2022版新教材物理人教版选择性必修第三册基础训练：第五章第2节放射性元素的衰变含解析

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评价检测·素养提升

课堂检测

1.（2021 四川泸州古蔺县中学高三一模）某原子核

❑Z

吸收一个氘核

(¿1

2H)¿

后，放出一

个中子和一个

粒子。由此可知( )

A=3

，

Z=1

A=3

，

Z=2

A=7

，

Z=1

A=7

，

Z=2

答案：

解析：核反应方程为

❑Z

AX+❑1

2H →❑0

1n+❑2

4He

，根据电荷数和质量数守恒得

A=3

，

Z=1

。

2.一块氡 222 放在天平的左盘时，需要在天平的右盘加

444 g

砝码，天平才能处于平衡，氡

222 发生

衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为(

)

222 g

答案：

解析：原有氡 222 共

444 g

，经过一个半衰期后有

222 g

氡发生衰变，其衰变方程为

❑86

222 Rn→❑84

218 Po+❑2

4He

，但是衰变后生成的钋 218 还在左盘，也就是说，经过一个半

衰期只有

的

粒子从左盘放射出去，因此欲使天平再次平衡，右盘中只需取出

砝码，

项正确。

3.（2021 江苏启东月考）

❑14 C

发生放射性衰变成为

❑14 N

，半衰期约为 5 730 年。已知植

物存活期间，其体内

❑14 C

与

❑12 C

的比例不变，生命活动结束后，

❑14 C

的比例会持续减

少。现测量某古木样品中

❑14 C

的比例，发现正好是现代植物样品中

❑14 C

比例的二分之一。

则( )

A.该古木生命活动结束的年代距今约为 5 730 年

B.再过约 5 730 年，该样品中的

❑14 C

将全部衰变殆尽

❑14 C

衰变为

❑14 N

的本质是

❑1

1H →❑0

1n+❑−1

D.改变样品测量环境的温度和压强，可以改变

❑14 C

的衰变快慢

答案：

解析：设原来

❑6

14 C

的质量为

，衰变后剩余质量为

，则有

M=M0¿

，其中

为经过半

衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的

，故

n=1

，所以该古木生命活动结束的年代

距今约为 5 730 年，故

项正确；再过约 5 730 年，则又经过了一个半衰期，该样品中的

❑14 C

的比例将变成现代植物样品中

❑14 C

比例的

，故

项错误；

❑14 C

衰变为

❑14 N

的过

程中质量数没有变化而核电荷数增加 1，所以是其中的一个中子变成了一个质子和一个电

子，所以放出

射线，其衰变的本质为

❑0

1n →❑1

1H+❑−1

，故

项错误；放射元素的半

衰期与物理环境以及化学环境无关，故

项错误。

4.正电子发射型计算机断层显像

(PET )

的基本原理是：将放射性同位素

❑15 O

注入人体，参

与人体的代谢过程。

❑15 O

在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为

一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据

PET

原理，回答下列

问题：

（1）写出

❑15 O

的衰变和正负电子湮灭的反应方程式。

① 。

② 。

（2）将放射性同位素

❑15 O

注入人体，

❑15 O

的主要用途是( )

A.利用它的射线

B.作为示踪原子

C.参与人体的代谢过程

D.有氧呼吸

（3）

中所选的放射性同位素的半衰期应。（填“长”“短”或“长短均可”）

答案：（1）

❑8

15 O →❑7

15 N+❑+1

;

❑+1

0e+❑−1

0e →2γ

。

（2）

解析：（2）将放射性同位素

❑15 O

注入人体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负

电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子，

正确。

答案：（3）短

解析：（3）根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该短些。

素养视角

模型构建

两类衰变在磁场中的径迹模型

静止的原子核在磁场中发生衰变，其轨迹为两相切圆，

衰变时两圆外切，

衰变时

两圆内切，根据

m1v1=m2v2

和

r=mv

知，半径小的为新核，半径大的为

粒子或

粒子，

其特点对比如表：

衰变

❑Z

AX →❑Z −2

A − 4Y+❑2

4He

匀强磁场中轨迹两圆外切，

粒子半径大

衰变

❑Z

AX →❑Z+1

AY+❑−1

匀强磁场中轨迹两圆内切，

粒子半径大

素养演练

1.一个原来静止的

❑92

238 U

原子核，辐射出

粒子，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀

强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向（图中用箭头表示）可能是图中哪一个( )

A. B.

C. D.

答案：

解析：由于发生的是

衰变，产物是两个带正电的粒子，根据

M v1+m vα=0

知，这两个新

核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则，

判断洛伦兹力方向，由

r=mv

知

rα>r新

，

项正确。

课时评价作业

基础达标练

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