2023版新教材高中物理第五章原子核微点5半衰期课时作业新人教版选择性必修第三册

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微点5　半衰期　1．关于天然放射性，下列说法正确的是(　　)A．天然放射现象说明原子是可分的B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力2．[2023·湖南卷]核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是(　　)A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害3．[2023·江苏南通中学高二阶段练习]药物浓度的衰减与原子核衰变的规律相似．服用布洛芬片后血浆中药物浓度的最大值为20μg/mL，药物浓度低于3μg/mL就要补充用药．若持续疼痛时，4～6h要服用一次，由此可推断服用布洛芬片后血浆中药物浓度下降的半衰期约为(　　)A．1hB．2hC．3hD．4h4．[2023·陕西咸阳武功县普集高级中学高二校考]放射性同位素的应用非常广泛，几乎遍及各行各业．钴60( eq \o\al(\s\up1(60),\s\do1(27)) Co)的半衰期为5.27年，它发生β衰变变成镍60( eq \o\al(\s\up1(60),\s\do1(28)) Ni)，而Th则会经一系列α、β衰变后生成氡Rn.下列说法正确的是(　　)A．10g钴60经过10.54年全部发生衰变B．钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收C．钍Th原子核比氡Rn原子核的中子数多8D．钍Th衰变成氡Rn一共经过2次α衰变和3次β衰变5．花岗岩、大理石等装修材料中都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性的说法正确的是(　　)A．U衰变成Pb要经过8次β衰变和6次α衰变B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后只剩下1个氡原子核C．α射线与γ射线都是电磁波，α射线的穿透本领远比γ射线弱D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的6．我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料—PuO2作为发电能源为火星车供电．PuO2中的元素Pu是Pu，其发生α衰变的半衰期为87.7年．下列说法中正确的是(　　)A．α衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子B．Pu发生α衰变的核反应方程为Pu＋ eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n―→U＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) HeC．经过263.1年，大约还有12.5%的原子核Pu没发生衰变D．当气温和引力环境发生改变，Pu的半衰期可能会发生变化7．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(\s\up1(26),\s\do1(13)) Al―→ eq \o\al(\s\up1(26),\s\do1(12)) Mg＋ eq \o\al(\s\up1(0),\s\do1(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26Mg8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是(　　)A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个氡原子核了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了49．[2023·辽宁抚顺高二联考]有4mol的放射性物质A，每个原子核只发生一次α衰变就成为稳定核，其半衰期为10年；另有2mol的放射性物质B，每个原子核只发生一次β衰变就成为稳定核，半衰期为30年，假定它们同时开始衰变，要使它们剩余物质的量相等需经过(　　)A．15年B．17.5年C．20年D．25年10．[2023·新疆乌鲁木齐兵团二中高二阶段练习]如图为铀238衰变为钍234过程中铀核质量随时间变化的图像，下列说法正确的是(　　)A.原子核衰变过程中不释放核能B．铀238的半衰期为4.5×109年C．铀238衰变为钍234同时放出电子D．环境温度降低，衰变速度将变慢11．[2023·湖南衡阳八中高二阶段练习]科学家利用天然放射性的衰变规律，通过对目前发现的古老岩石中铀含量来推算地球的年龄，铀238的相对含量随时间的变化规律如图所示，下列说法正确的是(　　)A．铀238发生α衰变的方程为U→Th＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) HeB．2000个铀核经过90亿年，一定还有500个铀核未发生衰变C．铀238(U)最终衰变形成铅206(Pb)，需经8次α衰变，6次β衰变D．测得某岩石中现含有的铀是岩石形成初期时的一半，可推算出地球的年龄约为90亿年微点5　半衰期1．答案：C解析：天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，A错误；放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，B错误；放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，C正确；机场、车站等地进行安全检查时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了X射线较强的穿透能力，D错误．2．答案：D解析：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，则放射性元素经过两个完整的半衰期后还剩余原来的eq \f(1,4)未衰变，故A错误；原子核衰变时电荷数守恒，质量数守恒，故B错误；放射性元素的半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，而与原子所处的化学状态和外部条件无关，故C错误；过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确．3．答案：B解析：根据m＝m0(eq \f(1,2))eq \s\up6(\f(6,T))，其中m0＝20μg/mL，m＝3μg/mL，可得T≈2h，故选B.4．答案：C解析：10.54年为两个半衰期，则剩下的钴60为原来的eq \f(1,4)，没有全部衰变，故A错误；钴60半衰期太长，且衰变放出的高能粒子对人体伤害太大，不能作为药品的示踪原子，故B错误；Th原子核的质量数为232，质子数为90，则中子数为142，Rn原子核的质量数为220，质子数为86，则中子数为134，可知钍Th原子核比氡Rn原子核的中子数多8，故C正确；钍Th衰变成氡Rn，质量数减少12，电荷数减少4，则经过3次α衰变，2次β衰变，故D错误．5．答案：D解析：铀核U衰变成铅核Pb的过程中，设发生了x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1(　92))U eq \o\al(\s\up1(206),\s\do1(　82)) Pb＋x eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He＋y eq \o\al(\s\up1(　0),\s\do1(－1)) e，根据质量数守恒和电荷数守恒有238＝206＋4x，92＝82＋2x－y，解得x＝8，y＝6，即要经过8次α衰变和6次β衰变，故A错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对于少数原子核是不成立的，故B错误；α射线是氦核流，γ射线是电磁波，γ射线的穿透本领远比α射线强，故C错误；放射性元素发生β衰变时，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，故D正确．6．答案：C解析：α衰变是原子核放出一个α粒子，形成一个新核，故A错误；Pu发生α衰变的核反应方程为PuU＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He，故B错误；发生衰变后剩余质量m＝m0eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq \s\up6(\f(263.1,87.7))≈0.125m0所以大约还有12.5%的原子核Pu没发生衰变，故C正确；半衰期只与元素自身有关，故D错误．7．答案：C解析：虽然26Al核和26Mg核的质量数相等，但是26Al核β＋衰变过程释放 eq \o\al(\s\up1(0),\s\do1(1)) e并有质量亏损，所以26Al核的质量大于26Mg核的质量与eq \o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e的质量之和，A错误；26Al核的中子数为26－13＝13，26Mg核的中子数为26－12＝14，则26Al核的中子数小于26Mg核的中子数，B错误；半衰期是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，C正确；质量为m的26Al核经过144万年即2个半衰期，剩余的26Al核质量为eq \f(1,4)m，不会全部衰变为26Mg，D错误．8．答案：B解析：原子核的衰变是随机的，半衰期是一个统计规律，氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后，即两个半衰期，不一定剩下一个原子核，故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B正确；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；发生α衰变时，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了4，电荷数减小了2，中子数减小了2，故D错误．故选B.9．答案：A解析：设它们剩余物质的量相等需经过t年，有4×(eq \f(1,2))eq \f(t,10)＝2×(eq \f(1,2))eq \f(t,30)，解得t＝15，故选A.10．答案：B解析：原子核衰变过程中有质量亏损，会释放核能，故A错误；由图可知铀238从eq \f(2,3)m衰变到eq \f(1,3)m的时间为4.5×109，则可知半衰期为4.5×109年，故B正确；铀238衰变为钍234，质量数减少4，为α衰变，故C错误；外界因素不会影响半衰期大小，故D错误．11．答案：C解析：铀238发生α衰变的方程为UTh＋ eq \o\al(\s\up1(4),\s\do1(2)) He，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适应，选项B错误；铀238(U)最终衰变形成铅206(Pb)，α衰变的次数eq \f(238－206,4)＝8次，β衰变的次数82＋2×8－92＝6次，选项C正确；测得某岩石中现含有的铀是岩石形成初期时的一半，即经过了一个半衰期，可推算出地球的年龄约为45亿年，选项D错误．