5.2 原子核衰变及半衰期——高二物理鲁科版（2019）选择性必修三同步课时作业
1.从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是( )
A.原子核中有质子、中子，还有α粒子 B.原子核中有质子、中子，还有β粒子
C.原子核中有质子、中子，还有γ光子 D.原子核中只有质子和中子
2.锕的放射性很强，衰变放射出的高能粒子足以将周围的空气电离，从而发出暗蓝色的光。锕的衰变方程为，同时释放γ射线。关于锕的衰变，下列说法正确的是( )
A.X的中子数为113
B.X一定不再具有放射性
C.释放的γ射线使周围的空气电离，从而发出暗蓝色的光
D.释放的γ射线来自于钧
3.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是( )
A.ThPae B.UnBaKr+n
C.NHeOH D.HeAlPn
4.放射性元素A经过m次α衰变和n次β衰变后生成一新元素B，已知，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置( )
A.向前移动了位 B.向后移动了位
C.向前移动了位 D.向后移动了位
5.我国科研人员及合作者首次合成了新原子核。原子核存在一种衰变链，其中第1次由衰变成原子核，第2次由衰变成原子核。下列说法正确的是( )
A.第1次为α衰变，第2次为β衰变 B.α射线的穿透能力最强
C.两次均为α衰变 D.通过增加温度可以加快衰变速度
6.衰变是放射性物质衰变的一种形式，它对自然界和人类活动都有重要影响。衰变是研究基本粒子和核物理的重要手段，有助于理解物质的基本结构和相互作用。以下反应中属于衰变的是( )
A. B.
C. D.
7.2023年8月24日，日本福岛第一核电站启动核污染水排海。核污染水含高达64种放射性元素，其中氚（）衰变过程中产生的电离辐射可损害DNA，是致癌的高危因素之一，半衰期为12.5年。其衰变方程为，下列说法正确的是( )
A.衰变方程中，
B.秋冬气温逐渐变低时，氚的衰变速度会变慢
C.污染水排入大海经过稀释，氚的半衰期将减小
D.经过25年，氚将全部衰变结束
8.2024年6月我国探月工程嫦娥六号搭载的中法氡气测量仪主要探测月壤中氡222和氡220同位素及其衰变产物发出的α粒子。已知静止的氨原子核自发衰变为钋原子核同时放出一个粒子X，且氡222的半衰期为3.8天，则该核反应( )
A.在月球上进行时，经过3.8天后剩余个数一定多于原来的一半
B.属于β衰变
C.过程中释放γ射线和另一种射线，γ射线穿透能力最强，另一种射线电离本领最强
D.反应前、后的质量守恒，且电荷数守恒
9.日本将核废水排放到大海中，会对太平洋造成长时间的核污染。废水中含有铯、锶、氚等多种放射性物质，其中铯137原子核具有较强的放射性，会发生衰变并释放能量，其半衰期长达30年。若铯137原子核的衰变方程为：，下列说法正确的是( )
A.铯137衰变时，衰变产物中的X为中子
B.铯137衰变时，衰变产物中的X为质子
C.虽然未衰变的铯137数量逐渐减少，但其半衰期并不改变
D.排入太平洋后，废水中的铯137经过60年只衰变了四分之一
10.一放射性元素的原子核经过一系列α衰变和β衰变后，生成稳定的原子核，此过程中发生α衰变和β衰变的次数分别为( )
A.8，6 B.8，4 C.6，4 D.6，8
11.2024年5月24日，《自然》杂志上发表了一项关于首次利用放射性元素钷制造出一种化学复合物的成果。钷是第61号元素，元素符号为Pm，衰变方程为，衰变的产物中X为( )
A.中子 B.电子 C.质子 D.氦核
12.我国科学家将放射性元素镅引入到能量转换器中来提高转换效率。若镅243的衰变方程为：，X、Y代表两种不同的元素符号，则( )
A. B. C. D.
13.两种放射性元素的半衰期分别为1年和3年，最初这两种元素的原子核总数为M，经过3年后，尚未衰变的原子核总数为，则再经过3年尚未衰变的原子核总数为( )
A. B. C. D.
14.大气层中碳14不断产生又不断衰变，达到了动态平衡，在大气中的含量保持稳定。这种机制的核反应方程为
其中X、Y、Z所代表的粒子分别为______、______、______。（均选填“质子”“中子”或“电子”）
15.患有甲状腺功能亢进症（以下简称甲亢）患者服用药物长时间没有得到改善，则需要进行碘-131治疗，其原理是碘-131被甲状腺摄取后，产生的射线通过电离作用破坏甲状腺细胞，达到治疗甲亢的目的。碘-131的衰变方程为_______；患者一次性服用含碘-131的药物进行治疗，经三个半衰期后就可以正常生活了，则开始正常生活时剩余碘-131的质量是原来质量的_______。
答案以及解析
1.答案：D
解析：原子核内只有质子和中子。原子核放出的α粒子是核内两个质子和两个中子结合形成的；放出的β粒子是核内的一个中子转变成一个质子时产生的；原子核发生α衰变或β衰变时处于激发态，向低能级跃迁时，将多余的能量以γ光子的形式辐射出去。故D正确。
2.答案：A
解析：根据质量数、电荷数守恒可知，，，因此X的中子数为113，A项正确；X的核电荷数大于82，仍具有放射性，B项错误；衰变产生的α粒子使周围的空气电离，从而发出暗蓝色的光，C项错误；释放的γ射线来自于衰变产生的X元素，D项错误。
3.答案：A
解析：A.ThPae是天然放射现象方程。故A正确；
B.UnBaKr+n是重核的裂变方程。故B错误；
C.NHeOH是人工核反应方程。故C错误；
D.HeAlPn是人工核反应方程。故C错误。
故选A。
4.答案：A
解析：α粒子是，β粒子是，因此发生一次α衰变，电荷数减少2，发生一次β衰变，电荷数增加1，故电荷数变化为
所以新元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了位。
故选A。
5.答案：C
解析：AC.电荷数守恒和质量数守恒可知，第一次衰变
第二次衰变
可知两次均为α衰变，故A错误C正确。
B.α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，故B错误；
D.半衰期与外界环境无关，与所处状态无关，故D错误。
故选C。
6.答案：C
解析：A、这是衰变，A错误；
B、这是重核裂变，B错误；
C、这是衰变，C正确；
D、这是轻核聚变，D错误。
7.答案：A
解析：A.根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应为则故A正确；BC.半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关，则秋冬气温逐渐变低时，氚的衰变速度不变，污染水排入大海经过稀释，氚的半衰期不变，故BC错误；D.半衰期是原子核发生半数衰变所需的时间，经过25年，即两个半衰期，剩余氚为原来的四分之一，并没有完全衰变完，故D错误。故选A。
8.答案：C
解析：半衰期描述的是一种统计规律，半衰期的长短由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，A错误；核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，所以X的质量数为，电荷数为，所以X为He核，发生的是α衰变，B错误；该反应属于α衰变，发出α射线的同时伴随γ射线的产生，射线电离能力最强，穿透能力最弱；γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，C正确；该核反应前后的电荷数和质量数都守恒，但质量有亏损，因为核反应过程伴随有能量产生，D错误。
9.答案：C
解析：AB.由核反应中，电荷数守恒和质量数守恒可知，铯137衰变时，衰变产物中的X的电荷数为-1，质量数为0，即X为电子。故AB错误；
CD.半衰期是原子核发生半数衰变所需的时间，与原子核自身有关，与外界因素无关。废水中的铯137经过60年（两个半衰期）衰变了四分之三，故C正确、D错误。
故选C。
10.答案：D
解析：设要经过x次a衰变和y次β衰变，则有
有
解得
故选D。
11.答案：B
解析：根据衰变规律，衰变前后电荷数守恒，质量数守恒，设X的质量数为A，电荷数为z，故有
解得
则X为电子。故选B
12.答案：B
解析：由质量数和核电荷数守恒可知，，解得，，故选B。
13.答案：D
解析：设半衰期为1年的原子核数数为m，半衰期为3年的原子核数位n，则根据题意有
解得则再经过3年尚未衰变的原子核总数为故选D。
14.答案：中子；质子；电子
解析：质子电荷数为1、质量数为1，中子电荷数为0、质量数为1，电子电荷数为-1、质量数为0，核反应过程质量数和电荷数守恒。由可知，Z为电子。由可知，X为中子，Y为质子，若X为质子，则Y的电荷数为2、质量数为1，不符合。
15.答案：；
解析：根据核反应方程遵循质量数和电荷数守恒，可知；根据半衰期公式有，所以开始正常生活时碘-131的质量是原来的。
