為a粒子軌跡，d為p粒子軌跡C.6為a粒子軌跡，c為B粒子軌跡D.〃為a粒子軌跡，d為0粒子軌跡解析：選C兩個(gè)相切的圓表示在相切點(diǎn)處是靜止的原子核發(fā)生了衰變，由于無外力作用，動(dòng)量守恒，所以原子核發(fā)生衰變后，新核與放出的粒子速度方向相反，若它們帶相同性質(zhì)的電荷，則它們所受的洛倫茲力方向相反，則軌道應(yīng)是外切圓，故左圖應(yīng)該是原子核發(fā)生了a衰變，又因?yàn)閞=苗，半徑大的應(yīng)該是電荷量小的a粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，A、D錯(cuò)誤。若它們所帶電荷的性質(zhì)不同，則它們的軌道應(yīng)是內(nèi)切圓，右圖所示的軌跡說明是放出了與原子核電性相反的電荷，故應(yīng)該是發(fā)生了0衰變，半徑大的應(yīng)該是電荷量小的電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，故B錯(cuò)誤，C正確。.關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法中正確的有（）A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到了消除有害靜電的目的B.利用丫射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C.用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D.用丫射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害解析：選D利用放射線消除有害靜電是利用a射線的電離性，使空氣分子電離成導(dǎo)體，將靜電消除，A錯(cuò)誤；y射線對人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來進(jìn)行人體透視，在用于治療腫瘤時(shí)要嚴(yán)格控制劑量，B錯(cuò)誤，D正確；DNA變異并不一定都是有益的，C錯(cuò)誤。.在一個(gè)鑼U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)鍬Pb原子核的過程中，發(fā)生0衰變的次數(shù)為（）A.6次 B.10次22次 D.32次解析：選A一個(gè)曼U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)亞Pb原子核的過程中，發(fā)生a衰變的次數(shù)為（238-206）+4=8（次），發(fā)生?衰變的次數(shù)為2X8-（92—82）=6（次），選項(xiàng)A正確。5.某原子核A先進(jìn)行一次p衰變變成原子核B,再進(jìn)行一次a衰變變成原子核C,下列說法正確的是（）A.核C的質(zhì)子數(shù)比核A的質(zhì)子數(shù)少2B.核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)等于3C.核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于3D.核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于5解析：選C原子核A進(jìn)行一次0衰變后，一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子并釋放一個(gè)電子,再進(jìn)行一次a衰變，又釋放兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子，所以核A比核C多3個(gè)中子，多1個(gè)質(zhì)子，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。.本題中用大寫字母代表原子核，E經(jīng)a衰變成為F,再經(jīng)0衰變成為G,再經(jīng)a衰變成為H。上述系列衰變可記為下式：e">F—H,另一系列衰變?nèi)缦拢簆—匚Q—^R—^S,已知P和F是同位素，貝！|（）Q和G是同位素，R和H是同位素R和E是同位素，S和F是同位素R和G是同位素，S和H是同位素Q和E是同位素，R和F是同位素解析：選B由于P和F是同位素，設(shè)它們的質(zhì)子數(shù)為〃，則其他各原子核的質(zhì)子數(shù)可分別表示如下：/1+2EnF〃+1G ?〃-1H〃P-二%+1Q-〃S由此可以看出R和E是同位素，S、P和F是同位素，Q和G是同位素。故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。.［多選］XKTm/s的速度撞入一個(gè)孤立的靜止鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙雍?，已知鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍。則下列判斷中正確的是()A.核反應(yīng)方程為召A1+IH一省Si.核反應(yīng)方程為召Al+］H-〃Si+加C.硅原子核速度的數(shù)量級為IO?m/sD.硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s解析：選AD由題意可得核反應(yīng)方程為召A1+IH一語Si,由動(dòng)量守恒定律得機(jī)XX1()7m/s=28mv,,解得記=5xX05m/s,因此選項(xiàng)A、D正確。鈾原子數(shù)相對值(6)0.75、 0.50—X—0.25 ——nl4590135180/億年［多選］地球的年齡到底有多大，科學(xué)家利用天然放射性元素的衰變規(guī)律，通過對目前發(fā)現(xiàn)的最古老的巖石中鈾和鉛含量的測定，推算出該巖石中含有的鈾是巖石形成初期時(shí)(巖石形成初期時(shí)不含鉛)的一半。鈾238衰變后形成鉛206,鈾238的相對含量隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，圖中N為鈾238的原子數(shù)，No為鈾和鉛的原子總數(shù)。由此可以判斷出()A.鈾238的半衰期為90億年B.地球的年齡大致為45億年C.被測定的古老巖石樣品在90億年時(shí)的鈾、鉛原子數(shù)之比約為1：4D.被測定的古老巖石樣品在90億年時(shí)的鈾、鉛原子數(shù)之比約為1：3解析：選BD由題意、半衰期的含義及鈾238衰變后含量隨時(shí)間的變化規(guī)律圖像可知：鈾238的半衰期和地球的年齡均大致為45億年。再由圖像可知：被測定的古老巖石樣品在90億年時(shí)鈾原子數(shù)的相對值為0?25,即占總原子數(shù)的，由此可推知，其中鉛占總原子數(shù)的34，鈾、鉛原子數(shù)之比約為1：3,選項(xiàng)B、D正確。1934年，約里奧一居里夫婦在用a粒子轟擊鋁箔時(shí)，除了測到預(yù)料中的中子外，還探測到了正電子。正電子的質(zhì)量跟電子的質(zhì)量相同，帶一個(gè)單位的正電荷，跟電子的電性正好相反，是電子的反粒子，更意外的是，拿走a放射源以后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍然繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性也有一定的半衰期。原來，鋁箔被a粒子擊中后發(fā)生了如下反應(yīng)：HAl+lHe-fSP+Ano這里的般P就是一種人工放射性同位素，正電子就是它衰變過程中放射出來的。(1)寫出放射性同位素在P放出正電子的核反應(yīng)方程；(2)放射性同位素卷P放出正電子的衰變稱為正0衰變，我們知道原子核內(nèi)只有中子和質(zhì)子，那么正0衰變中的正電子從何而來？解析：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，*P放出正電子的核反應(yīng)方程為在P-HSi+Ye。（2）原子核內(nèi)只有質(zhì)子和中子，沒有電子，也沒有正電子，正P衰變是原子核的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個(gè)中子，同時(shí)放出一個(gè)正電子，反應(yīng)過程為|H—Ye+，n。答案：⑴&P-刊Si+呢（2）lH->?e+JnB級一選考提能放射性元素燹U衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成出Bi,而出Bi可以經(jīng)一次衰變變成婚X（X代表某種元素），也可以經(jīng)某一衰變變成&TL2^X和的T1最后都變成謖Pb,衰變途徑如圖所示。則下列說法錯(cuò)誤的是（）A.q=84B.8=206C.超Bi->*X是0衰變，赳）Bif短口是a衰變D.鋁）Bi-”X是a衰變，鋁）是0衰變解析：選DWBi經(jīng)過①變化為”X,質(zhì)量數(shù)沒有發(fā)生變化，為P衰變，即赳）Bi->"）X+-?e,故a=84,鋁）Bi經(jīng)過②變化為&T1,核電荷數(shù)少2,為a衰變，即斛儂->的Tl+?He,故）=206,故A、B、C正確，D錯(cuò)誤。靜止在勻強(qiáng)磁場中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)a粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得a粒子和反沖核軌道半徑之比為44：1,如圖所示，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A.a粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反B.原來放射性元素的原子核電荷數(shù)為90C.反沖核的電荷數(shù)為88D.a粒子和反沖核的速度之比為1：88解析：選D微粒之間相互作用的過程中遵循動(dòng)量守恒，由于初始總動(dòng)量為0,則末動(dòng)量也為0,即a粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反，故A正確。由于釋放的a粒子77和反沖核均在垂直于磁場的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由Bq.=m又得R=箸。若原來放射性元素的核電荷數(shù)為Q,則對a粒子：&=點(diǎn)^，對反沖核：&=義屋2）短由于Pi=P2,R：&=44：1,得。=90,故反沖核的電荷數(shù)為88,故B、C正確。它們的速度大小與質(zhì)量成反比，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。一小瓶內(nèi)含有放射性同位素的溶液，它每分鐘衰變6000次。將它注射到一個(gè)病人的血液中，經(jīng)過15小時(shí)，從病人身上取10cnP的血樣，測得每分鐘衰變2次，已知這種同位素的半衰期為