“四翼”检测评价（十五） 放射性元素的衰变

PAGE第1页共5页“四翼”检测评价（十五）放射性元素的衰变eq\a\vs4\al(A)组—重基础·体现综合1．(2023·海南高考)钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是()A．中子B．质子C．电子D．光子解析：选C放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。2．如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是()A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线解析：选C由放射现象中α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线，③④是α射线，①⑥是β射线，故选C。3.(多选)如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，则下列说法中正确的有()A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b解析：选AC由左手定则可知放射性物质向右射出后，在匀强磁场中α射线受到的洛伦兹力向下，β射线受到的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧；由于α射线速度约是光速的eq\f(1,10)，而β射线速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，A、C正确。4．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是()解析：选C设衰变周期为T，那么任意时刻14C的质量m＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))m0。可见，随着t的增长物体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然C项图线符合衰变规律，故选C。5．14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约为5700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。现通过测量得知，某古木样品中14C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．该古木的死亡时间距今约5700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出α射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：选A设原来14C的质量为M0，衰变后剩余质量为M，则有M＝M0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))，因为剩余质量为原来的eq\f(1,2)，故eq\f(t,T)＝1，所以死亡时间距今为t＝T≈5700年，A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数和不同的中子数，故B错误；14C衰变为14N的过程中，质量数没有变化，而核电荷数增加1，这是因为14C中的一个中子变成了一个质子和一个电子，放出β射线，C错误；放射性元素的半衰期与其所处的物理环境以及化学环境无关，D错误。6．如图所示，一天然放射性物质放射出的三种射线经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射，下列判断正确的是()A．射到a点的是α射线B．射到b点的是β射线C．射到b点的是α射线或β射线D．射到b点的是γ射线解析：选C因为γ射线不带电，所以γ射线一定射到a点；α、β两种射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力，若满足qvB＝Eq，即v＝eq\f(E,B)，则α、β两种射线都能射到a点，故不合题意；若电场力大于洛伦兹力，则射到b点的是α射线；若洛伦兹力大于电场力，则射到b点的是β射线。故C正确，A、B、D错误。7.如图所示是卢瑟福设计的一个实验：他在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后他将射线引入磁场中，发现射线立即分成三束，他把三束射线分别命名为α射线、β射线、γ射线。基于对这三种射线的深入分析，卢瑟福获得了1908年的诺贝尔奖。以下对这三束射线描述正确的是()A．α射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收B．β射线在真空中的运动速度是光速C．γ射线本质上是波长很短的电磁波，电离能力极强D．β射线带负电，是来自镭原子的核外电子解析：选Aα射线的穿透能力最弱，电离作用最强，容易被物体吸收，故A正确；β射线的速度可达光速的99%，故B错误；γ射线是一种波长很短的电磁波，电离能力极弱，故C错误；β射线(高速电子流)带负电，是由原子核内中子转化成质子放出的电子，故D错误。8.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源位于两极板A、B的正中间，其上方小孔向外射出射线。则()A．a为电源正极，到达A板的为α射线B．a为电源正极，到达A板的为β射线C．a为电源负极，到达A板的为α射线D．a为电源负极，到达A板的为β射线解析：选B两粒子在电场中做类平抛运动，水平方向上：a＝eq\f(Uq,dm)，eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)at2，解得：t＝deq\r(\f(m,qU))，竖直方向上：x＝vt，可得x＝v·deq\r(\f(m,qU))，根据α粒子与β粒子的速度、质量、电荷量大小关系可以得出，xα>xβ，所以偏转到A板的是β粒子，因β粒子带负电，故a为电源的正极。B正确，A、C、D错误。9．(2022·全国甲卷)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为eq\f(N,3)，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为()A.eq\f(N,12) B.eq\f(N,9)C.eq\f(N,8) D.eq\f(N,6)解析：选C设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有x＋y＝N，经历2t0后有eq\f(1,4)x＋eq\f(1,2)y＝eq\f(N,3)，联立可得x＝eq\f(2,3)N，y＝eq\f(1,3)N。在t＝4t0时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为n＝eq\f(1,24)x＋eq\f(1,22)y＝eq\f(N,8)。10．银河系中存在大量的铝同位素26Al。26Al核β＋衰变的衰变方程为eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，测得26Al核的半衰期为72万年。下列说法正确的是()A．26Al核的质量等于26Mg核的质量B．26Al核的中子数大于26Mg核的中子数C．将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D．银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年后全部衰变为26Mg解析：选C26Al核发生β＋衰变的过程中释放正电子的同时还有核能释放，发生质量亏损，所以26Al核的质量大于26Mg核的质量，故A错误；26Al核的中子数n1＝26－13＝13，而26Mg核的中子数n2＝26－12＝14，所以26Al核的中子数小于26Mg核的中子数，故B错误；半衰期是原子核固有的属性，与物理环境和化学状态无关，故C正确；铝同位素26Al的半衰期为72万年，所以经过144万年也就是两个半衰期后还剩下eq\f(1,4)没有衰变，故D错误。eq\a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新11．科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(eq\o\al(63,28)Ni)和铜两种金属作为长效电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子被铜片俘获，把镍63和铜片做电池的两极为外电阻R提供电能。下列说法正确的是()A．电阻R上的电流方向是从b到aB．镍63的衰变方程是eq\o\al(63,29)Cu＋eq\o\al(0,－1)e→eq\o\al(63,28)NiC．升高温度、增大压强可以改变镍63的半衰期D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的解析：选D根据电荷数守恒、质量数守恒可知，镍63发生β衰变时的方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,29)Cu＋eq\o\al(0,－1)e，铜片得到电子带负电，镍63带正电，知外接负载时镍63的电势比铜片的高，电阻R上的电流方向是从a到b，故A、B错误；半衰期由原子核自身因素决定，与外界因素无关，故C错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子同时释放的电子，故D正确。12.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图所示，则下列说法错误的是()A．α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B．原来放射性元素的原子核电荷数为90C．反冲核的电荷数为88D．α粒子和反冲核的速度之比为1∶88解析：选D微粒之间相互作用的过程中遵循动量守恒，由于初始总动量为0，则末动量也为0，即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，故A正确；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动，由Bqv＝meq\f(v2,R)得R＝eq\f(mv,qB)，若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝eq\f(p1,B·2e)，对反冲核：R2＝eq\f(p2,BQ－2e)，由于p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，故反冲核的电荷数为88，故B、C正确；由Ek＝eq\f(p2,2m)知它们的速度大小与质量成反比，故D错误。13．人工合成的稀有气体元素118号元素eq\o\al(294,118)Og经过一系列衰变后成为新元素eq\o\al(258,100)Fm，下列说法正确的是()A．若增大压强，可以增大eq\o\al(294,118)Og的半衰期B.eq\o\al(294,118)Og的中子数比eq\o\al(258,100)Fm的中子数多18C．118号元素eq\o\al(294,118)Og经过8次α衰变和2次β衰变后成为新元素eq\o\al(258,100)FmD．若eq\o\al(294,118)Og的半衰期为T,12个eq\o\al(294,118)Og经过2个半衰期后剩余3个eq\o\al(294,118)Og解析：选B元素的半衰期与物理及化学状态无关，所以增大压强，半衰期不变，A错误；eq\o\al(294,118)Og的中子数为294－118＝176，eq\o\al(258,100)Fm的中子数为258－100＝158，eq\o\al(294,118)Og的中子数比eq\o\al(258,100)Fm的中子数多18，B正确；设经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数守恒及电荷数守恒得294＝258＋4x,118＝100＋2x－y，解得x＝9，y＝0，C错误；半衰期是个统计概念，大量原子核才符合统计规律，对少量原子核没有意义，D错误。14．一小瓶内含有放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6000次。将它注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取10cm3的血样，测得每分钟衰变2次，已知这种同位素的半衰期为5小时。试根据上述数据，计算人体血液的总体积。解析：设放射性同位素原有质量为