高中物理第四章原子核第二节放射性元素的衰变同步练习2粤教版选修

粤教版高中物理选修35 第四章原子核单元测试一、单项选择题1.铀裂变的产物之一氪90( )是不动摇的，它经过一系列衰变最终成为动摇的锆90( )，这些衰变是( )A. 1次α衰变，6次β衰变B. 4次β衰变C. 2次α衰变D. 2次α衰变，2次β衰变2.目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修资料，都不同水平地含有放射性元素，装修污染曾经被列为〝危害群众最大的五种环境污染〞之一．有关放射性元素的以下说法正确的选项是〔〕A. 氡的半衰期为3.8天，假定取4个氡核，经过7.6天就只剩下一个氡原子核了B. 发作a衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数增加了4个C. β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子所发生的D. γ射线普通随同着a或β射线发生，在这三种射线中，γ射线的穿透才干最强，电离才干也最强3.关于宇宙，以下说法中正确的选项是〔〕A. 银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上B. 恒星的寿命取决于亮度C. 太阳可以发光、放热，主要是由于太阳外部不时发作化学反响D. 地球是宇宙中独一有卫星的星球4.关于聚变，以下说法正确的选项是〔〕A. 两个轻原子核聚变为一个质量较大的原子核放出的能量比一个重核分裂成两个中等质量的原子核放出的能量大很多倍B. 一定质量的聚变物质聚变时放出的能量比相反质量的裂变物质裂变时释放的能量小很多C. 聚变发作的条件是聚变物质的体积大于临界体积D. 发作聚变反响时，原子核必需有足够大的动能5.在日本本州岛附远洋域发作里氏9.0级剧烈地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质走漏，其中放射性物质碘131的衰变方程为I→ Xe+Y．依据有关放射性知识，以下说法正确的选项是〔〕A. 生成的Xe处于激起态，放射γ射线．γ射线的穿透才干最强，电离才干也最强B. 假定I的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了C. Y粒子为β粒子D. I中有53个质子和132个核子6.以下说法正确的选项是〔〕A. 用γ射线治疗肿瘤时一定要严厉控制剂量，以免对人体正常组织形成太大的损伤B. 两个质子间，不论距离如何，总有核力存在，且核力总是大于库仑力C. 放射性元素的半衰期与原子所处的物理形状或化学形状有关D. 核子结分解原子核一定有质量盈余，释放出能量7.如下图，中子内有一个电荷量为＋e的上夸克和两个电荷量为－ e的下夸克，有一复杂模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如下图给出的四幅图中，能正确表示出夸克所受静电作用力的是〔〕A. B. C. D.8.在以下四个核反响方程中，符号〝X〞表示中子的是〔〕A. A+ n→ Mg+XB. Na→ Mg+XC. Be+ He→ C+XD. U→ Np+X二、多项选择题9.关于放射性元素收回的三种射线，以下说法正确的选项是〔〕A. α粒子就是氢原子核，它的穿透身手很强B. β射线是电子流，其速度接近光速C. γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板D. 三种射线中，α射线的电离身手最弱，γ射线的电离身手最强10.以下说法中正确的选项是〔〕A. 铀核裂变的核反响是B. 质子、中子、粒子的质量区分为，那么质子和中子结分解一个粒子，释放的能量是C. 铀〔〕经过屡次、β衰变构成动摇的铅〔〕的进程中，有6个中子转变成质子D. 一个处于n=5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的进程中能辐射10种不同频率的电磁波11.动力是社会开展的基础，开展核能是处置动力效果的途径之一，以下释放核能的反响方程，表述正确的有〔〕A. H+ H→ He+ n是核聚变反响B. H+ H→ He+ n是β衰变C. U+ n→ Ba+ Kr+3 n是核裂变反响D. U+ n→ X+ Sr+2 n是α衰变三、填空题12.下面列出一些医疗器械的称号和这些器械运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械前面的空格上．①X光机________；②紫外线灯________；③理疗医用〝神灯〞照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的〝神灯〞是应用了________．A．紫外线的波长很短B．紫外线具有很强的荧光作用；C．紫外线具有杀菌消毒作用；D．X射线的很强的贯串力；E．红外线具有清楚的热作用．13.如下图是查得威克发现中子的实验装置表示图，图中粒子X代表的是________粒子，粒子X轰击铍核的核反响方程是________.14.原子核A经过假定干次衰变后变成原子核B ，B核的质子数比A核少8，B核的中子数比A核少16，那么此衰变进程中共有________次α衰变，________次β衰变．四、解答题15.我国纪念抗曰战争和世界反法西斯战争成功70周年．1945年7月，为了减速日本军国主义的消亡，促使日本早日无条件投诚，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹．落在日本广岛的原子弹，其爆炸力相当于2×l04tTNT爆炸的能量〔约8.4×1013J〕，由此可知该原子弹中铀235的质量是多少千克？〔裂变的核反响方程U+ n→ Ba+ Kr+3 n+201MeV．阿伏加德罗常数N A=6.02×1023〕五、综合题16.镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问：〔1〕镭核中有几个质子？几个中子？〔2〕镭核所带的电荷量是多少？〔3〕呈中性的镭原子，核外有几个电子？答案解析局部一、单项选择题1.【答案】B【解析】【解答】原子核每经过一次α衰变，质量数增加4，电荷数增加2；每经过一次β衰变，电荷数添加1，质量数不变．方法一α衰变的次数为n＝＝0(次)，β衰变的次数为m＝＋40－36＝4(次)．方法二设氪90( )经过x次α衰变，y次β衰变后变成锆90( )，由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x＋90＝90,2x－y＋40＝36，解得x＝0，y＝4.【剖析】衰变方程满足质量数和电荷数守恒。

放射性元素的衰变(建议用时：45分钟)[学业达标]1．对天然放射现象，下列说法中正确的是( )A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的E．γ射线是伴随α衰变和β衰变而产生的【解析】α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ射线是在α衰变和β衰变中产生的．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的．【答案】ADE2．一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是( )A．总质量数保持不变B．核子数保持不变C．变化前后质子数保持不变D．总动量保持不变E．变化前后中子数不变【解析】衰变过程中质量数守恒，又质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变，A、B正确；发生β衰变时，质子数增加中子数减少，C、E错误；由动量守恒的条件知D 正确．【答案】ABD3．下列说法中正确的是( )A．β衰变放出的电子来自组成原子核的电子B．β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子C．α衰变说明原子核中含有α粒子D．γ射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波E．原子核每发生一次α衰变，其核电荷数减少2【解析】原子核发生β衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，故A错误；B正确．α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．γ射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故D、E正确．【答案】BDE4．原子核238 92U 经放射性衰变①变为原子核234 90Th ，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa ，再经放射性衰变③变为原子核234 92U.下列选项正确的是( )A ．①是α衰变B ．②是β衰变C ．③是β衰变D ．③是γ衰变E ．③是α衰变【解析】 ，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变.，质子数加1，质量数不变，说明②为β衰变，中子转化成质子.，质子数加1，质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子．【答案】 ABC5．在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是( )【导学号：78220047】A ．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大B ．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流C ．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D ．查德威克发现了中子，其核反应方程为：94Be ＋42He→12 6C ＋10nE ．发生β衰变时其转化方程为10n→11H ＋0－1e【解析】 氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收了能量，所以原子的能量增大，A 正确；β射线是从原子核辐射出来的，不是原子外层电子电离出来的，B 错；半衰期不随外界因素的变化而变化，C 错，D 、E 符合物理学事实，正确．【答案】 ADE6．新发现的一种放射性元素X ，它的氧化物X 2O 半衰期为8天，X 2O 与F 2能发生如下反应：2X 2O ＋2F 2＝4XF ＋O 2，XF 的半衰期为________天．【解析】 根据半衰期由原子核内部因素决定，而跟其所处的物理状态和化学状态无关，所以X 2O 、XF 、X 的半衰期相同，均为8天．【答案】 87．一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13，而当用1 cm 厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小为零．由此可知，该放射源所射出的是________.【导学号：78220048】【解析】 三种射线中，γ射线穿透本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，本题中用1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线，说明射线中含有穿透本领较小的α射线，同时有一部分射线穿过薄纸，说明含有β射线．【答案】α射线和β射线8．在轧制钢板时需要动态地监测钢板的厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图4­2­4所示．该装置中探测器接收到的是________．图4­2­4【解析】α射线的穿透本领最弱，一张纸就能将其挡住，而β射线的穿透本领较强，能穿透几毫米厚的铝板，γ射线的穿透本领最强，可以穿透几厘米厚的铅板，故探测器接收到的应该是γ射线．【答案】γ射线[能力提升]9．如图4­2­5所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有( )图4­2­5A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b E．如果在铅盒和荧光屏间加一竖直向下的匀强电场，则屏上可能出现两个亮斑【解析】由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b，则另一个必然打在b点下方)．故A、C、E正确，B、D错误．【答案】ACE10．静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核的轨道半径之比为44∶1，如图4­2­6所示，则( )图4­2­6A ．α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B ．原来放射性元素的核电荷数为90C ．反冲核的核电荷数为88D ．α粒子和反冲核的速度之比大1∶88E ．反冲核的电荷数为90【解析】 由于微粒之间相互作用的过程中动量守恒，初始总动量为零，则最终总动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，A 正确；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动，由qvB ＝mv 2R 得R ＝mv qB，若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则对α粒子：R 1＝p 1B ·2e 对反冲核：R 2＝p 2B Q －e由p 1＝p 2，R 1∶R 2＝44∶1，得Q ＝90，B 、C 正确；它们的速度大小与质量成反比，故D 、E 错误．【答案】 ABC11．天然放射性铀(238 92U)发生衰变后产生钍(234 90Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核的速度为v 2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度.【导学号：78220049】【解析】 (1)238 92U→234 90Th ＋42He(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238mv ＝234m v 2＋4mv ′得：v ′＝1214v . 【答案】 (1)见解析 (2)1214v 12．放射性元素14 6C 被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)146C 不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5 730年，试写出有关的衰变方程．(2)若测得一古生物遗骸中14 6C 的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？【导学号：78220050】【解析】 (1)衰变方程为14 6C→14 7N ＋0－1e.(2)活体中14 6C 含量不变，生物死亡后，14 6C 开始衰变，设活体中14 6C 的含量为m 0，遗骸中为m ，则由半衰期的定义得m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，即0.125＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，解得t τ＝3，所以t ＝3τ＝17 190年．【答案】 (1)14 6C→14 7N ＋0－1e (2)17 190年。

第1页 共1页1．(单选)以下实验能说明原子核内有复杂结构的是( )A ．光电效应实验B ．原子发光产生明线光谱C ．α粒子散射实验D ．天然放射性现象解析：选 D.光电效应实验是光子说的实验依据；原子发光产生明线光谱说明原子只能处于一系列不连续的能量状态中；α粒子散射实验说明原子具有核式结构；天然放射现象中放射出的粒子是从原子核中放出的，说明原子核内有复杂结构．2．(单选)下列关于2412X 的说法中，不．正确的是( ) A ．它表示一个原子B ．它表示一个原子核C ．它表示原子核中有12个质子D ．它表示原子核中有12个中子解析：选A.X 表示元素名称符号，24表示质量数，12表示质子数，中子数为质量数减去质子数，也为12.3.(单选)在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示，该装置中探测器接收到的是( )A ．X 射线B ．α射线C ．β射线D ．γ射线解析：选D.放射源发出的只有α、β、γ三种射线，故选项A 错误．在α、β、γ三种射线中，只有γ射线能穿透钢板，故选项B 、C 错误，D 正确．4．(单选)表示放射性元素碘131(131 53I)α衰变的方程是( )A.131 53I →127 51Sb ＋42HeB.131 53I →131 54Xe ＋ 0－1e C.131 53I →130 53I ＋10n D.131 53I →130 52Te ＋11H解析：选A.α衰变是由原子核自发地释放一个α粒子(即氦核)产生新核的过程，衰变过程遵守质量数与电荷数守恒，A 项正确．5．碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．(1)碘 131核的衰变方程：131 53I →________(衰变后的元素用X 表示)．(2)经过________天有75%的碘131核发生了衰变．解析：(1)根据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒可得衰变方程：131 53I →131 54X ＋ 0－1e.(2)每经1个半衰期，有半数原子核发生衰变，经2个半衰期将剩余14，即有75%发生衰变，即经过的时间为16天．答案：(1)131 54X ＋ 0－1e (2)16。

课后集训基础达标1.原子核X 经β衰变（一次）变成原子核Y ,原子核Y 再经一次α衰变变成原子核Z ，则下列说法中不正确的是（ ）A.核X 的中子数减核Z 的中子数等于2B.核X 的质子数减核Z 的质子数等于5C.核Z 的质子数比核X 的质子数少1D.原子核X 的中性原子的电子数比原子核Y 的中性原子的电子数少1解析：根据衰变规律，发生一次α衰变减少两个质子和两个中子，发生一次β衰变减少了一个中子而增加一个质子.中性原子的电子数等于质子数.答案：C2.放射性元素放出的射线，在电场中分成A 、B 、C 三束，如图4-2-2所示，其中( )图4-2-2A.C 为氦核组成的粒子流B.B 为比X 射线波长更长的光子流C.B 为比X 射线波长更短的光子流D.A 为高速电子组成的电子流解析：从三束粒子在电场中可以看出，A 为α粒子，B 为γ光子，C 为电子.γ光子的波长比X 射线还短.答案：C3.近几年来，原子物理学家在超重元素的探测方面取得了重大进展，1996年，科学家在研究两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核X AZ 经过6次α衰变后的产物是Fm 253100,由此判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( ) A.124、259 B.124、265C.112、265D.112、277答案：D4.一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31，而当用1 cm 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α射线B.仅是β射线C.是α射线和β射线D.是α射线和γ射线解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，本题中用1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线,说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线.答案：C5.某原子核X AZ 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=3B.A=7，Z=4C.A=8，Z=3D.A=8，Z=4解析：其核反应方程为X A Z +He e n 4201102+−→−-.由质量数守恒知Z=2×4-1=7,由电荷数守恒知Z=2×2-1=3,故A 项正确.答案：A6.(2006上海高考，14)1919年卢瑟福通过如图4-2-3所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现_____________.图中A 为放射源发出的_____________粒子，B 为_____________气.完成该实验的下列核反应方程_____________+_____________O 178−→−+ _____________.图4-2-3解析：卢瑟福利用此装置第一次完成了原子核的人工转变，并发现了质子，放射源发出α粒子，B 为氮气，核反应方程为N 147+He 42O 178−→−+H 11.答案：质子 α 氮 N 147 He 42 H 11 7.(2005江苏高考，1)下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是( )A.X C He Be +−→−+1264294B.N 147+He 42O 178−→−+XC.X H Pt n Hg ++−→−+112027*********D.X Np U +−→−2399323992 解析：由质量数守恒和电荷数守恒可知，A 、C 两项为中子，B 项为质子，D 项为电子. 答案：AC综合运用8.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，得到两条如图4-2-4中所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向.不计放出光子的能量，则下述说法中正确的是( )图4-2-4A.发生的是β衰变，b 为β粒子的径迹B.发生的是α衰变，b 为α粒子的径迹C.磁场方向垂直纸面向外D.磁场方向垂直纸面向内解析：从轨迹可以看出两粒子的运动方向不同，但受力方向相同，说明电流方向相同，即发生了β衰变，在磁场中受力向上，由左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向内，A 、D 选项正确.如果发生α衰变时遵循动量守恒和能量守恒。

第一节走进原子核第二节放射性元素的衰变1.知道天然放射现象，了解放射性及放射性元素的概念．2.了解质子、中子的发现过程，知道原子核的组成．3.知道三种射线的本质和特点．4.理解原子核的衰变及核反应规律．5.知道半衰期的概念，会应用半衰期解决有关问题．一、放射性的发现1．放射性：物质放射出射线的性质叫做放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．研究发现，原子序数大于83的所有元素，都有放射性．原子序数小于等于83的元素，有的也具有放射性．这些能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素．2．意义：放射性的发现揭示了原子核结构的复杂性，促进了人类对微观结构更为深入的认识．二、原子核的组成原子核是由中子和质子组成的，中子和质子统称为核子，它们的质量几乎相等．中子不带电，质子带一个单位的正电荷．由于原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数，原子核的质量数就是核内的核子数．质子用符号p表示，其质量为m p＝1.672 6×10－27kg，中子用符号n表示，其质量为m n＝1.674 9×10－27kg.1．(1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子．()(2)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数．()提示：(1)×(2)√三、原子核的衰变1．三种射线的本质特征α射线：它是α粒子流，速度约为光速的110，贯穿本领很弱，电离作用比较强．β射线：它是电子流，速度接近光速的99%，贯穿本领很强，电离作用较弱．γ射线：它是频率极高的电磁波，贯穿本领最强，电离作用最小．2．衰变：原子核由于放出α粒子或β粒子而转变为新的原子核，把一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变．3．衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α衰变，放出β粒子的衰变叫β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的．4．衰变规律：原子核衰变时，电荷数和质量数总是守恒的．2．(1)原子核发生衰变，变成了一种新的原子核．()(2)原子核衰变时质量是守恒的．()(3)β衰变时放出的电子就是核外电子．()提示：(1)√(2)×(3)×四、半衰期1．概念：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间，叫做半衰期，记为T1/2，半衰期越大，表明放射性元素衰变得越慢．2．衰变规律表达式：m＝m0⎝⎛⎭⎫12tT1/2m0表示放射性元素衰变前的质量，m是经时间t后剩余的质量，T1/2表示半衰期．3．半衰期与平均寿命之间的关系：T1/2＝0.693τ.4．特点：放射性元素衰变的速率由核本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关．3．(1)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢．()(2)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律．()(3)对放射性元素加热时，其半衰期缩短．()提示：(1)√(2)√(3)×原子核的组成1．原子核(符号A Z X)原子核⎩⎪⎨⎪⎧大小：很小，半径为10－15～10－14 m组成⎩⎪⎨⎪⎧质子：电量e＝＋1.6×10－19 C质量m p＝1.672 623 1×10－27 kg中子：电量e＝0质量m n＝1.674 928 6×10－27 kg2．基本关系：核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．3．对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数．(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个倍数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数．原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数称为原子核的质量数．因此，质量数就是核子的个数，是一个纯数字，它与质量是不同的．如质子和中子的质量数相同均为1，但它们的质量不同，中子的质量比质子的质量约大一千八百分之一．已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？[解题探究] (1)原子核的核电荷数、质子数、核外电子数具有什么关系？(2)质量数和核子数具有什么关系？[解析](1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.(2)镭核所带电荷量：Q＝Z e＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C.(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.[答案](1)88138(2)1.41×10－17C(3)88明确核子数、质子数、核外电子数及中子数的相互关系，是正确解答此类问题的关键．(多选)铀235的原子核符号常写成235 92U，由此可知()A．铀235的原子核中有质子92个B．铀235的原子核中有电子92个C．铀235的原子核中有中子235个D．铀235的原子核中有中子143个解析：选AD.原子核符号A Z X中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为核电荷数．核电荷数等于质子数，中子数等于质量数减去质子数，质子数等于核外电子数．因而，A、D 正确．三种射线的比较1．α、β、γ三种射线的性质、特征比较α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e －e 0质量4m p(m p＝1.67×10－27 kg)m p1 836静止质量为零速率0.1c 0.99c c贯穿本领最弱，用一张纸就能挡住较强，能穿透几毫米厚的铅板最强，能穿透几厘米厚的铅板电离作用很强较弱很弱(1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图甲．甲乙(2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙．3．研究放射性的意义：如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响．也就是说，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关．因此，原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构．α、β、γ射线中的电子是从原子核中放出的，并不是从原子核外面的电子放出的．(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转情况中正确的是()[解析] 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径为r ＝m vBq ，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为rαr β＝m αm β·v αv β·q βq α＝411 836×0.1c 0.99c ×12≈370.91由此可见，A 项正确，B 项错误．带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v 0，垂直电场线方向位移为x ，沿电场线方向位移为y ，则有x ＝v 0t ，y ＝12·qE m t 2，消去t 可得y ＝qEx 22m v 20对某一确定的x 值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为y αy β＝q αq β·m βm α·v 2βv 2α＝21×11 8364×（0.99c ）2（0.1c ）2≈137.5 由此可见，C 项错误，D 项正确． [答案] AD三种射线的比较方法(1)知道三种射线带电的性质，α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，属电磁波的一种．(2)在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线．(3)α粒子穿透能力较弱，β粒子穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离作用相反．原子核的衰变1．衰变过程(1)α衰变：A Z X ―→A －4Z －2Y ＋42He(2)β衰变：A Z X ―→ A Z ＋1Y ＋ 0－1e 2．α衰变和β衰变的实质(1)α衰变：210n ＋211H ―→42He(2)β衰变：10n ―→11H ＋ 0－1e 3．衰变次数的计算方法设放射性元素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 ，则衰变方程为A Z X ―→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m以上两式联立解得：n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z.(1)为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响．(2)再根据衰变规律确定β衰变的次数． 命题视角1 原子核衰变的应用235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成20782Pb ，则( ) A ．m ＝7，n ＝3 B ．m ＝7，n ＝4 C ．m ＝14，n ＝9 D ．m ＝14，n ＝18[思路点拨] 设初核A Z X 经p 次α衰变和q 次β衰变形成新核 A ′ Z ′Y ，其衰变方程为A Z X →A ′Z ′Y ＋p 42He ＋q0－1e ，根据质量数和电荷数守恒有A ＝A ′＋4p 、Z ＝Z ′＋2p －q ，由此可得p 、q . [解析] 衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒．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． [答案] B命题视角2 原子核在磁场中衰变的运动分析(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图所示，则( )A ．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B ．原来放射性元素的原子核电荷数为90C ．反冲核的核电荷数为90D ．α粒子和反冲粒子的速度之比为1∶88[解析] 微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反．由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动 由Bq v ＝m v 2R 得R ＝m vBq.若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则对α粒子R 1＝p 1B ·2e对反冲核：R 2＝p 2B （Q －2）e由于p 1＝p 2，又R 1∶R 2＝44∶1，得Q ＝90.它们的速度大小与质量成反比，故D 错误，上述选项正确的为A 、B. [答案] AB原来静止的放射性同位素的原子核发生衰变而发射出粒子后，由于发生反冲运动，新生成的核也要运动．衰变过程中满足动量守恒，它们的动量大小相等，方向相反；当它们在匀强磁场中速度垂直磁场时，产生的粒子和反冲核都要做匀速圆周运动；由公式q v B ＝m v 2r ，得到r ＝m vqB ，由于它们动量大小相等，故电荷量小的粒子半径大，电荷量大的新核半径小，且半径之比等于电荷量的反比；又由于它们在同向的磁场中，速度方向相反，当轨迹内切时，受洛伦兹力同向，应带异种电荷，为β衰变；当轨迹外切时，受洛伦兹力反向，应带同种电荷，为α衰变．其轨迹如图甲和乙．在一个23892U 原子核衰变为一个206 82Pb 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次解析：选A.设原子核衰变过程中发生了n 次α衰变，m 次β衰变，由核衰变规律及衰变前后质量数守恒与电荷数守恒得4n ＝238－206，2n －m ＝92－82，解得n ＝8，m ＝6，故A 正确．对半衰期的理解和计算1．对半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差别很大．2．半衰期公式N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t T1/2，m 余＝m 0⎝⎛⎭⎫12tT 1/2式中N 原、m 0表示衰变前的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，T 1/2表示半衰期．3．适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核．元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关．一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式存在还是以化合物形式存在无关，对它加压或增温也不会改变该元素的半衰期．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 ．m4B ．m 8C ．m 16D ．m 32[解析] 经过n 个半衰期剩余碘131的含量m ′＝m ⎝⎛⎭⎫12n.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：m ′＝m ⎝⎛⎭⎫124＝m 16，选项C 正确．[答案] C分析有关放射性元素的衰变数量和时间问题时，正确理解半衰期的概念，灵活运用有关公式进行分析和计算是解决问题的关键．放射性元素氡(22286Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，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22286Rn的矿石，其原因是()A．目前地壳中的22286Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn的含量足够高C．当衰变产物218 84Po积累到一定量以后，218 84Po的增加会减慢22286Rn的衰变进程D．22286Rn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解析：选A.从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素的衰变不断发生，而22286Rn的半衰期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中的22286Rn不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生成的，选项A正确，选项B错误；放射性元素的半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项C、D错误．[随堂检测]1．天然放射现象的发现揭示了()A．原子不可再分B．原子的核式结构C．原子核还可以再分D．原子核由质子和中子组成解析：选C.汤姆孙发现了电子说明原子也可再分；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核也是有着复杂的结构的．天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分．卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子，查德威克用α粒子轰击铍核打出了中子，使人们认识到原子核是由质子和中子组成的．所以选项C 正确．2．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U→234 90Th＋42He.下列说法正确的是()A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：选B.静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和α粒子的动量等大反向，即p Th ＝p α，B 项正确；因此有2m Th E kTh ＝2m αE k α，由于钍核和α粒子的质量不等，因此衰变后钍核和α粒子的动能不等，A 项错误；半衰期是有半数铀核衰变所用的时间，并不是一个铀核衰变所用的时间，C 项错误；由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，衰变过程有质量亏损，因此D 项错误． 3．如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A ．①表示γ射线，③表示α射线B ．②表示β射线，③表示α射线C ．④表示α射线，⑤表示γ射线D ．⑤表示β射线，⑥表示α射线解析：选C.γ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A 、B 、D 项错；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏，故④表示α射线，C 项对．4．表示放射性元素碘131(131 53I)α衰变的方程是( )A ．131 53I →127 51Sb ＋42HeB ．131 53I →13154Xe ＋ 0－1eC ．131 53I →130 53I ＋10nD ．131 53I →130 52Te ＋11H解析：选A.α衰变是由原子核自发地释放一个α粒子(即氦核)产生新核的过程，衰变过程遵守质量数与电荷数守恒，A 项正确．5．碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．(1)碘 131核的衰变方程：131 53I →____________ (衰变后的元素用X 表示)． (2)经过________天有75%的碘131核发生了衰变．解析：(1)根据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒可得衰变方程：131 53I →131 54X ＋－1e.(2)每经1个半衰期，有半数原子核发生衰变，经2个半衰期将剩余14，即有75%发生衰变，即经过的时间为16天．答案：(1)131 54X ＋－1e (2)16[课时作业]一、单项选择题1．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．γ射线的贯穿作用B．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用解析：选B.由于α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．故正确选项为B.2．关于原子核，下列说法正确的是()A．原子核是组成原子的最小微粒B．原子核的质量数并不是原子核的质量C．中子的质量与质子的质量严格相等D．质子与中子分别带等量异种电荷，整体呈中性解析：选B.原子核由质子和中子组成，并不是组成原子的最小微粒；原子核的质量数等于质子个数与中子个数之和，并不是原子核的质量；中子质量几乎与质子质量相等，但并不是严格相等；中子不带电，质子带正电．3．如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物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于纸面向里．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：选D.由于α粒子带正电，β粒子带负电，γ粒子不带电，据左手定则可判断a、b 可能为α粒子的径迹，c、d可能为β粒子的径迹，选项D正确．4．如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道()A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线解析：选A.不可见射线A轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见射线应该是中子．5．原子序数大于83的所有元素，都能自发地放出射线．这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线．下列说法中正确的是()A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1解析：选D.发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数增加1，原子序数增加1.6．朝鲜的“核危机”曾引起全球的瞩目，其焦点问题就是朝鲜的核电站用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94Pu)，这种239 94Pu 可由铀239(239 92U)经过n次β衰变而产生，则n为()A．2 B．239C．145 D．92解析：选A.其衰变方程为：239 92U―→239 94Pu＋n0－1e，β衰变时质量数不变，由电荷数守恒可以判断出发生β衰变的次数为2次．二、多项选择题7．天然放射物质的射线包含三种成分，下列说法中正确的是()A．α射线的本质是高速氦核流B．β射线是不带电的光子流C．三种射线中电离作用最强的是γ射线D．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线解析：选AD.α射线的本质是高速氦核流；A正确；β射线是高速电子流，B错误；三种射线中电离作用最强的是α射线，C错误；一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线，D正确．8．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是()A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间C．半衰期与外界压强和温度无关，与原子的化学状态无关D．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等解析：选BCD.原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，C正确；原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间(即半衰期)，原子核就衰变掉总数的一半，A 错误，B正确；利用铀238可测定地质年代，利用碳14可测定生物年代，D正确．9．如图所示，铅盒A 中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则以下说法中正确的有( )A ．打在图中a 、b 、c 三点的依次是α射线、γ射线和β射线B ．α射线和β射线的轨迹是抛物线C ．α射线和β射线的轨迹是圆弧D ．如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只剩下b解析：选AC.由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动．本题应选A 、C.10．一个原子核a b X 进行一次α衰变后成为原子核c d Y ，然后又进行一次β衰变，成为原子核f g Z ，即a b X ――→α c d Y ――→βf g Z ，它们的质量数a 、c 、f 及电荷数b 、d 、g 之间应有的关系是( )A ．a ＝f ＋4B ．c ＝fC ．d ＝g ＋1D ．b ＝g －1解析：选AB.经一次α衰变质量数减4，经β衰变，质量数不变，A 、B 正确；经一次α衰变电荷数减2，经一次β衰变，电荷数增加1，C 、D 不正确．三、非选择题11．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222 86Rn →218 84Po ＋________．已知222 86Rn 的半衰期约为 3.8 天，则约经过________天，16 g 的222 86Rn 衰变后还剩 1 g. 解析：根据质量数、电荷数守恒得衰变方程为222 86Rn →218 84Po ＋42He.根据衰变规律及半衰期公式可得m ＝m 0⎝⎛⎭⎫12tT 1/2，代入数值解得t ＝15.2 天． 答案：42He 15.212.238 92U 核经一系列的衰变后变为206 82Pb 核，问： (1)206 82Pb 与238 92U 相比，质子数和中子数各少了多少？ (2)综合写出这一衰变过程的方程．解析：(1)因为原子核的电荷数等于质子数，因此质子数减少92－82＝10个．原子核的质量数为质子数与中子数的和，故中子数减少量为(238－92)－(206－82)＝22个．(2)设238 92U衰变为206 82Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数守恒和电荷数守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变．此核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.答案：(1)1022(2)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e。

第四章原子核第一节走进原子核第二节放射性元素的衰变(时间：60分钟)知识点一原子核的组成及同位素1．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Th的原子来说()．数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对23490A．x＝90y＝90z＝234B．x＝90y＝90z＝144C．x＝144y＝144z＝90D．x＝234y＝234z＝324解析质量数＝质子数＋中子数，中性原子中：质子数＝核外电子数，所以选B项．答案 B2．同位素是指()．A．质子数相同而核子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．核子数相同而质子数不同的原子D．中子数相同而核子数不同的原子解析原子序数相同(即核电荷数、质子数相同)而质量数不同(即核子数不同)的元素互为同位素．答案 A3．(双选)下列说法正确的是()．A.n m X与n m－1Y互为同位素B.n m X与n－1m Y互为同位素Y中子数相同C.n m X与n－2m－2D.23592 U核内有92个质子，235个中子解析A选项中，X核与Y核的质子数不同，不是互为同位素．B选项中n m X 核与n－1m Y核质子数都为m，而质量数不同，所以互为同位素．C选项中n m X核内中子数为n－m，n－2Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中m－2子数相同．D选项中23592 U核内有143个中子，而不是235个中子．答案BC知识点二天然放射现象及三种射线的性质4．下列说法中正确的是()．A．α射线与γ射线都是电磁波B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D．原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析α、β、γ三种射线都是由原子核内发射出来的，α射线是氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是高频光子流，因此，A、B两项错，原子核衰变有质量亏损．答案 C5．如图4－1、2－5为查德威克实验示意图，用天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道()．图4－1、2－5A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线解析不可见射线A，轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见射线应该是中子．答案 A6．一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后面的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来的方向行进，射线b发生了偏转，如图4－1、2－6所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．图4－1、2－6解析放射源可以放射出α、β、γ三种射线，α射线的穿透能力弱，不能穿透铝箔，β射线和γ射线的穿透能力强，可以穿透铝箔．由于β射线带负电，经过电场时受到电场力的作用而发生偏转，γ射线不带电，经过电场时不发生偏转，所以图中射线a是γ射线，射线b是β射线．答案γβ知识点三衰变及半衰期7．(2011·北京)下列表示放射性元素碘131(13153I)β衰变的方程是()．A.131 53I―→127 51Sb＋42HeB.13153 I―→131 54Xe＋0－1eC.13153I―→13053I＋10nD.13153I―→13052Te＋11H解析β衰变是原子核自发地释放一个β粒子(即电子)产生新核的过程，原子核衰变时质量数与电荷数都守恒，结合选项分析可知，选项B正确．答案 B8．下列有关半衰期的说法正确的是()．A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素半衰期也变长C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误．答案 A9．(2011·重庆)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是()．A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数解析β射线是高速电子流，是原子核内的中子转化成一个质子和一个电子时放出电子产生的，选项A错误；γ光子的频率高于可见光的频率，由光子能量E＝hν知选项B错误；由于铯137的半衰期比碘131的半衰期长，所以碘131比铯137衰变更快，选项C错误；同位素具有相同质子数和不同中子数，选项D正确．答案 D10．铀裂变的产物之一氪90(9036Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(9040Zr)，这些衰变是()．A．1次α衰变，6次β衰变B．4次β衰变C．2次α衰变D．2次α衰变，2次β衰变解析 原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变．法一 α衰变的次数为n ＝90－904＝0(次)， β衰变的次数为m ＝90－902＋40－36＝4(次)． 法二 设氪90(9036Kr)经过x 次α衰变，y 次β衰变后变成锆90(9040Zr)，由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x ＋90＝90，2x －y ＋40＝36，解得x ＝0，y ＝4.答案B11．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94 Pu)，这种239 94 Pu 可由铀239(239 92 U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )．A ．2B ．239C ．145D ．92 解析 由于239 92U 和239 94Pu 的质量数相等，而核电荷数增加2，因此，239 92U经2次β衰变，变为239 94Pu ，故A 正确．答案 A12．计数器是一种探测射线的仪器，如图4－1、2－7所示，X 为未知放射源，它向右方发射放射线．放射线首先通过一块薄铝箔P (厚度约为1 mm)，并经过一个强磁场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子是一定的．现将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，然后将薄铝箔P 移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．据此可以判定X 为( )．A ．纯β放射源B ．纯γ放射源C ．α和β的混合放射源D ．α和γ的混合放射源 图4－1、2－7解析 将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，即磁场对射线粒子没有影响，则可以断定计数器接收到的是不带电的γ射线，以后将薄铝箔P (厚度约为1 mm)移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．这说明计数器除了接收到了γ射线之外，还接收到了一种原来被厚度约为1 mm 的薄铝箔P 挡住的射线，而厚度约为1 mm 的薄铝箔只能将α射线挡住，所以X 为能放射α射线和γ射线的混合放射源，故D 项正确． 答案 D13．(2012·朝阳区高二检测)天然放射性铀(238 92 U)发生衰变后产生钍(234 90 Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92 U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核速度为v 2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．解析 (1)238 92U ―→234 90Th ＋42He(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238m v＝234m v 2＋4m v ′得：v ′＝1214v 答案 (1)见解析 (2)1214v。

19.2放射性元素的衰变同步训练一、选择题1、关于天然放射性，下列说法不正确的是（）A、所有元素都可能发生衰变B、放射性元素的半衰期与外界的温度无关C、放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强2、铀核可以发生衰变和裂变，铀核的（）A、衰变和裂变都能自发发生B、衰变和裂变都不能自发发生C、衰变能自发发生而裂变不能自发发生D、衰变不能自发发生而裂变能自发发生3、下列说法正确的是（）A、温度越高，放射性元素的半衰期越长B、天然放射现象说明原子核内部是有结构的C、汤姆生通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构D、重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界吸收核能4、下列说法正确的是（）A、放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B、α、β、γ射线比较，α射线的电离作用最弱C、光的波长越短，光子的能量越大，光的波动性越明显D、原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里5、下列关于原子物理学的说法中不正确的是（）A、β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B、仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的C、放射性元素的半衰期随温度的升高而不变；比结合能越小表示原子核中的核子结合得越不牢固D、光电效应的实验结论是：对于某种金属无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应；超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大6、下列说法不正确的是（）A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B、玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律C、放射性原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，γ射线是一种波长很短的电磁波，在电场和磁场中都不会发生偏转D、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想7、有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是（）A、放射性物质衰变时放出来的γ光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的B、若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C、β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的D、轻核聚变要在很高的温度下才能发生8、下列说法不正确的是（）A、核反应堆内发生的是轻核聚变反应B、核反应堆内发生的是重核裂变反应C、放射性同位素的半衰期由原子核内部因素决定，与外部条件及其变化无关D、核反应过程中释放的γ射线是波长很短的电磁波，它具有很强的穿透本领9、下列说法中正确的是（）A、α射线与γ射线都是电磁波B、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性元素原子核衰变的半衰期D、原子核经过衰变生成新核，新核的质量一定等于原核的质量，不可能出现质量亏损10、下列说法正确的是（）A、电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性B、235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C、原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线D、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最弱11、下列有关说法中正确的是（）A、α散射实验说明了原子内部绝大部分空间是空的B、核力只存在于质子与质子之间，中子与中子之间没有核力作用C、因为α粒子的速度比β粒子的速度小，所以α粒子的电离本领也小D、某放射性物质经过一个半衰期该放射性元素的含量减少了N ．若经过两个半衰期，该放射性元素的含量减少2N12、下列说法中正确的是（）A、α粒子散射实验发现极少数α粒子发生了较大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围B、按照玻尔理论，氢原子核外电子向高能级跃迁后动能增加C、对放射性物质施加压力，其半衰期将减小D、天然放射现象中发出的三种射线是从原子核外放出的13、下列说法正确的是（）A、α粒子散射实验说明原子核内部有复杂的结构B、质量为m的铀238经过2个半衰期的时间，铀238衰变了的质量为mC、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D、比较α、β、γ三种射线，α射线电离能力最弱、穿透能力最强14、下列说法正确的是（）A、放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关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时所产生的C、结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定D、大量处于N=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子15、我国已建成的秦山、大亚湾等十几座核电站，有效的解决了工农业生产中的电力需求问题．目前这些正在工作中的核电站利用的是（）A、放射性元素衰变放出的能量B、人工放射性同位素衰变放出的能量C、重核裂变放出的能量D、轻核聚变放出的能量二、填空题16、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的含量大约还剩________．17、如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置．假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的________射线对控制厚度起主要作用．当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调节得________些（“远”或“近”）．18、自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系．如图是锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po ，经历了________次α衰变，________次β衰变．19、一个密封的罐子里有100克碘131，放置24天后，这个罐子里只剩下12.5克碘131．则碘131半衰期是________天．20、钍232经过6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的元素，这种元素的原子量为________，核电荷数为________．三、解答题21、在匀强磁场中的A 点有一个静止的原子核发生衰变且衰变后形成如右图所示的两个内切圆，求：(1)该核发生的是何种衰变？(2)图中轨迹1、2分别是什么粒子形成的？(3)如果已知，r 2：r 1=44：1，则该放射性元素的原子序数为多少？22、某放射性元素质量为M ， 测得每分钟放出1.2×104个β粒子，21天后再测，发现每分钟放出1.5×103个β粒子，该放射性元素的半衰期是多少？23、已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？24、我国某市考古队在一次考古中发现了一古生物骸骨，考古专家根据骸骨中614C 的含量推断出该生物死亡的年代．已知此骸骨中614C 的含量为活体生物中614C 的 ，614C 的半衰期为5700年，请问：该生物死亡时距今约多少年？25、238U 的半衰期是4.5×109年，假设一块矿石中含有2kg 238U ． 求：(1)经过45亿年后，还剩多少238U ？(2)假设发生衰变的铀都变成了206Pb ，矿石中含有多少铅？(3)这时铀、铅的质量之比是多少？答案解析部分一、选择题1、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A 、有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A 错误；B 、放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故B 正确；C 、放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C 正确；D 、α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强，电离能力最弱，故D 正确；故选：A ．【分析】自然界中有些原子核是不稳定的，可以自发地发生衰变，衰变的快慢用半衰期表示，与元素的物理、化学状态无关．2、【答案】 C【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】衰变能自发发生．铀235发生裂变的条件是有慢速中子轰击．故C 正确，ABD 错误． 故选：C【分析】衰变能自发发生．铀235发生裂变的条件是有慢速中子轰击，重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去，这就是链式反应，产生链式反应的条件是中子再生率大于1．3、【答案】 B【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A 、半衰期与外界因素无关，A 错误；B 、天然放射现象说明原子核内部是有结构的，B 正确；C 、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构，C 错误；D 、重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能，D 不正确；故选B【分析】半衰期与外界因素无关，天然放射现象说明原子核内部是有结构的，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构．4、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A 、放射性元素的半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用．故A 正确．B 、α、β、γ射线比较，α射线的电离作用最强，穿透能力最弱．故B 错误．C 、光的波长越短，光的频率越大，根据E=hv ，知光子能量越大，波长越长，粒子性越明显．故C 不正确．D 、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，因为电子也有质量．故D 错误．故选：A ．【分析】放射性元素的半衰期具有统计规律；α、β、γ射线电离能力逐渐减弱，穿透能力逐渐增强；波长越短，粒子性越明显，波长越短，频率越大，能量越大；原子核中集中了全部正电荷和几乎全部质量．5、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A 、β衰变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，故电子不是原子核的组成部分，故A 错误；B 、根据玻尔理论得知，氢原子的能量不连续的，辐射的光子的能量是不连续的，则辐射的光子频率满足 hv=E m ﹣E N ， 则辐射的光子频率不连续，故B 正确；C、半衰期由原子核内部因素决定，与温度无关，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故C 正确；D、根据光电效应方程：Ek =hγ﹣W对于某种金属无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应；超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，D正确．题目要求选不正确的，故选：A．【分析】β衰变的电子来自原子核，不是核外电子；玻尔引入了量子理论，氢原子的能量是量子化，辐射时产生的光子频率是量子化；半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关；根据光电效应方程：Ek =hγ﹣W．判断．6、【答案】 B【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A正确B、玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B错误；C、放射性原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，γ射线是一种波长很短的电磁波，在电场和磁场中都不会发生偏转，C正确；D、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想，D正确；故选：B【分析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率．7、【答案】 D【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、放射性物质衰变时放出来的γ光子，来自原子核；故A错误．B、放射性物质的半衰期由原子核内部因素决定，与温度以及化学状态等无关．故B错误．C、β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．故C错误．D、轻核聚变需在很高的温度下发生，会释放出更高的能量，所以轻核聚变又称为热核反应．故D正确．故选D．【分析】放射性物质衰变时放出来的γ光子，来自原子核；放射性物质的半衰期与温度无关；β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来；轻核聚变要在很高的温度下才能发生．8、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、核电站是利用重核的裂变来发电的，重核的裂变形成的链式反应是可在人工控制下进行的．而轻核的聚变现在是无法人工控制的，核反应堆发生的是重核裂变反应，故B正确、A错误．C、放射性元素衰变的快慢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没有关系，故C正确、．D、根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，故D正确；故选：A．【分析】要求我们要熟练的掌握裂变、聚变、和衰变的定义，半衰期的物理意义；α、β、γ三种射线的特点以及应用．9、【答案】 C【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、α射线是氦原子的原子核，并非电磁波，故A错误；B、β射线即电子是由核内的中子变为质子同时放出电子产生的，而非核外电子电离后形成的电子流，故B错误；C、半衰期只与元素本身有关，与所处的物理、化学状态以及周围环境、温度等无关，故C正确；D、在衰变过程中伴随着质量亏损，因此新核质量一定小于原核质量，故D错误．故选：C．【分析】解答本题要掌握：α、β、γ三种射线的区别，衰变过程遵循规律以及半衰期的物理意义，并根据质量亏损与质能方程，即可一一求解．10、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，故A正确；B、随地球环境的变化，半衰期仍不变，故B错误；C、中子转变为质子时，放出β射线，故C错误；D、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，故D错误；故选：A．【分析】电子是实物粒子，而衍射说明具有波动性；半衰期不随着环境变化而变化；中子转变为质子时，放出β射线；γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．11、【答案】A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、α散射实验说明了原子内部绝大部分空间是空的，故A正确；B、核力只存在于质子与质子之间，中子与中子之间没有核力作用，故B错误；C、因为α粒子的速度比β粒子的速度小，所以α粒子的电离本领也小，故C错误；D、经过一个半衰期该放射性元素的含量减少了N ．若经过两个半衰期，第二次含量减小了0.5N ，该放射性元素的含量减少了1.5N ，故D错误；故选：A．【分析】α散射实验中绝大多数不偏转，说明绝大部分空间是空的；核力存在于相邻质子间、中子间、质子与中子间的；α粒子的电离本领最大；经过一个半衰期有半数发生衰变．12、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、α粒子散射实验中少数α粒子发生较大角度偏转是由于原子所有正电荷和几乎全部质量都集中在很小空间范围内，故A正确；B、按照玻尔理论，氢原子核外电子向高能级跃迁后，动能减少，故B错误；C、原子核的半衰期与物质所受压力无关，故C错误；D、天然放射现象中发出的三种射线均是从原子核内放出的，故D不正确；故选：A【分析】少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，α、β、γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波，都是从原子核内放出的，半衰期是有半数发生衰变所需的时间，由原子核内部因素决定，与所加的压力、温度、化学性质无关；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．13、【答案】 C【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，故A错误；B、经过两个半衰期后剩余的质量m′=m× = m ．故B错误；C、β衰变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，不是来自核外电子，故C正确；D、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D错误；故选：C．【分析】经过一个半衰期有半数发生衰变，根据求出未衰变原子核的质量；β衰变的电子来自原子核，不是核外电子；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；α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，从而即可求解．14、【答案】B【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，与原子所处的化学状态无关．故A 错误．B、β射线为原子核内的中子转化为质子同时生成的电子．故B正确．C、比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误；D、大量处于N=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生6种不同频率的光子；故D错误；故选：B【分析】放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，β射线为原子核内的中子转化为质子同时生成的电子，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定15、【答案】 C【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】ABC、核电站采用的是核裂变来释放原子核能；故AB错误，C正确；D、目前的核电站均采用核裂变；聚变的应用尚在试验阶段；故D错误；故选：C．【分析】本题比较简单，根据裂变和聚变的特点分析即可．同时明确目前的核电站均采用核裂变；聚变的应用尚在试验阶段．二、填空题16、【答案】【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】碘131的半衰期约为8天，经过32天后，碘131的剩余质量为：=m/16故答案为：m/16【分析】半衰期是放射性原子核剩下一半需要的时间，根据公式求解剩余原子核的质量17、【答案】β；远【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】α、β、γ三种射线的穿透能力不同，α射线不能穿过3mm厚的铝板，γ射线又很容易穿过3mm厚的铝板，厚度的微小变化不会使穿过铝板的γ射线的强度发生较明显变化，所以基本不受铝板厚度的影响．而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化，即是β射线对控制厚度起主要作用．若超过标准值，说明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调大些．故答案为：β ， 远【分析】根据三种射线的特点：α射线穿透本领太弱，γ射线穿透能力又太强，而β射线穿透能力β居中解答即可．18、【答案】 5；2【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】因为在衰变的过程中，横坐标不是多1，就是少2，知横坐标为电荷数，即质子数．纵坐标少2或少1，知纵坐标表示中子数．从U →Po ， 质子数少92﹣84=8，中子数少12，则质量数少20，设经过N 次α衰变，m 次β衰变，有4N=20，2N ﹣m=8，解得N=5，m=2．故答案为：5，2．【分析】根据α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数多1，质量数不变，进行判断．19、【答案】 8【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】一个密封的罐子里有100克碘131，放置24天后，这个罐子里只剩下12.5克碘131． 由公式 知24/T=3，所以T=8天故答案为：8【分析】根据半衰期公式，求出半衰期的次数，从而得出半衰期．20、【答案】 208；82【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】设衰变后的元素为M ， 质量数为y ， 核电荷数为X衰变方程为：90232Th →X y M+6α+4β则：质量数：232=y+6×4，解得：y=208核电荷数：90=X+2×6﹣4，解得：X=82故答案为：208，82【分析】写出衰变方程，根据原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变，分析求解．三、解答题21、【答案】 （1）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β衰变，（2）静止原子核发生β衰变时，根据动量守恒定律得知，β粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反， 由半径公式r= 可知，两粒子作圆周运动的半径与电荷量成反比，β粒子的电荷量较小，则其半径较大，即轨迹2是β粒子的径迹，轨迹1是反冲核的径迹．（3）两圆半径之比为44：1，由半径公式r= 得，β粒子与反冲核的电荷量之比为：1：44，所以该放射性元素的原子序数是：N=44﹣1=43．【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【分析】静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，由图看出，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断粒子与新核的电性关系，即可判断发生了哪种衰变．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22、【答案】解答：由知，21天经历了3次衰变，所以半衰期为7天．答：该放射性元素的半衰期是7天【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【分析】由两次放出β粒子个数的比值来判断发生衰变的次数．23、【答案】（1）已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．镭核中质子数Z=88，中子数N=226﹣88=138（2）镭核所带的电荷量是1.41×10﹣17C（3）呈中性的镭原子核外电子数为88【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】（1）已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．镭核中质子数Z=88，中子数N=226﹣88=138；（2）镭核所带的电荷量Q=Ze=1.41×10﹣17C，（3）呈中性的镭原子，核外电子数等于核电荷数，即核外电子数为88，答：（1）镭核中有88个质子，138个中子；（2）镭核所带的电荷量是1.41×10﹣17C（3）呈中性的镭原子核外电子数为88．【分析】根据原子中质子数和中子数以及质量数存在关系解答：中子数+质子数=质量数，质子数=原子序数=核外电子数．24、【答案】解答：设原来614C的质量为M，衰变后剩余质量为M则有：，其中N为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故N=2，所以死亡时间为：2×5700=11400年，【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【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．25、【答案】（1）总质量（m）、衰变质量（m）、衰变时间（T），半衰期（T）之间关系为：将m0=2kg ， T=45亿年，T=45亿年，代人解得：m=m/2=1kg故还剩余1kg238U ．（2）根据质量数守恒可知，矿石含有的铅为：生成的铅和其它粒子的质量之比为：206：32所以已经衰变的1kg铀中含有，铅为：m、=m（）0.866kg故答案为：0.866kg（3）根据（1）（2）所求可知，此时剩余的铀为1kg ，产生的铅为0.866kg ，这时铀、铅的质量之比是1：0.866．故这时铀、铅的质量之比是1：0.866【考点】原子核的衰变、半衰期）、衰变质量（m）、衰变时间（T），半衰期（T）之间关系式，【解析】【分析】（1）根据总质量（m代入数据可正确解答．（2）减小的238U ，并非全部变为206Pb，还有其它粒子产生，根据238U和206Pb质量数之间的关系可正确解答．（3）根据前两问计算结果可直接回答．。

4.2 放射性元素的衰变练习1姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 1、（单项) 下列四个方程中，表示α衰变的是：（ ）A ． +→Th U 2349023892He 42 B ． e Ng Na 0124122411-+→C ． 31415692361023592++→+Ba Kr n U n 10 D ． n He H H 10423121+→+2、（单项) 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3、（单项) 天然放射性元素Th 23290（钍）经过一系列核衰变之后，变成Pb 20882（铅）,下列论断中正确的是：（ ）A ．铅核比钍核少23个中子；B ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变；C ．铅核比钍核少24个质子；D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变。

4、（单项)23892U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变 成21083Bi ，而21083Bi 可以经一次衰变变成210a X ( X 代表某 种元素），也可以经一次衰变变成81b Ti ，210a X 和81bTi 最后都变成20682Pb ，衰变路径如图所示，则图中( )A ．a =82， b = 211B ．①是β衰变，②是α衰变C ．①是α衰变，②是β衰变D ．81b Ti 经过一次α衰变变成20682Pb 5、（双项) 钍核Th 23490，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核()Pa 23491，伴随该过程放出γ光子，下列说法中正确的 ( ) A ．该电子就是钍原子核外的电子B ．γ光子是衰变过程中原子核放出的C ．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短D ．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的6、写出下列两个核反应的反应方程27Al(铝核)俘获一个α粒子后放出一个中子。

核衰变与核反应方程1.（2009·上海高考）放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 ( )A.α射线，β射线，γ射线B.γ射线，β射线，α射线C.γ射线，α射线，β射线D.β射线，α射线，γ射线 【解析】由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，故正确答案是B.【答案】B2.（2009·广东高考）科学家发现在月球上含有丰富的He 32（氦3），它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为He 32+He 32→2H 11+He 42.关于He 32聚变下列表述正确的是 ( )A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应没有质量亏损D.目前核电站都采用He 32聚变反应发电4.（2009·福建理综）随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是 .（填选项前的编号）（1）卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构（2）天然放射现象表明原子核内部有电子（3）轻核聚变反应方程有：H 21+H 31→He 42+n 1（4）氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长【解析】（1）选项错误，卢瑟福的α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构.天然放射现象表明原子核会发生衰变，（2）错.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级放出的光子能量比从n=2能级跃迁到n=1能级大，由公式E= ch 可知，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，（4）错.正确选项为（3）.【答案】（3） 5.（2009·山东理综）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为 0.5 MeV 的质子H 11轰击静止的X A Z ,生成两个动能均为8.9 MeV 的He 42.（1 MeV=1.6× 10-13 J ）（1）上述核反应方程为 .（2）质量亏损为 kg.。