5.2 原子核衰变及半衰期 课时检测（解析版） 一、选择题 1．约里奥-居里夫妇用 a 粒子轰击铝 方程为： 27  +13 Al � n  X 27 13 Al ，产生了第一个人工放射性原子核 X，其核反应 ，则原子核 X 的原子序数和质量数分别为（　　） A．15、28 B．15、30 C．16、30 D．17、31 2． 238 92 U 是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，则下列说法 正确的是（　　） A．图中 a 是 208 B． Y 和 Z 都是  衰变 C． X 衰变放出的电子是中子转变为质子时产生的 D． X 衰变中放出的射线电离能力最强 3．放射性元素氡 222 86 Rn 经  衰变成为钋 218 84 Po ，半衰期约为 3.8 天；但勘测表明，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 A．目前地壳中的 222 86 Rn 218 84 Po Rn 的矿石，其原因是（　　） 主要来自其他放射性元素的衰变 B．在地球形成的初期，地壳中 C．当衰变产物 222 86 222 86 Rn 的含量足够高 积累到一定量以后， 218 84 Po 的增加会减慢 222 86 Rn 的衰变进程 222 D． 86 Rn 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 4．2020 年 12 月 4 日，被称为“人造太阳”的核聚变装置——中国环流器二号 M 实现首次放 电，我国的核电研究再次取得重大进步。“人造太阳”内部核反应的主要模式之一是质子一 质子循坏，循环的结果可表示为 411 H �42 He  2X  2v （v 是中微子，不带电，质量极小）， 其中 X 是（　　） A．电子 5．已知 B．正电子 234 90 Th 的半衰期为 24 天。 C．质子 4g 234 90 Th 经过 72 天还剩下（　　） B． 0.5g A．0 D．中子 C．1g D． 1.5g 6．2021 年 5 月中旬，国外某储存核废水的集装箱泄露的事件，导致部分放射性废水流入 大海，核废水中含有放射性物质，其中最难被消除的是氚，氚会发生  衰变，其半衰期为 12 年，要想将大部分氚清除，至少需要 60 年。饮用水中的氚可以通过消化道等途径进入 人体，进而对人类染色体产生消极影响。60 年后核废水中的氚含量大约为现在的（　　） A． 3% B． 6% D． 12% C． 9% 7．下列核反应方程中 X 表示中子的是（ ） 9 A． 4 C． Be 24 11 + 4 2 He 12 →6 C 14 +X 24 Na � 12 Mg  X B． 7 D． N 238 92 + 4 2 He 17 →8 O +X U � 234 90 He  X 8．下列说法正确的是（　　） A．放射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不 变 B．放射性元素放在真空中衰变加快 1 C． 212 Bi 的半衰期是 1 小时，质量为 m 的 212 Bi 经过 3 小时后还有 m 没有衰变 83 83 6 D．温度越高，放射性元素衰变越快 9．在核反应方程 4 2 27 He+13 Al �1305 P+X A．质子 中，X 表示的是（　　） B．中子 D．α 粒子 C．电子 10．下列与 α 粒子相关的说法正确的是（　　） A．天然放射现象中产生的 α 射线速度与光速相当，穿透能力很强 238 B． 92 U α （铀 238）放出一个 粒子后就变为 234 90 Th （钍 234） C．1g 氡经 2 个半衰期后，剩余氡原子的质量为 0.5g D．丹麦物理学家玻尔进行了 α 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 11．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符 合历史事实的是（ ） A．贝克勒尔对天然放射现象的研究发现了原子中存在原子核 B．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素 C．卢瑟福通过  粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子 D．汤姆逊用  粒子轰击氮原子核是人类第一次实现人工转变 12．朝鲜“核危机”举世瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆。因 为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚 239 94 Pu ，这种 239 94 Pu 由铀 239 92 U 衰 变而产生。则下列判断中正确的是（　　） A． B． C． D． 239 94 Pu 239 94 Pu 239 92 U 239 92 U 与 239 92 核与 U 239 92 具有相同的中子数 U 经过 2 次 经过 1 次 核内具有相同的质子数   衰变产生 衰变产生 239 94 Pu 239 94 Pu 13．室内氡的放射性污染具有长期性、隐蔽性和危害大、不易彻底消除等特点，装修材料 中的石材瓷砖中的镭衰变产生的氡是放射性氡的主要来源。已知氡 经衰变后产生一系列的物质，最后变成稳定的 206 82 Рb 222 86 Rn 的半衰期约为 4 天， ，在这一系列过程中，下列说法正确的 是（　　） A．镭衰变成氡的方程式 B． 222 86 Rn C．氡核 衰变成 222 86 Rn D．40 个氡核 206 82 Рb 226 88 Ra � 222 86 Rn+X 中，粒子 X 是 α 粒子 的过程要经过 6 次 α 衰变和 4 次 β 衰变 的质子数为 86，中子数为 136 222 86 Rn 经过 4 天后一定有 20 个核发生了衰变 14．2021 年 4 月 13 日，日本政府举行内阁会议，正式决定向海洋排放福岛核电站含有对海 洋环境等有害的核废水。核废水排入大海以后，首先会影响到周边国家，然后经过海洋的 大洋环流，十年以后，整个太平洋将会全部受到污染。它如果存在人的体内，就可能导致 “三致”，致癌致畸致突变，对人的遗传基因有重大的影响。下图中，关于放射线的探测、 应用与防护说法正确的是（　　） A．甲乙两图是在威耳逊云室中产生的径迹图，根据径迹的长短和粗细，可以知道乙图粒 子为 β 粒子 B．丙图是盖革-米勒计数管，它能用来计数，也能区分射线的种类 C．丁图中是工业部门使用 X 射线来测塑料板或钢板的厚度 D． 238 92 U （铀核）衰变为 15．放射性元素 232 90 Th 222 88 Rn （氡核）要经过 4 次 α 衰变，4 次 β 衰变 经过 m 次 α 衰变和 n 次 β 衰变变成了稳定元素 208 82 Pb 衰变。则（　 　） A．m=12 二、解答题 B．m=6 C．n=8 D．n=4 6 16．静止的 3 Li 核俘获一个速度 v1=7.7×104 m/s 的中子而发生核反应，生成两个新核。已知 4 2 生成物中 He 的速度 v2=2.0×104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同。 (1)写出上述反应方程。 (2)求另一生成物的速度。 参考答案 1．B 【详解】 设 X 的质量数为 M，电荷数为 A，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知 4  27  1  M 2  13  0  A 解得 M  30 A  15 故其原子序数为 15，质量数为 30 故选 B。 2．C 【详解】 AB．Y 衰变中，由 210 83 Bi 衰变成 a 81 Ti ，电荷数少了 2 个，Y 发生的是  衰变，故质量数少 4，故 a=206，故 A 错误，又因为 210 84 Po 衰变成 206 82 Pb ，质量数少 4 个，电荷数少 2 个，Z 发 生的是  衰变，故 B 错误； C． 210 83 Bi 衰变成 210 84 Po ，质量数不变，可知 X 发生的是  衰变，放出的电子是中子转变为质 子时产生的，故 C 正确； D． X 发生的是  衰变，  衰变电离能力最强，故 D 错误。 故选 C。 3．A 【详解】 222 AB．因为放射性元素氡 86 Rn 的半衰期比较短，目前地壳中的氡 222 86 Rn 主要来自其他放射性 元素的衰变，故 A 正确，B 错误； CD．半衰期的大小与温度、压力等无关，由原子核内部因素决定，故 CD 错误。 故选 A。 4．B 【详解】 根据电荷数守恒可知，X 的电荷数为 1，根据质量数守恒可知，X 的质量数为 0，所以 X 是 正电子。 故选 B。 5．B 【详解】 ABCD．根据半衰期公式可得 t 72 T 24 �1 � �1 � m  m0 � �  4 �� � g  0.5 g �2 � �2 � 故 B 正确 ACD 错误。 故选 B。 6．A 【详解】 60 年是 5 个半衰期，废水中的氚含量大约为现在的 1  3.125% 。 25 选项 A 正确。 7．A 【分析】 中子的质量数为 1，电荷数为 0，核反应方程遵循质量数和电荷数守恒，根据这两个守恒， 通过简单的加减计算可求出每个反应式中 X 的质量数和电荷数。 【详解】 A．根据分析的计算方法，X 的质量数为 1，电荷数为 0，是中子，A 正确； B．根据分析的计算方法，X 的质量数为 1，电荷数为 1，是质子，B 错误； C．根据分析的计算方法，X 的质量数为 0，电荷数为 - 1，是电子，C 错误； D．根据分析的计算方法，X 的质量数为 4，电荷数为 2，是 α 粒子，D 错误。 故选 A。 8．A 【详解】 ABD．放射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期 不变，因为半衰期只与原子核自身性质有关与外界因素的改变无关，所以 A 正确；BD 错 误； 1 C． 212 Bi 的半衰期是 1 小时，质量为 m 的 212 Bi 经过 3 小时后还有 m 没有衰变，所以 C 错 83 83 8 误； 故选 A。 9．B 【详解】 根据质量数守恒和电荷数守恒可得质量数 m  4  27  30  1 电荷数 n  2  13  15  0 因此 X 表示的是中子。 故选 B。 10．B 【详解】 A．天然放射现象中产生的 射线的速度约为光速的 α 238 B．根据质量