2022届高考物理一轮复习经典题汇编31放射性元素的衰变含解析

放射性元素的衰变

一.选择题(共21小题)

1.如下图，放射性元素镭衰变过程中释放出a、B、丫三种射线，分别进入匀强电场和匀

强磁场中，以下说法正确的选项是()

A.①④表示B射线，其穿透能力较强

B.②⑤表示Y射线，其穿透能力最强

C.③⑥表示a射线，其电离能力最强

D.②⑤表示y射线，是原子发生跃迁时产生

2.在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是()

A.Y射线的贯穿作用B.a射线的电离作用

C.B射线的贯穿作用D.6射线的中和作用

3.一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的工,

3

而当用1cm厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零，由此可知，该放射源所

射出的()

A.仅是a射线B.仅是B射线

C.a射线和P射线D.是a射线和y射线

4.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生P衰变，衰变产生的新核与电子恰在

纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图.那么()

A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外

B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外

C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里

D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里

5.由天然放射性元素针(P。)放出的a射线轰击镀(Be)时会产生A粒子流，用粒子流A

轰击石蜡时，会打出粒子流B.下述正确的选项是()

A.该实验核反响方程：9Be+4He-1a+

4260

B.该实验是查德威克发现质子的实验

C.粒子A为中子，粒子B为质子

D.粒子A为质子，粒子B为中子

6.一个静止的放射性同位素的原子核15P衰变为14Si,另一静止的天然放射性元素的原子

核锣Th衰变为卒Pa,在同一磁场中，得到衰变后粒子的轨迹为1、2、3、4,如下图.轨

9091

迹1、2、3、4依次是（）

A.234pa、电子、正电子、14Si

91

B.234pa、电子、14Si、正电子

91

C.14Si＞正电子、电子、234pa

91

D.正电子、14Si、234pa、电子

91

7.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如

下图的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：16,那么以下说法正确的选项是（）

A.该原子核发生了a衰变

B.反冲核沿小圆做逆时针方向运动

C.原静止的原子核的原子序数为17

D.沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同

8.铀核受8U衰变为铅核级6Pb的过程中,要经过x次a衰变和y次B衰变，其中（）

9282

A.x=6,y=8B.x=8,y=6C.x=16,y=22D.x=22,y=16

9.“C是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5700年.在某次研究中，测得

考古样品中HC的含量大约是鲜活生命体中"C含量的工，那么样品生活的年代约是（）

8

A.11400年前B.17100年前C.22800年前D.45600年前

10.一块含铀的矿石质量为比其中铀元素的质量为m.铀发生一系列衰变，最终生成物为

铅.铀的半衰期为T,那么以下说法中正确的有（）

A.经过两个半衰期后这块矿石中根本不再含有铀了

B.经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有皿发生了衰变

4

C.经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩皿

8

D.经过一个半衰期后该矿石的质量剩下更

2

11.放射性元素氮（222j.）经衰变成为针218半衰期为3.8天；但勘测说明，

86'"Ia84rpu

经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素常2如的矿石，其原因

是()

A.目前地壳中的常2丽主要来自于其它放射元素的衰变

B.在地球形成的初期，地壳中元素需2丽的含量足够高

C.当衰变产物28Po积累到一定量以后，的增加会减慢等2丽的衰变进程

D.■2加主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期

12.表示放射性元素碘131国⑶I)B衰变的方程是()

131127

A.53I--5iSb+2'HeB./J/Xe+-i°e

fy131T130-r.1I、13!T130Tihr

C.53If53I+oDD.53If52Te+1H

13.核电站核泄漏的污染物中含有碘131和钠137.碘131的半衰期约为8天，会释放P

射线；葩137是的133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变期时会辐射y射线.以下说

法正确的选项是()

A.碘131释放的3射线由氢核组成

B.葩137衰变时辐射出的y光子能量小于可见光光子能量

C,与钠137相比，碘131衰变更慢

D.葩133和钠137含有相同的质子数

14.太阳内部持续不断地发生着4个质子(1小聚变为1个氮核(4He)的热核反响，

ln2

核反响方程是41H-4He+2X,这个核反响释放出大量核能.质子、氢核、X的质量分别

12

为皿、nt、rm,真空中的光速为c.

以下说法中正确的选项是()

1n

A.方程中的X表示中子(O

B.方程中的X表示正电子(Je)

C.这个核反响中质量亏损△m=4mi-m2

D.这个核反响中释放的核能△£=(4mi-tn2-nt)c'

15.对以下的几个核反响方程，判断正确的选项是()

①2341②2424O③

H+值+

Hen

1H+12O1112-A1

2354

1n14Ba+8r+31n

92u+o56396Ko

A.①是裂变，②是B衰变B.①是裂变，③是衰变

C.②是B衰变，③是裂变D.②是裂变，③是a衰变

16.月球土壤里大量存在着一种叫做“氮3"（3徐）的化学元素，是核聚变的重要原料

2

之一.科学家初步估计月球上至少有100万吨''氢3",如果相关技术开发成功，将可为地

球带来取之不尽的能源.关于“氮3"与笊核（2）聚变生成"氮4”（4He）,以下说

1H2

法中正确的选项是（）

A.该核反响方程式为3He+2H-4He+Ul

2121

B.该核反响生成物的质量大于参加反响物的质量

C.该核反响出现质量亏损，吸收能量

D.因为"氮3"比"氮4”的比结合能小，所以“氨3"比"氮4"稳定

17.2021年量子通信卫星“墨子号"首席科学家潘建伟获得“物质科学奖”。对于有关粒

子的研究，以下说法正确的选项是（）

A.在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反响

B.铀元素的半衰期为T,当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化

C.轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程有质量亏损

D.比结合能小的原子核结合成（或分裂成）比结合能大的原子核时一定吸收能量

18.以下关于原子和原子核的说法正确的选项是（）

A.P衰变现象说明电子是原子核的组成局部

B.某放射性元素经12天有工的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为4天

8

C.放射性元素的半衰期随温度的降低而变短

D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

19.首次用实验验证“爱因斯坦质能方程"的核反响方程是［Li+|H-K4He,

312

01f=7.0160u.rn.Fl.0078u,mi,e=4.0026u,那么该核反响方程中的K值和质量亏损分别是（）

A.1和4.0212uB.1和2.0056uC.2和0.0186uD.2和1.9970u

20.关于原子核以下说法正确的选项是（）

A.原子核发生一次P衰变，该原子外层就失去一个电子

B.铀235裂变方程为第u―康Ba+gKr+2Jn

3400JuU

c.原子核的比结合能越大越稳定

D.把放射性元素掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的衰变会变慢

21.静止的镭核窝6Ra发生。衰变,释放出的a粒子的动能为E。,假设衰变时能量全部

以动能形式释放出来，那么衰变过程中总的质量亏损是（）

4En226EnEn2En

—2-B.-----C.-9-D.-9-

22

222c2222c2cc

二.多项选择题（共3小题）

22.皴的衰变方程为源一岁Th+\He,其衰变曲线如图，T为半衰期，那么1）

902

A.238c发生的是a衰变B.238U发生的是B衰变

92

C.k=3D.k=4

23.以下说法正确的选项是（）

A.汤姆孙发现电子后猜测出原子内的正电荷集中在很小的核内

B.氢原子从低能级向高能级跃迁时产生原子光谱

C.在a、B、Y这三种射线中，Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强

D.铀核（238衰变为铅核（206pb）的过程中，要经过8次a衰变和6次P衰变

E.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是连续光谱

F.半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间

24.212Bi的半衰期为1个小时，关于衰变以下说法正确的选项是（）

A.半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间

B.a粒子就是氯原子核，a粒子电离本领很大，不宜用来进行金属探伤

C.现在有800个,"Bi原子，经过4个小时后，未衰变的"'Bi原子数为50个

I）.B衰变中放出的电子，是核外电子获得能量后，被电离出来的

E.半衰期是由原子核内部自身因数决定的，跟原子所处的化学状态无关

三.计算题（共1小题）

25.在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次a衰变.放射

出的a粒子（4He）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别

表示a粒子的质量和电荷量.

（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用丫表示，写出该a衰变的核反响方程.

（2）a粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小.

（3）设该衰变过程释放的核能都转为为a粒子和新核的动能，新核的质量为M,求衰变过

程的质量亏损△!!）.

四.解答题（共1小题）

26.2021年北京奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会

90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术.科学研究发现太阳发光是由于其内部不断

发生从氢核到氢核的核聚变反响，即在太阳内部4个氢核（111）转化成一个氢核（4）

12IIe

和两个正电子（5）并放出能量.质子质量皿＞=1.0073u,a粒子的质量m«=4.0015u,电

2

子的质量％=0.0005u.lu的质量相当于931.MeV的能量.

①写出该热核反响方程；

②一次这样的热核反响过程中释放出多少MeV的能量？（结果保存四位有效数字）

放射性元素的衰变

参考答案与试题解析

一.选择题（共21小题）

1.如下图，放射性元素镭衰变过程中释放出a、B、丫三种射线，分别进入匀强电场和匀

强磁场中，以下说法正确的选项是（）

A.①④表示P射线，其穿透能力较强

B.②⑤表示y射线，其穿透能力最强

C.③⑥表示a射线，其电离能力最强

D.②⑤表示y射线，是原子发生跃迁时产生

【分析】根据a、B、y三种射线的带电性质和本质以及带电粒子在电场中受力特点可正

确判断.

此题应抓住：①三种射线的成分主要是指所带电性：a射线是高速He流带正电，3射线是

高速电子流，带负电，Y射线是丫光子，是中性的.

②洛伦兹力方向的判定，左手定那么：张开左手，拇指与四指垂直，让磁感线穿入手心，四

指的方向是正电荷运动的方向，拇指的指向就是洛伦兹力的方向.

【解答】解：a射线实质为氮核，带正电，B射线为电子流，带负电，Y射线为高频电磁

波，根据电荷所受电场力特点可知：①为13射线，②为Y射线，③为a射线，

a射线是高速He流，一个a粒子带两个正电荷。根据左手定那么，a射线受到的洛伦兹

力向左，故④是a射线。

B射线是高速电子流，带负电荷。根据左手定那么，B射线受到的洛伦兹力向右，故⑥是

B射线。

Y射线是丫光子，是中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转.故⑤是

Y射线。故B正确，ACD错误。

应选：B。

【点评】熟练掌握a、B两种衰变实质以及衰变方程的书写，同时明确a、B、丫三种射

线性质及应用，此题综合性较强，主要考查两个方面的问题：①三种射线的成分主要是所带

电性.②洛伦兹力的方向的判定.只有根底扎实，此类题目才能顺利解决，故要重视根底知

识的学习.

2.在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是()

A.丫射线的贯穿作用B.a射线的电离作用

C.B射线的贯穿作用D.B射线的中和作用

【分析】由于a粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷

中和.

【解答】解：在三种粒子中，a粒子电离作用最强，那么，a粒子使空气电离成正负离子，

这样空气就变成了导体，会导走带电体上的静电荷，使带电体所带的电荷很快消失，故B

正确。

应选：B.

【点评】此题考查了三种粒子的电离本领，a6y依次减弱.

3.一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的工,

3

而当用1cm厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零，由此可知，该放射源所

射出的()

A.仅是a射线B.仅是B射线

C.a射线和B射线D.是a射线和丫射线

【分析】a射线穿透本领太弱，丫射线穿透能力又太强，而P射线穿透能力P居中.

【解答】解：a射线的穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住，

B射线的电离作用较弱，穿透孔力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米的铝板，Y射

线穿透能力最强，可以穿过1cm厚的铝片，根据题意可知，该放射源所射出的射线还有a

射线和B射线，没有丫射线，故C正确，ABD错误。

应选：Co

【点评】此题考查了a、B、Y三种射线的特性，电离本领依次减弱，穿透本领依次增强,

能在生活中加以利用.

4.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生P衰变，衰变产生的新核与电子恰在

纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图.那么（）

A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外

B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外

C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里

D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里

【分析】静止的原子核发生B衰变，根据动量守恒可知，发生衰变后粒子与反冲核的运动

方向相反，动量的方向相反，大小相等.由半径公式厂变三二，P是动量，得出两个粒子

qBqB

半径轨迹半径大小关系，判断各自运动的轨迹；结合运动的方向判断磁场的方向.

【解答】解：原子核发生3衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方

向相反，大小相等；

由半径公式片雪=上_（P是动量），分析得知，r与电荷量成反比，B粒子与新核的电量大

qBQB

小分别为e和neIn为新核的电荷数），那么P粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1.所

以半径比拟大的轨迹1是衰变后B粒子的轨迹，轨迹2是新核的。

新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力向左，由左手定那么可知，磁场的方向向里。

由以上的分析可知，选项D正确，ABC错误。

应选：D。

【点评】该题即使没有说明是B衰变也可根据粒子的速度的方向相反和两个粒子的运动的

轨迹由左手定那么可以分析判断粒子的带电的情况.

其中要注意的是电子的动量与新核的动量大小相等.

5.由天然放射性元素针（P。）放出的a射线轰击被（Be）时会产生A粒子流，用粒子流A

轰击石蜡时，会打出粒子流B.下述正确的选项是1）

A.该实验核反响方程：9B©+4He-13C+In

4260

B.该实验是查德威克发现质子的实验

C.粒子A为中子，粒子B为质子

D.粒子A为质子，粒子B为中子

【分析】天然放射性元素钵（P。）放出的a射线轰击被时会产生高速中子流，轰击石蜡时

会打出质子.

【解答】解：A、天然放射性元素针(Po)放出的a射线轰击镀(Be)时会产生中子流，C

原子核的质量数：m=9+4-1=12,所以该反响是：Be+4^12c+l.故A错误。

2He60n

B、用放射源针的a射线轰击被时，能发射出一种穿透力极强的中性射线,这就是所谓被“辐

射"，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流。该实验是查德威克发

现中子的实验。所以A为中子，B为质子，故B错误，C正确，D错误。

应选：C»

【点评】该题考查查德威克发现中子的实验中所发生的核反响方程，以及核反响的过程中产

生的粒子，属于对物理学史的考查.要牢记原子物理学中的几个重要的发现以及相应的实验

即其现象.

6.一个静止的放射性同位素的原子核15P衰变为14Si,另一静止的天然放射性元素的原子

核234h衰变为泮Pa,在同一磁场中，得到衰变后粒子的轨迹为1、2、3、4,如下图.轨

90T91

迹1、2、3、4依次是()

A.234pa、电子、正电子、14Si

91

B.234pa、电子、"Si、正电子

91

C.14Si、正电子、电子、234pa

D.正电子、14Si、234pa、电子

91

【分析】放射性元素的原子核，沿垂直于磁场方向放射出一个粒子后进入匀强磁场，在洛伦

兹力的作用下都做匀速圆周运动.放射性元素放出粒子，动量守恒，由半径公式片型=上_,

qBqB

分析a粒子和8粒子与反冲核半径关系，根据洛伦兹力分析运动轨迹是内切圆还是外切圆，

判断是哪种衰变.

【解答】解：放射性元素放出正电子时，正粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，那么两

个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆。

而放射性元素放出13粒子时，B粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，那么两个粒子受

到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆。

放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒。由半径公式l比=E,可得轨迹半径与

qBqB

动量成正比，与电量成反比，而正电子和8粒子的电量比反冲核的电量小，那么正电子和

B粒子的半径比反冲核的半径都大，故轨迹1、2、3、4依次是：234pa、电子、14Si、正

91

电子。

应选：Bo

【点评】放射性元素放射后，两带电粒子的动量是守恒.正好轨迹的半径公式中也有动量的

大小，所以可以研究半径与电荷数的关系.

7.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如

下图的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：16,那么以下说法正确的选项是（

A.该原子核发生了a衰变

B.反冲核沿小圆做逆时针方向运动

C.原静止的原子核的原子序数为17

D.沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同

【分析】衰变前后，动量守恒，衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供

向心力可得半径公式，结合轨迹图分析解答即可

【解答】解：A、由运动轨迹可知，衰变产生的新粒子与新核所受洛伦兹力方向相同，而两

者运动方向相反，故小粒子应该带负电，故发生了6衰变，故A错误

B、由洛伦兹力作用下的圆周运动的半径公式厂岖得，反冲核必沿小圆周运动，有左手定

qB

那么可知，反冲核运动方向为逆时针，故B正确

C、由A项分析结合公式厂迎，且n：n=l：16知，反冲核核电荷数为16,故静止的原核

qB

的原子序数为15,故C错误；

D、由周期公式1=空见得，周期与比荷有关，而B粒子与反冲核比荷不同，故D错误

qB

应选：B.

【点评】衰变前后动量守恒，衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，应用半径和周期

公式解决

8.铀核强8U衰变为铅核级6Pb的过程中,要经过x次a衰变和y次6衰变，其中（）

9282

A.x=6,y=8B.x=8,y=6C.x=16,y=22D.x=22,y=16

【分析】设发生x次a衰变，y次B衰变，写出衰变方程，求解x,y即可.原子核经过

一次a衰变，电荷数减小2,质量数减小4,一次P衰变后电荷数增加1,质量数不变.

【解答】解：设发生x次a衰变，y次B衰变，衰变方程为：

产uYPb+xa+yB

那么：238=206+4x,解得：x=8

又：92=82+8X2-y,得：y=6

应选：Bo

【点评】知道发生a、B衰变的实质.能够运用质量数和电荷数守恒进行求解.

9.“C是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5700年.在某次研究中，测得

考古样品中“C的含量大约是鲜活生命体中"C含量的工，那么样品生活的年代约是()

8

A.11400年前B.17100年前C.22800年前D.45600年前

【分析】根据半衰期的物理意义以及剩余质量和总质量之间的关系可正确求解.

【解答】解：设原来的质量为M。，衰变后剩余质量为M那么有：

M=M0X(1)",其中n为发生半衰期的次数，

2

由题意可知剩余质量为原来的工，故n=3,所以死亡时间为：3X5700=17100年，故ACD错

8

误，B正确。

应选：Bo

【点评】此题考查了半衰期的计算，要明确公式中各个物理量的含义，注意平时多加练习，

加深对公式的理解.

10.一块含铀的矿石质量为M,其中铀元素的质量为m.铀发生一系列衰变，最终生成物为

铅.铀的半衰期为T,那么以下说法中正确的有(〕

A.经过两个半衰期后这块矿石中根本不再含有铀了

B.经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有皿发生了衰变

4

C.经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩皿

8

D.经过一个半衰期后该矿石的质量剩下更

2

【分析】解答此题的关键是熟练掌握有关半衰期的运算，弄清总质量、衰变质量、衰变时间，

半衰期之间关系.

【解答】解：总质量m、衰变质量四、衰变时间，半衰期之间关系为：mi=m(1)",n为半

2

衰期次数，即n=_J,t。为半衰期，t为衰变时间，所以在此题中有：

A、经过2T剩余U为：m产m(1)n,发生衰变的为至411；经过时间2T后该矿石的质量为：见'=M

24

故AB错误；

44

C、由上分析可知，经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m产m(1)J皿，故c正确。

28

D、经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M-Lm,故D错误；

2

应选：C,

【点评】此题考查了有关半衰期的理解及运算，要注意对根本概念和规律的理解及应用.

11.放射性元素氢(222J.)经a衰变成为针218P半衰期为3.8天；但勘测说明，

ru

86M84

经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素修班的矿石，其原因

是()

A.目前地壳中的需2Kli主要来自于其它放射元素的衰变

B.在地球形成的初期，地壳中元素常2也的含量足够高

C.当衰变产物28Po积累到一定量以后，28Po的增加会减慢常2丽的衰变进程

D.常2m主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期

【分析】放射性元素氨(222j.)经a衰变成为针218半衰期为3.8天，目前地壳

861Vl84rpo

中仍存在天然的含有放射性元素器2丽的矿石，主要来自其它放射性元素的衰变.半衰期

的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学环境无关.

【解答】解：A、因为放射性元素氢(222的半衰期比拟短，目前地壳中仍存在天然

的含有放射性元素需2丽的矿石，主要来自其它放射性元素的衰变。故A正确，B、C错误。

D、半衰期的大小与温度、压力无关，由原子核内部因素决定。故D错误。

应选：Ao

【点评】原子核的衰变和半衰期是常考的题型，要理解半衰期的定义，以及知道影响半衰期

的因素.

12.表示放射性元素碘131屋⑶UB衰变的方程是(〕

AU严sb+*eB­⑶Xe+_°e

C.53⑶叱+°%D.53⑶If5『°Te+/H

【分析】此题很简单，要知道P衰变是原子核内的中子转化为质子，并产生一个电子的过

程，即发生B衰变时衰变前后质量数不变，电荷数增加.

【解答】解：P衰变是原子核内的中子转化为质子同时放出电子个过程。

A、该衰变是a衰变，故A错误；

B、该衰变放出的是13粒子，属于B衰变，故B正确；

C、产生是中子，故C错误；

D、产生的是质子，故D错误。

应选：B。

【点评】此题很简单，主要考察B衰变的特点.

13.核电站核泄漏的污染物中含有碘131和钠137.碘131的半衰期约为8天，会释放B

射线；葩137是铜133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变期时会辐射Y射线.以下说

法正确的选项是（）

A.碘131释放的B射线由氢核组成

B.钠137衰变时辐射出的Y光子能量小于可见光光子能量

C.与铀137相比，碘131衰变更慢

D.铜133和钠137含有相同的质子数

【分析】清楚a射线和B射线的实质.

知道半衰期的物理意义.

锥133和铭137是同位素，应具有相同的核电荷数和不同的中子数.

【解答】解：A、P射线是高速电子流，a射线才是由氮核组成，故A错误；

B、丫光子在所有电磁波中频率最高，能量最大，故B错误；

C、半衰期越小衰变越快，应该是碘131衰变更快，故C错误；

D、葩133和钠137是同位素，质子数相同中子数不同，故D正确。

应选：Do

【点评】知道各种射线的组成，

清楚半衰期的意义，半衰期越大表示衰变越慢.

了解同位素的概念.

14.太阳内部持续不断地发生着4个质子（）H）聚变为1个氮核（岁e）的热核反响，

核反响方程是4即e+2X,这个核反响释放出大量核能.质子、氮核、X的质量分别

12

为Dh、012、013,真空中的光速为C.

以下说法中正确的选项是()

A.方程中的X表示中子(左)

0

B.方程中的X表示正电子(0G)

C.这个核反响中质量亏损△m=4mi-ma

2

D.这个核反响中释放的核能△£=(4mi-m2-m3)c

【分析】根据核反响过程中质量数与核电荷数守恒，求出X的核电荷数，确定其种类；

先求出核反响的质量亏损，然后由质能方程求出释放的核能.

【解答】解：由核反响质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为:e,故A错误、B正确；

质量亏损为：△m=4mi-Hi?-2nb；释放的核能为：△E=Z\nK?=(4mi--2nu)c2,故C错误、

D也错误。

应选：B。

【点评】知道质量数守恒与核电荷数守恒是判断粒子X种类的关键，熟练应用质能方程即可

求出核反响释放的能量.

15.对以下的几个核反响方程，判断正确的选项是()

①2H+3H->4He+1②24Na-24Mg+0③

1120n1112-1e

235u+In-144Ba+89K+ol»

9205636r,0n

A.①是裂变，②是8衰变B.①是裂变，③是衰变

C.②是P衰变，③是裂变D.②是裂变，③是a衰变

【分析】根据核反响过程遵循质量数和核电荷数守恒解决问题。知道B衰变，聚变，裂变

的概念，并能区分。选择正确的研究对象。

【解答】解：①2'He+o'n.该反响是聚变；

②清NaTMg+-『e；该衰变放射出一个电子，是B衰变;

③9严U+JnfsJ'Ba+s/Kr+^n；该反响重核分裂为两个中等质量的新核，是裂变。

由上分析可知，故C正确，ABD错误。

应选：C,

【点评】该题考查常见的核反响方程以及它们的种类，属于对根底知识点的考查，这一类的

题目考查对根底知识点熟悉的程度，多加积累即可。

16.月球土壤里大量存在着一种叫做“氮3"（的化学元素，是核聚变的重要原料

之一.科学家初步估计月球上至少有100万吨“氢3〃，如果相关技术开发成功，将可为地

球带来取之不尽的能源.关于‘'氢3"与宛核（2出聚变生成“氮4"（4肥），以下说

12

法中正确的选项是（）

A.该核反响方程式为？He+&He+

2121

B.该核反响生成物的质量大于参加反响物的质量

C.该核反响出现质量亏损，吸收能量

D.因为“氮3"比"氮4”的比结合能小，所以“氮3”比"氢4”稳定

【分析】根据电荷数守恒、质量数守恒判断核反响方程的正误：轻核聚变将放出大量的能量,

知有质量亏损；核电站产生的核能来自重核裂变；

【解答】解：A、该核反响方程为3He+?H-4JH,电荷数守恒，质量数守恒。故A

212He+1

正确；

B、C、关于“氢3（%e）"与笊核（211）聚变生成氨4（、He）和质子，有大量的能量

212

放出，根据爱因斯坦质能方程，知有质量亏损，生成物的质量小于参加反响物质的质量。故

B错误，C错误。

D、比结合能越大，原子核越稳定，所以所以“氨4"比"氢3”稳定。故D错误；

应选：Ao

【点评】解决此题的关键知道轻核聚变和重核裂变的区别，知道这两种核反响都有质量亏损,

都放出大量的能量.

17.2021年量子通信卫星“墨子号"首席科学家潘建伟获得“物质科学奖”。对于有关粒

子的研究，以下说法正确的选项是（）

A.在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反响

B.铀元素的半衰期为T,当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化

C.轻核聚变的过程质量增大，重核裂变的过程有质量亏损

D.比结合能小的原子核结合成（或分裂成）比结合能大的原子核时一定吸收能量

【分析】当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反响。铀元素的半衰期不随温度

的变化而变化。轻核聚变的过程和重核裂变的过程都有质量亏损。比结合能小的原子核结合

成（或分裂成）比结合能大的原子核时一定释放核能。

【解答】解：A、在铀核的裂变中，当铀块的体积小于“临界体积”时，不能发生链式反响，

故A正确。

B、半衰期的大小与温度无关，由原子核内部因素决定，故B错误。

C、轻核聚变和重核裂变都有质量亏损，都向外辐射能量，故C错误。

D、比结合能小的原子核结合成(或分裂成)比结合能大的原子核时有质量亏损，释放核能,

故D错误。

应选：Ao

【点评】解决此题的关键是理解并掌握原子物理的根本知识，特别是注意半衰期与化学反响

速度的区别，知道半衰期的大小由原子核内部因素决定，与元素的物理状态或化学状态无关。

18.以下关于原子和原子核的说法正确的选项是()

A.B衰变现象说明电子是原子核的组成局部

B.某放射性元素经12天有工的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为4天

8

C.放射性元素的半衰期随温度的降低而变短

D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

【分析】a粒子大角度散射说明原子内部有一很小的核，即原子核，集中了全部的正电荷及

几乎全部的质量。Y射线是一种波长很短的电磁波。

P衰变产生的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来。半

衰期与温度无关。

平均结合能越小表示原子核中的核子结合得越不牢固；

Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强。

【解答】解：A、3衰变时，原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，释放出来的

电子就是B粒子，可知13衰变现象不是说明电子是原子核的组成局部。故A错误。

B、放射性元素经过12天有工的原子核发生了衰变，根据半衰期定义可知，发生三次衰变，

8

那么该元素的半衰期为4天。故B正确。

C、放射性元素的半衰期与其所处的物理环境及化学状态无关，由原子核内部因素决定。故

C错误。

D、平均结合能越小表示原子核中的核子结合得越不牢固。故D错误；

应选：Bo

【点评】考查三种射线的各自特征，注意B衰变的电子由来，掌握半衰期与外界因素无关,

掌握半衰期的特点是关键。

19.首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反响方程是7u+1H-K4He,

312

mLi=7.0160u,nuFl.0078u,nnlt.=4.0026u,那么该核反响方程中的K值和质量亏损分别是()

A.1和4.0212uB.1和2.0056uC.2和0.0186uD.2和1.9970u

【分析】核反响方程同时满足质量数守恒和电荷数守恒.根据反响前后各个核子的质量差求

质量亏损.

【解答】解：根据核反响前后质量数守恒和电荷数守恒可得：

7+l=KX4

3+l=KX2

可得K=2

反响前的总质量：miiif=mii+niii=7.0160u+l.0078u=8.0238u

反响后的总质量：m后=2m”e=2X4.0026u=8.0052u

反响前后质量亏损为：△npmus-m后=8.0238u-8.0052u=0.0186u

应选：Co

【点评】直接利用核反响方程的质量数和电荷数守恒即可正确求解，根据核子的质量求解核

反响过程中的质量亏损.

20.关于原子核以下说法正确的选项是()

A.原子核发生一次B衰变，该原子外层就失去一个电子

B.铀235裂变方程为微ufc64Ba+缴r+2Jn

C.原子核的比结合能越大越稳定

D.把放射性元素掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的衰变会变慢

【分析】目前释放核能的方式有轻核聚变和重核裂变；半衰期是由原子核的种类决定；B

衰变的本质是原子核内的一个中子生成一个质子和电子，从而即可求解。

【解答】解：A、原子核的B衰变过程是中子转变为质子而释放出电子的过程，核外电子没

有参与该反响，选项A错误；

B、铀235必须吸收慢中子后才能发生裂变，选项B错误；

C、原子核的比结合能越大，原子核越难别离，原子核越稳定，选项C正确；

D、放射性元素衰变的快慢与其物理、化学状态无关，选项D错误；

应选：Co

【点评】此题考查了释放核能的方式、半衰期、原子核的衰变、波尔原子模型等，知识点多,

难度小，关键是记住根底知识。

2L静止的镭核郡a发生a衰变，释放出的a粒子的动能为E。，假设衰变时能量全部

以动能形式释放出来，那么衰变过程中总的质量亏损是（）

4E226EEn2En

nA.----B.n---C--.-」----D.―

222c2222c2c2C2

【分析】由动量守恒求出新核的动能，从而得到衰变释放的总能量，再由质能方程求出质量

亏损.

【解答】解：由衰变中质量数守恒，电荷数守恒可知：新核质量数为222,电荷数为86,由

动量守恒得4mv°=222mv',又p2=2mEk那么有:2X4mE°=2X222mE',解得E'--l.Eo.所

222

以释放的核能'=n势ncEo.又由质能方程△E=Z\mc2可得亏损的质量△口】=-2-2-6-E-1n,故

222222C2

B正确。

应选：B。

【点评】此题考查了原子核的衰变，结合力学中的动量守恒求质量亏损，难度不大.

多项选择题（共3小题）

22.对81；的衰变方程为对8u—234h+«He,其衰变曲线如图，T为半衰期，那么（）

929290T2

A.238u发生的是a衰变B.2380发生的是0衰变

9292

C.k=3D.k=4

【分析】根据核反响方程的放射出的粒子，即可判断出衰变的类型；根据半衰期的含义可以

算出衰变经历的半衰期的个数.

【解答】解：A、B、根据衰变方程为238U-.234Th+；He,放出的是a粒子，所以衰变

是a衰变。故A正确，B错误；

剩余质量为：M«=MX（1）",经过kT后，所以k=3,故C正确，D错

2g111o/0

误。

应选：AC,

【点评】书写核反响方程一定满足质量数和电荷数守恒，正确理解应该公式M斫MX（1）",

2

并能进行有关半衰期的运算.

23.以下说法正确的选项是（）

A.汤姆孙发现电子后猜测出原子内的正电荷集中在很小的核内

B.氢原子从低能级向高能级跃迁时产生原子光谱

C.在a、B、y这三种射线中，y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强

D.铀核［2^）衰变为铅核（206pb）的过程中，要经过8次a衰变和6次P衰变

E.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是连续光谱

E.半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间

【分析】卢瑟福通过a粒子散射实验得出原子的核式结构模型.由高能级向低能级跃迁，

辐射光子，由低能级向高能级跃迁，吸收光子.通过电荷数守恒、质量数守恒确定a衰变、

B衰变的次数.

【解答】解：A、卢瑟福通过a粒子散射实验得出原子的核式结构模型。故A错误。

B、氢原子从高能级向低能级跃迁产生原子光谱。故B错误。

C、在a、y这三种射线中，丫射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强。故C

正确•

D、因为a衰变的过程中电荷数少2,质量数少4,B衰变的过程中电荷数多1,质量数不

变。铀核（衰变为铅核（206pb）的过程中，质量数少32,知发生了8次a衰

变，而电荷数少10,在a衰变的过程中，电荷数少16,那么经过6次B衰变。故D正确。

E、霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线光谱。故E错误。

F、半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间。故F正确。

应选：CDF。