高考物理总复习含答案：天然放射性现象、原子核的人工转变

衰变与人工核反应一、基础知识（一）、天然放射现象、原子核的组成1、天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．2、原子核(1)原子核的组成①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．3、三种射线的比较（二）1．原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e2．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关．二、理解1．衰变规律及实质(1)两种衰变的比较(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．2．原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程．典型核反应：(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：147N＋42He→178O＋11H.(2)查德威克发现中子的核反应方程为：94Be＋42He→126C＋10n.(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：27Al＋42He→3015P＋10n. 3015P→3014Si＋0＋1e.133．确定衰变次数的方法(1)设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为AX→A′Z′Y＋n42He＋m0－1eZ根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m(2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数． 4． 半衰期(1)公式：N 余＝N 原(12)t /τ，m 余＝m 原(12)t /τ式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关． 三、练习1、下列说法正确的是( )A ．原子核在衰变时能够放出α射线或β射线B.232 90Th (钍)经过一系列α和β衰变，成为20882Pb(铅)，铅核比钍核少12个中子C ．原子核的半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长D ．对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期 答案 A2、如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是( ) A ．α射线 B ．β射线C ．γ射线D ．三种射线都可以 答案 C解析 由题意可知，工业上需用射线检查金属内部的伤痕，由题图甲可知，三种射线中γ射线穿透力最强，而α射线、β射线都不能穿透金属，所以答案为C. 3、 在下列4个核反应方程中，X 表示α粒子的是( )A.3015P →3014Si ＋XB.238 92U →234 90Th(钍)＋XC.2713Al ＋X →2712Mg ＋11HD.2713Al ＋X →3015P ＋10n答案 BD解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X 分别代表：01e 、42He 、10n 、42He ，选项B 、D 正确．4、(2012·重庆理综·19)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x ＋73Li →2y y ＋14 7N →x ＋17 8O y ＋94Be →z ＋12 6Cx 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是 ( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子答案 C解析 第二、三个核反应分别是发现质子和中子的核反应方程，根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可得，x 、y 、z 分别是11H 、42He 、10n ，C 正确5、 238 92U 是一种放射性元素，其能发生一系列放射性衰变，衰变过程如图所示．请写出①、②两过程的衰变方程：①____________________________________________________；②___________________________________________________.答①210 83Bi(铋)→210 84Po 钋[pō]＋－1e ②210 83Bi →20681Tl [t ā]＋42He5、(2012·大纲全国·15)235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成20782Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18答案 B解析 衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒．先写出核反应方程：235 92U →207 82Pb ＋m 42He ＋n 0－1e根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程 235＝207＋4m 92＝82＋2m －n解得m ＝7，n ＝4，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．6、由于放射性元素237 93Np(镎)的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，下列判断中正确的是( )A.209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少28个中子B.209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少18个中子C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D ．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变 答案 BC 解析20983Bi的中子数为209－83＝126，237 93Np 的中子数为237－93＝144，209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少18个中子，A 错，B 对；衰变过程中共发生了α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，C 对，D 错．7、(2011·海南·19(1))2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs(铯)两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).53131I和55137Cs原子核中的中子数分别是________和________．A．X1―→13756Ba＋10n B．X2―→13154Xe＋0－1eC．X3―→13756Ba＋0－1e D．X4―→13154Xe＋11p解析根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为选项C,131I的中子数为131－53＝78,137Cs的中子数为137－55＝82.答案B C78828、三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(42He)，则下面说法正确的是()A．X核比Z核多一个质子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核的质量数大3D．X核与Z核的总电荷数是Y核电荷数的2倍：答案CD解析设原子核X的符号为a b X，则原子核Y为a b－1Y，a b X→0＋1e＋a b－1Y，11H＋a b－1Y→42He＋a－3b－2Z，故原子核Z为a－3b－2Z. 镤拼音[pú]核反应类型的判断9()A.32He＋21H→42He＋11H是聚变反应B.23892U→23490Th＋42He是人工转变C.23592U＋10n→9236Kr＋14156Ba＋310n是裂变反应D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变反应答案AC解析在核反应过程中，反应前后核电荷数和质量数分别守恒，选项B中的核反应是α衰变；选项D中的核反应是人工转变，选项B、D错误，选项A、C正确．10、(2012·广东理综·18)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变答案AC解析β衰变时释放出电子(0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应，A正确；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应，C正确．11、(1)现有三个核反应方程：①2411Na→2412Mg＋0－1e；②23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n；③21H＋31H→42He＋10n.下列说法正确的是()A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.23592U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋0－1eD.42He＋94Be→126C＋10n①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②求B 中X 的质量数和中子数．解析 (1)2411Na →2412Mg ＋ 0－1e 中Na 核释放出β粒子，为β衰变，235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n 为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变．而21H ＋31H →42He ＋10n 为聚变，故C 正确．(2)①人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氦核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核．D 是查德威克发现中子的核反应方程，B 是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程，A 是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程．②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X 质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88. 答案 (1)C (2)①D B A ②144 88 半衰期的考查12、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．已知铀的半衰期为T ，那么下列说法中正确的是( )A ．经过2个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀B ．经过2个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有m4发生了衰变C ．经过3个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m8D ．经过1个半衰期后该矿石的质量剩下M2答案 C解析 经过2个半衰期后矿石中剩余的铀元素应该有m 4，经过3个半衰期后矿石中剩余的铀元素还有m8.因为衰变产物大部分仍然留在矿石中，所以矿石质量没有太大的改变 13、 关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有( )A ．是原子核质量减少一半所需的时间B ．是原子核有半数发生衰变所需的时间C ．把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的半衰期D ．可以用来测定地质年代、生物年代等解析 原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，A 错，B 对；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故C 错，D 对． 答案 BD。

拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（126）——天然放射现象衰变1、约里奥－居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P 衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________________，P 是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg P随时间衰变的关系如图46－3所示，请估算4 mg 的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg.答案解析：P 衰变的方程：P→Si ＋e，即这种粒子为正电子．题图中纵坐标表示剩余P的质量，经过t天4 mg 的P还剩0.25 mg，也就是1 mg 中还剩mg＝0.062 5 mg，由题图估读出此时对应天数为56天．答案：正电子56天(54～58天都算对)2、在匀强磁场里有一个原来静止的放射性元素碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹在磁场中是两个相切的圆，圆的直径之比为7∶1，如图46－2所示，那么，碳14的衰变方程是( )图46－2A.C―→He ＋BeB.C―→＋1e ＋BC.C―→－1e ＋ND.C―→H ＋B答案解析：因r＝mv/qB，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足m1v1＝m2v2，所以＝/，得＝.答案：C3、放射性同位素Na的样品经过6 h还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是( )A．2 h B．1.5 hC．1.17 h D．0.75 h答案解析：本题考查考生对半衰期的理解，我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4，再经一个半衰期这1/4又会衰变一半只剩1/8，所以题中所给的6 h为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2 h，也可根据m余＝m 原·得＝，T＝2 h.答案：A4、天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图46－1所示，由此可推知( )图46－1A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子答案解析：本题考查学生对天然放射现象中三种射线的认知能力．由图可知：射线①贯穿能力最弱，为α射线，本质是氦核(He)，其电离能力最强；射线③贯穿能力最强，为γ射线，本质是电磁波(光子流)，其电离能力最弱；射线②为β射线，本质是电子流，综上所述，只有D正确．答案：D5、具有天然放射性的90号元素钍的同位素钍232经过一系列α衰变和β衰变之后，变成稳定的82号元素铅208。

高考物理复习：天然放射性现象、半衰期1.在一个23892U 原子核衰变为一个20682Pb 原子核的过程中，发生β衰变的次数为 （ ）A ．6次B ．10次C ．22次D ．32次答案：A 解析：一个23892U 原子核衰变为一个20682Pb 原子核的过程中，发生α衰变的次数为（238-206）÷4=8次，发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6次，选项A 正确。

2.表示放射性元素碘131（I 13153）β衰变的方程是 （ ） A ．He Sb I 421275113153+→ B ．e Xe I 150131413153-+→C ．n I I 101305313153+→ D ．H Te I 113012513153+→答：B【解析】A 选项是α衰变，A 错误；B 选项是β衰变，B 正确；C 选项放射的是中子，C 错误；D 选项放射的是质子，D 错误。

3.23592U经过m 次α衰变和n 次β衰变Pb 20782,则 （ ）A. m =7 ，n =3B. m =7, n =4C. m =14, n =9D. m =14, n =18 【解析】质量数减少为：4m =235-207=28, m =7. 核电荷数减少为：2m -n =92-82=10, n =4 【答案】B 4.Th 23290经过一系列α衰变和β衰变后变成Pb 20882，则Pb 20882比Th 23290少 （ A ）（A ）16个中子，8个质子 （B ）8个中子，l6个质子 （C ）24个中子，8个质子（D ）8个中子，24个质子解析：Pb 20882比Th 23290质子数少90-82=8个，核子数少232-208=24个，所以中子数少24-8=16个，故A 正确，B 、C 、D 错误。

5.下列核反应方程中，属于α衰变的是 （ B ）A ．H O He N 1117842147+→+ B ．He Th U 422349023892+→C ．n He H H 10423121+→+ D ．e Pa Th 01-2349123490+→解析： A 选项是人工核转变，选项A 错误； B 选项是原子核自发放射α粒子的核反应（α衰变），选项B 正确；C 选项是两个轻核结合成重核的反应（聚变），选项C 错误；选项D 为β衰变。

高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析1.氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。

它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。

其衰变方程是→＋。

已知的半衰期约为 3.8天，则约经过天，16g的衰变后还剩1g。

【答案】，15.2【解析】根据衰变过程中，质量数与电荷数守恒可知，该衰变过程中，所释放的粒子的质量数为A＝222－218＝4，电荷数为Z＝86－84＝2，所以该粒子为，根据半衰期公式有：m＝m，代入数据解得：t＝4τ＝15.2天【考点】本题主要考查了核反应中质量数与电荷数守恒、半衰期公式的应用问题，属于中档偏低题。

2.完成核反应方程：，衰变为的半衰期是1.2分钟，则64克经过6分钟还有克尚未衰变．【答案】，2【解析】根据质量数与电荷数守恒可得：粒子的质量数为零，电荷数为-1，所以该粒子为电子；剩余质量为：，经过6分钟，即经过了5个半衰期，即n=5，代入数据得：还有2克没有发生衰变。

【考点】本题考查核反应、半衰期3.（6分）关于天然放射现象，叙述正确的是（）（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变E．α衰变的实质是原子核内的两个质子和两个中子结合成一个α粒子【答案】CE【解析】半衰期与温度无关，A错；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转换成质子后产生的，B错；在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，C对；铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变，D错；α衰变的实质是原子核内的两个质子和两个中子结合成一个α粒子，E对。

【考点】天然放射现象4.下列叙述正确的有( )A．天然放射现象说明原子核还具有复杂结构B．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核有一定的结构C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视E．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长F．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用【答案】ACF【解析】天然放射现象说明原子核还具有复杂结构；卢瑟福通过α粒子散射实验，得到了原子的核式结构理论；查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子；利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，但不能进行人体的透视；同种放射性元素，在化合物中的半衰期与在单质中相同；放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用。

2016年高考物理备考艺体生百日突围系列专题15 原子物理（含解析）编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2016年高考物理备考艺体生百日突围系列专题15 原子物理（含解析））的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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专题15 原子物理第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现,试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律.考纲要求1、知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律;会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量;知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．2、知道两种原子结构模型,会用玻尔理论解释氢原子光谱；掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题。

3、掌握原子核的衰变、半衰期等知识；会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题．命题规律1、光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点,也是考查的热点,一般以选择题形式出现，光电效应方程可能会以填空题或计算题形式出现。

2、核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题，也可能与其它知识联合出题．3、半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单。

第二部分知识背一背(1）光电效应①光电效应规律（a)每种金属都有一个极限频率．（b)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．(c）光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的．（d)光电流的强度与入射光的强度成正比．（2）爱因斯坦光电效应方程①光电效应方程: E k＝hν－W0。

考点规范练48 天然放射现象、核反应、核能一、单项选择题1.下列说法正确的是( )A.人类第一次实现原子核的人工核转变是查德威克用α粒子轰击铍原子核,产生了碳原子核和一个中子B.患癌症的病人可以接受钴60的放射治疗,这是利用了细胞分裂越快的组织对射线的耐受力越强的特点C.强子是参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子D.比结合能越大的原子核,核子的平均质量也越大2.2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年。

1919年,卢瑟福用氦核轰击氮原子核,发现产生了另一种元素,该核反应方程可写为 24He + 714N 8m X +n 1Y 。

以下判断正确的是( ) A.m=16,n=1 B.m=17,n=1 C.m=16,n=0 D.m=17,n=03.将能够释放出α、β、γ射线的放射性物质放在铅盒底部,放射线穿过窄孔O 射到荧光屏上,屏上出现一个亮点P ,如图所示。

如果在放射源和荧光屏之间加电场或磁场,并在孔O 附近放一张薄纸,则图中四个示意图正确的是( )4.一个静止在磁场中的放射性同位素原子核 1530P,放出一个正电子后变成原子核 1430Si,在图中近似反映正电子和Si 核轨迹的图是 ( )二、多项选择题 5.(2020·全国卷Ⅲ)1934年,约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为 24He +1327Al X +01n 。

X 会衰变成原子核Y,衰变方程为X Y ++1 0e 。

则( )A.X 的质量数与Y 的质量数相等B.X 的电荷数比Y 的电荷数少1C.X 的电荷数比 1327Al 的电荷数多2D.X 的质量数与 1327Al 的质量数相等 6.(2020·浙江卷)太阳辐射的总功率约为4×1026 W,其辐射的能量来自聚变反应。

在聚变反应中,一个质量为1 876.1 MeV/c 2(c 为真空中的光速)的氘核(12H)和一个质量为2 809.5MeV/c 2的氚核(13H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c 2的氦核(24He),并放出一个X 粒子,同时释放大约17.6 MeV 的能量。

2014届高考物理一轮复习定时跟踪检测：第15章 第3单元《天然放射现象、核反应、核能》（人教版）(时间：45分钟 满分：100分)一、选择题(每小题8分，共56分)1．下列关于原子和原子核的说法正确的是( )A. β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B ．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D ．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：β衰变是原子核内一个中子转化为一个质子，同时放出一个电子，核反应方程为10n→11H ＋ 0－1e ，选项A 错误；放射性元素的半衰期不随外界温度、压强等发生改变，选项C 错误；比结合能越大，核子结合的越牢固，选项D 错误．答案：B2．氢原子从n ＝3激发态向低能级状态跃迁可能放出的光子中，只有一种光子不能使金属A 产生光电效应，则下列说法正确的是( )A ．不能使金属A 产生光电效应的光子一定是从n ＝3激发态直接跃迁到基态时放出的B ．不能使金属A 产生光电效应的光子一定是从n ＝3激发态直接跃迁到n ＝2激发态时放出的C ．从n ＝4激发态跃迁到n ＝3激发态，所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应[D ．从n ＝4激发态跃迁到基态，所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应 解析：氢原子从n ＝3激发态向低能级跃迁时，各能级差为：E 3→2＝－1.51 eV －(－3.4) eV ＝1.89 eV ，E 3→1＝－1.51 eV －(－13.6) eV ＝12.09 eV ，E 2→1＝－3.4 eV －(－13.6) eV ＝10.2 eV ，故3→2能级差最低，据E ＝hν可知此时辐射的频率最低，因此一定不能使金属A 产生光电效应，E 4→3＝0.66 eV ，故一定不能使A 发生光电效应．答案：BC3．氢原子从其他能级向量子数为2的能级跃迁时所产生的光谱称为巴尔末系，其波长λ遵循以下规律：1λ＝R (122－1n 2)，式中R 为一常数，已知光速为c ，对此公式下列理解正确的是( )A. n 越大，所发射光子的能量越大B. 氢原子电离时所需能量只能是hcR 4C. n ＝4能级向n ＝2能级跃迁辐射出的光子能使某金属发生光电效应，则巴尔末系中对应的所有光子均能使该金属发生光电效应D. 公式不但适用于氢光谱，也适用于其他原子的光谱解析：由1λ＝R(122－1n2)可知：n越大，则辐射光子的λ越小，频率越大，故光子能量越大；氢原子电离时所需的能量要看氢原子处于第几能级：n＝4能级向n＝2能级跃迁辐射出的光子能使某金属发生光电效应，但n＝3能级向n＝2能级跃迁辐射出的光子就不一定能使该金属发生光电效应；故只有A正确．答案：A4．[2012·贵州省遵义四中高三月考理综卷]某原子核A Z X吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子．由此可知( )A．A＝7，Z＝3 B．A＝7，Z＝4C．A＝8，Z＝3 D．A＝8，Z＝4解析：A Z X＋10n→0－1e＋242He，根据质量数守恒和电荷数守恒可得，Z＋0＝－1＋4，A＋1＝0＋8，即Z＝3，A＝7.本题答案为A.答案：A5．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹，在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中．下列说法中正确的是( )[A．动能先增大，后减小B．电势能先减小，后增大C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零D．加速度先变小，后变大解析：α粒子从a到b，受排斥力作用，电场力做负动，动能减少，电势能增大；α粒子从b再运动到c，电场力做正功．动能增加，电势能减少；到达c点时，由于a、c在同一等势面上，所以从a到c，总功为零．故A、B错，C对．α粒子从a到b，场强增大，加速度增大；从b到c，场强减小，加速度减小．故D错．答案：C6．一个氡核222 86Rn衰变成钋核218 84Po并放出一个粒子，其半衰期为3.8天.1 g氡经过7.6天衰变掉氡的质量以及222 86Rn衰变成218 84Po的过程放出的粒子是( )A. 0.25 g，α粒子B. 0.75 g，α粒子C. 0.25 g ，β粒子D. 0.75 g ，β粒子解析：氡核半衰期为3.8天，7.6天为2个半衰期，所以1 g 氡7.6天衰变掉的质量为1 g×12＋(1 g×12)×12＝0.75 g ．由222 86Rn→218 84Po ＋42He 知222 86Rn 衰变成218 84Po 的过程中放出的粒子是42He 即α粒子，所以B 正确．答案：B7．一个静止的天然放射性元素的原子核在匀强磁场中发生衰变，所产生的新核和所放出的粒子的运动方向均垂直于磁场方向，如下图所示，能正确反映其可能的轨道是( ) [解析：由r ＝mv qB ，知α、β衰变的新核与对应的α或β粒子具有等大、反向的动量，故r ∝1q，大圆为α或β粒子，小圆为新核的径迹，由左手定则可判断出A 、D 正确． 答案：AD二、非选择题(共44分)8. (16分)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H 的核反应，间接地证实了中微子的存在．](1)中微子与水中的11H 发生核反应，产生中子(10n)和正电子(0＋1e)，即中微子＋11H→10n ＋0＋1e ，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．(填写选项前的字母)A. 0和0B. 0和1C. 1和0D. 1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即0＋1e ＋0－1e→2γ.已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31 kg ，反应中产生的每个光子的能量约为________J ．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 解析：(1)发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0，A 项正确．[(2)产生的能量是由于质量亏损．两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由E ＝Δmc 2，故一个光子的能量为E 2，带入数据得E 2＝8.2×10－14 J正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒．答案：(1)A (2)8.2×10－14 遵循动量守恒9．(12分)云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子运动的轨道半径R ，试求在衰变过程中的质量亏损．(注：涉及能量问题时，亏损的质量可忽略不计)解析：令v 表示α粒子的速度，由洛伦兹力和牛顿定律可得qvB ＝m v 2R①令v ′表示衰变后剩余核的速度，在考虑衰变过程中系统的动量守恒时，因为亏损质量小，可不予考虑，由动量守恒可知(M －m )v ′＝mv ②在衰变过程中，α粒子和剩余核的动能来自于亏损质量即Δm ·c 2＝12(M －m )v ′2＋12mv 2③ 联立①②③式解得Δm ＝M 2c 2m ·qBR 2M －m.[ 答案：M 2c 2m ·qBR 2M －m10．(16分)氢原子处于基态时，原子能量E 1＝－13.6 eV ，已知电子电量e ＝1.6×10－19 C ，电子质量m ＝0.91×10－30 kg ，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r 1＝0.53×10－10m.(E n ＝E 1n 2，r n ＝n 2·r 1，h ＝6.63×10－34 J·s)(1)若要使处于n ＝2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n ＝2的定态时，核外电子运动的等效电流多大？(3)若已知钠的极限频率为6.00×1014Hz ，今用一群处于n ＝4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？解析：(1)要使处于n ＝2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：hν＝0－E 14得：ν＝8.21×1014Hz.[(2)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力作向心力，有ke 2r 22＝4π2mr 2T 2① 其中r 2＝4r 1，根据电流的定义I ＝e T ②由①②得I ＝e 216πr 1k mr 1③ 将数据代入③得：I ＝1.3×10－4A.(3)由于钠的极限频率为6.00×1014Hz ，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为E 0＝hν＝6.63×10－34×6.00×10141.6×10－19 eV ＝2.486 eV 一群处于n ＝4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差ΔE ≥E 0，所以在六条光谱线中有E 41、E 31、E 21、E 42四条谱线可使钠发生光电效应答案：(1)8.21×1014Hz (2)1.3×10－4A (3)四条。

高考物理最新近代物理知识点之原子核真题汇编附答案一、选择题1．天然放射性元素23290Th （钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成20882Pb （铅）．下列论断中正确的是 A ．铅核比钍核少23个中子 B ．铅核比钍核少24个质子C ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变2．物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是A ．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B ．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C ．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成D ．丁图中，链式反应属于轻核裂变3．若用x 代表一个中性原子中核外的电子数，y 代表此原子的原子核内的质子数，z 代表此原子的原子核内的中子数，则对23490Th 的原子来说( )A ．x ＝90，y ＝90，z ＝234B ．x ＝90，y ＝90，z ＝144C ．x ＝144，y ＝144，z ＝90D ．x ＝234，y ＝234，z ＝3244．从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（ ）A ．核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121042611Be He C H e -+→++C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：1441717281N He O H +→+D ．α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流5．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m 1、m 2、m 3和m 4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（ ）A ．核反应方程式为234112H H He +→B ．这是一个裂变反应C ．核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 4D ．核反应过程中释放的核能ΔE ＝（m 1＋m 2－m 3－m 4）c 2 6．下列核反应方程中，属于β衰变的是( ) A ．23490Th→23491Pa+ 01-eB ．23892U→23490Th+42HeC ．147N+42He→178O+11H D ．21H+31H→42He+10n7．实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。

一、天然放射现象、原子核的组成
1．天然放射现象
(1)天然放射现象．
元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构．
(2)放射性和放射性元素．
物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．
具有放射性的元素叫放射性元素．
2．原子核
(1)原子核的组成．
①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．
②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．
③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电
荷数．
(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．
3．三种射线的比较
二、原子核的衰变和半衰期
1．原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为。

第 2 讲 原子核物理A 组 基础巩固1. (2018 海淀零模 ) 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 答案 C 天然放射现象说明原子核可分 ,A 错;半衰期与外界温度无关 ,B 错;机场、车站利用 X 射线穿透 物品进行安检 ,D 错误。

2. (2018 东城一模 ) 下列核反应方程中 , 属于核聚变的是 ( )AU Th He B Th Pa eC H H He n 答案 C A 项属于 α 衰变 ,B 项属于 β 衰变 ,D 项属于核裂变。

3. (2018 西城一模 ) 下列核反应方程中 , 属于 β 衰变的是 ( )答案 A A 是β衰变方程。

B 是轻核聚变方程。

C 是α衰变方程。

D 是人工转变发现质子的方程。

4. (2018 西城二模 ) 碳 12 的原子核是由 6 个质子和 6 个中子构成的 , 各质子之间存在着三种相互作用力 万有引力、库仑力和核力。

这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是 ( ) A. 万有引力、库仑力、核力A Th Pae B H H He nC U Th He DN He OD U n BaB. 万有引力、核力、库仑力C. 库仑力、万有引力、核力D. 核力、万有引力、库仑力答案 A 质子带正电荷 , 中子不带电 , 因此 , 原子核中的粒子之间必须有一个强大的引力才能将它们结 合在一起 ,否则质子间的库仑力会使原子核裂开 ,这个强大的引力不可能是万有引力 , 因为质子间的库仑 力比万有引力大许多。

而能将原子核中的核子结合在一起的力是核力 , 核力比库仑力大。

5. (2018 朝阳二模 ) 关于 α、β、γ 三种射线 ,下列说法正确的是 ( ) A. 三种射线都带电 B.三种射线都是电磁波C. α 射线的电离能力最强D.β 射线的穿透能力最强 答案 C α 射线是高速氦核流 ,β 射线是高速电子流。

专题51 原子与原子核1.知道两种原子结构模型，会用玻尔理论解释氢原子光谱.2。

掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题.3.掌握原子核的衰变、半衰期等知识。

4.会书写核反应方程,并能根据质能方程求解核能问题．一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1．原子的核式结构（1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。

(2)α粒子散射实验：19091911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞"了回来。

(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.2．光谱(1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。

(2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式错误!＝R错误!,（n＝3,4,5，…），R是里德伯常量,R＝1.10×107 m－1，n为量子数。

3．玻尔理论（1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

（2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν＝E m－E n。

（h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s）（3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

4．氢原子的能级、能级公式（1）氢原子的能级能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式:E n＝错误!E1 (n＝1,2，3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②氢原子的半径公式：r n＝n2r1（n＝1,2，3，…)，其中r1为基态半径,又称玻尔半径,其数值为r1＝0.53×10－10m。

第3讲 天然放射现象 核反应 核能1 放射性元素的衰变(1)原子核的组成①原子核的组成:原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子。

②原子核的符号③同位素:具有相同的质子数而中子数不同的原子核,在元素周期表中处于同一位置,它们互称为同位素。

例如,氢有三种同位素 11H 、12H 、13H 。

(2)天然放射现象①天然放射现象元素自发地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现。

天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构。

②三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。

(3)原子核的衰变①衰变:原子核自发放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。

两类衰变的核反应方程分别为:α衰变:Z Z X →Z -2Z -4Y +24Heβ衰变:Z Z X →Z +1Z Y +-10e②半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。

半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。

江西临川一中月考)(多选)关于天然放射性,下列说法正确的是( )。

A 放射性元素的半衰期与外界的温度无关B .放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性C .α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强D.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线【答案】ABC四川广安市考试)2011年3月11日,日本发生九级大地震,造成福岛核电站严重的核泄漏事故。

在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素,它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。

在下列四个式子中,有两个能分别反映131I 和137Cs 的衰变过程,它们分别是 和 (填入正确选项前的字母)。

131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是 和 。

A.X 1Z 56137Ba +01nB.X 2Z 54131Xe +-10eC.X 3Z 56137Ba +-10eD.X 4Z 54131Xe +11p【答案】B C 78 822 核力与结合能(1)核力①定义:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。

高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案解析一、选择题1．关于天然放射现象，叙述正确的是（ ） A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C ．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D ．铀核（23892U ）衰变为铅核（20682U ）的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变2．下列说法正确的是（ ）A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板D ．结合能越大的原子核越稳定 3．一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中 A ．吸收能量，生成的新核为 B ．吸收能量，生成的新核为 C ．放出能量，生成的新核为D ．放出能量，生成的新核为4．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 ．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B ．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D ．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子5．C 发生放射性衰变成为N ，半衰期为5700年。

已知植物存活期间，其体内C 与C 的比例不变；生命活动结束后，C 的比例持续减少。

现通过测量得知，某古木样品中C 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 ．该古木采伐的年代距今约2850年 B ．C 衰变为N 的过程中放出射线 C ．C 、C 具有相同的中子数D ．增加样品测量环境的压强将加速C 的衰变 6．23290Th 具有放射性，经以下连续衰变过程：2322282282282089088899082Th Ra Ac Th Pb →→→→→，最后生成稳定的20882Pb ，下列说法中正确的是 A ．23290Th 和22890Th 中子数相同，质子数不同B ．整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变C ．22888Ra 发生β衰变后变为22889Ac ，说明22888Ra 原子核内有β粒子D ．22888Ra 的半衰期为6.7年，取40个该种原子核，经过13.4年剩下10个该种原子核7．由于放射性元素镎的半衰期很短，在自然界很难被发现，只有通过人工的方法制造，已知镎经过一系列α衰变和β衰变后变成铋，下列说法正确的是（ ）A ．镎原子核比铋原子核多28个质子B ．发生了7次α衰变和6次衰变C ．一定量的放射性该元素，随着存放时间的推移，放射线的穿透力越来越弱D ．镎原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能8．下列说法正确的是（ ）A ．2382349290U Th →+X 中X 为中子，核反应类型为衰变 B ．234112H+H He →+Y 中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr →+K ，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变 D ．14417728N+He O →+Z ，其中Z 为氢核核反应类型为轻核聚变9．碘131的半衰期约为8天，某药物中含有质量为m 的碘131，经过48天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．m/8B ．m/16C ．m/32D ．m/6410．有关放射性知识，下列说法正确的是（ ）A ．β衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程B ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核C ．23892U→23490Th ＋42He ＋γ，其中γ只是高能光子流，说明衰变过程中无质量亏损 D ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强11．对核反应的下列说法正确的是A ．核反应方程1441717281N He O H +→+是属于α衰变B ．发生核反应23411120H H He n +→+需要吸收能量C ．核反应2351891441920365603U n Kr Ba n +→++是属于裂变D ．发生β衰变实质是质子向中子转变 12．对下列各原子核变化的方程，表述正确的是A ．32411120H H He n +→+是核聚变反应 B ．1441717280N He O n +→+是α衰变C ．8282034361Se Kr 2e -→+是核裂变反应D ．235114094192054380U n Xe Sr 2n +→++是β衰变13．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．0B ．m/4C ．m/8D ．m/1614．下列叙述中，符合物理学史事实的有（ ） A ．卢瑟福通过人工转变的方法发现了中子 B ．汤姆孙在对阴极射线研究的过程中发现了质子C．卢瑟福通过对α粒子散射的研究，提出了原子的核式结构学说D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的15．2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（锎249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子充数最大的元素．实验表面，该元素的原子核先放出3个相同的粒子，再连续经过3次衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子是A．中子B．质子C．电子D．粒子16．中子、质子、氘核的质量分别为、、。

物理总复习：天然放射性现象、原子核的人工转变【考纲要求】1、知道原子核的组成、放射性、原子核的衰变2、理解半衰期的含义3、知道放射性同位素的利用和防护4、知道原子核的人工转变 【考点梳理】考点一、天然放射现象 要点诠释：1、1896年，法国物理学家贝克勒耳发现天然放射现象。

物质发射射线的性质叫做放射性，具有放射性的元素叫做放射性元素。

能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。

例：铀或含铀的矿物质，钋、镭等都是天然放射性物质。

①天然放射性并不是少数元素才具有的，原子序数大于或等于83的天然元素都具有放射性，原子序数小于83的天然元素，也有一些具有放射性。

例：2411Na 、3015P 等。

②天然放射性现象的发现，打开了人们认识原子核内部世界的窗口，它不仅使人类认识到原子核也是具有结构的，而且告诉人们原子核可以自发地转变为另一种原子核。

①当放射性物质连续发生衰变时，各种原子核中有的放射α射线，有的放射β射线，同时伴随γ射线，这时在放射性中就会同时有α、β、γ三种射线。

②α、β、γ粒子都是从原子核里放射出来的，但不能认为这三种粒子就是原子核的组成部分。

3、放射性元素的衰变①衰变：原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫原子核的衰变。

②三个守恒：衰变过程遵守质量数守恒、电荷数守恒和能量守恒的规律。

③α衰变： M Z X →42M Z Y --+42He 例：238234492902U Th He →+β衰变：M ZX →1M Z Y ++01e - 例：234234090911Th Pa e -→+4、半衰期：是放射性元素的原子核有半数发生衰变的时间。

计算公式：20011()22n m m m ==，式中t n T= 0m 为放射性元素的初始原子质量，n 为半衰期的倍数，t 为时间，T 为半衰期。

①放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定的，而跟原子所处的物理状态（温度、压强、速度、受力等）和化学状态（单质、化合物等）无关。

一、天然放射现象、原子核的组成1．天然放射现象(1)天然放射现象．元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素．物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．2．原子核(1)原子核的组成．①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．3．三种射线的比较二、原子核的衰变和半衰期1．原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类．2．半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关．1．β射线是光子流．(×)2．原子核是由质子和中子组成的．(√)3．半衰期是一个统计规律，对少数原子核不适用．(√)4．人造放射性同位素被广泛地应用．(√)5．核力是弱相互作用力．(×)6．爱因斯坦质能方程反映了物质的质量就是能量，它们之间可以相互转化．(×)7．核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，同时遵循电荷数守.(√)1．(2015·北京卷)下列核反应方程中，属于α衰变的是()A.147N＋42He→178O＋11HB.23892U→23490Th＋42H eC.21H＋31H→42He＋10nD.23490Th→23491Pa＋0－1e解析：α衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核，并放出α粒子的过程，可以看出选项B正确；选项A为人工转变方程；选项C为轻核聚变；选项D为β衰变．答案：B2．(2016·南京模拟)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：23592U＋10n→a＋b＋210n，则a＋b可能是()A.14054Xe＋9336KrB.14156Ba＋9236KrC.14156Ba＋9338SrD.14054Xe＋9438Sr解析：核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，通过核反应前后的质量数和电荷数相等不难得出选项A、B、C错误，D正确．答案：D3．(2016·保定模拟)核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素23994Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为23994Pu→X＋42He＋γ，下列说法中正确的是()A．X原子核中含有92个中子B．100个23994Pu经过24 100年后一定还剩余50个C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量增加D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得，X原子核中含有92个质子，235个核子，则中子数为235－92＝143(个)，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，100个23994Pu 经过24 100年后不一定还剩余50个，选项B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减少，选项C错误；衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，选项D正确．答案：D4．(2017·豫北六校联考)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H＋31H→42He＋x，式中x是某种粒子．已知：21H、31H、42He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1u＝931.5 MeV/c2，c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x是________，该反应释放出的能量为________ MeV(结果保留3位有效数字)．解析：根据电荷数守恒和质量数守恒可知，x的质量数为1，电荷数为零，故x为中子．质量亏损Δm＝2.01 4 1u＋3.016 1 u－(4.002 6 u＋1.008 7 u)＝0.018 9 u，E＝Δmc2＝0.018 9×931.5 MeV≈17.6 MeV.答案：10n(或中子)17.6一、单项选择题1．(2015·重庆卷)图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里．以下判断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B. a、b为γ粒子的径迹C. c、d为α粒子的径迹D. c、d为β粒子的径迹解析：γ射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B错误．α粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A、C错误，β粒子是带负电的电流，应向下偏转，选项D正确．答案：D2．(2014·北京卷)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2解析：一个质子和一个中子结合成氘核时，质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，根据质能方程，释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确，A、B、D错误．答案：C3．(2016·太原模拟)如图所示，由天然放射性元素钋(Po)放出的射线x1，轰击铍(94Be)时会产生粒子流x2，用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x3，经研究知道()A．x1为α粒子，x2为质子B．x1为α粒子，x3为质子C．x2为质子，x3为中子D．x2为质子，x3为光子解析：用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透力很强的粒子流．如果用这种粒子流轰击石蜡，能从石蜡中打出质子．查德威克经过研究，发现这种粒子正是卢瑟福猜想的中子．由以上可知x1为α粒子，x2为中子，x3为质子，B正确，A、C、D错误．答案：B4．(2014·重庆卷)碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m 4B.m8 C.m 16 D.m 32解析：由半衰期公式m ′＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t /τ可知，m ′＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫1232/8＝116m ，故选项C 正确．答案：C5．(2017·吉林模拟)目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B ．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C ．已知氡的半衰期为3.8天，若取1 g 氡放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75 g 砝码天平才能再次平衡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4解析：β衰变是原子核内的中子转化成质子同时释放一个电子，选项A正确，B错误；半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间，而不是原子核的质量减少一半，选项C错误；α粒子为氦原子核，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2，选项D错误．答案：A6．(2017·沈阳模拟)在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(22286 Rn)，由于衰变它放出一粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个互相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个()A.22286Rn→22287Fr＋0－1eB.22286Rn→21884Po＋42HeC.22286Rn→22286At＋01eD.22286Rn→22285At＋01e解析：氡核的衰变过程满足动量守恒定律，其放出的粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，即B v q＝m v2r，所以r＝m vBq，当粒子动量大小相同，磁感应强度恒定时，q∝1r，根据题意，放出的粒子与反冲核的电荷数之比为1∶42，据此可知，选项B正确．答案：B二、多项选择题7．(2015·山东卷)14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5 700年．已知植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少．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．该古木的年代距今约为5 700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β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误．答案：AC8．关于原子核的结合能，下列说法正确的是()A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析：结合能是指核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量，选项A正确；由于重原子核变成α粒子和另一个新核的过程释放能量，而总能量守恒，因此，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确；原子核的核子数越多，结合能越大，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项D错误；自由核子结合成原子核时释放能量．因此，质量亏损对应的能量小于原子核的结合能，选项E错误．答案：ABC9．(2017·青岛模拟)由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，下列判断中正确的是93()A. 20983Bi的原子核比23793Np的原子核少28个中子B. 20983Bi的原子核比23793Np的原子核少18个中子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D ．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变解析：209 83Bi 的中子数为209－83＝126，237 93Np 的中子数为237－93＝144，209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少18个中子，选项A 错误，B 正确；衰变过程中共发生了α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，选项C 正确，D 错误．答案：BC三、非选择题10．(2016·承德模拟)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧”．(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋____→84Be ＋γ.(2)84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16s.一定质量的84Be ，经7.8×10－16 s 后所剩84Be 占开始时的________．解析：(1)根据质量数守恒和电荷数守恒，可知参与反应的原子核质量数为4，电荷数为2，因此是42He.(2)原子核经过3个半衰期所剩原子核的质量是原来的18. 答案：(1) 42He (2)18或12.5%11．(2016·日照模拟)某些建筑材料可产生放射性气体—氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么氡会经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康．原来静止的氡核(22286Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量E0＝0.09 MeV的光子．已知放出的α粒子动能Eα＝5.55 MeV；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1 u相当于931.5 MeV/c2.(1)写出衰变的核反应方程．(2)衰变过程中总的质量亏损为多少(结果保留三位有效数字)?解析：(1)发生α衰变，方程为22286Rn→21884Po＋42He＋γ.(2)忽略光子的动量，由动量守恒定律，有0＝pα－p Po又E k＝p22m，新核钋的动能E Po＝4218Eα.由题意知，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核钋、α粒子的动能形式出现，衰变时释放出的总能量ΔE＝Eα＋E Po＋E0＝Δmc2.则衰变过程中总的质量亏损Δm＝0.006 16 u.答案：(1) 22286Rn→21884Po＋42He＋γ(2)0.006 16 u。