巩固练习 天然放射性现象、原子核的人工转变

【巩固练习】 一、选择题1、（2015 北京卷）实验观察到，静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。

则（ ）A.轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外B.轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外C.轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里D.轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里2、某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A 与中子数N 关系的是图（ ）A A A AO N O N O N O N（A ） （B ） （C ） （D ）3、以下是物理学史上3个著名的核反应方程（ ）x+73Li →2y y+147N → x+178O y+94Be →z+126C x 、y 和z 是三种不同的粒子，其中z 是A. α粒子 B ．质子 C ．中子 D ．电子 4、（2015 北京卷）下列核反应方程中，属于α衰变的是( )A. H O He N 1117842147+→+ B.He Th U 422349023892+→C. n He H H 10423121+→+ D.e Pa Th 01-2349123490+→5、表示放射性元素碘131（13153I ）β衰变的方程是A ．131127453512I Sb He →+B ．131131053541I Xe e -→+ C ．131130153530I I n →+ D ．131130153521I Te H →+6、在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则（ ）A.措施①可减缓放射性元素衰变B.措施②可减缓放射性元素衰变C.措施③可减缓放射性元素衰变D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变7、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，发生衰变期时会辐射γ射线。

第一部分：学 案 班级 姓名一、原子核的衰变1. 1896年法国物理学家贝克勒耳发现天然放射性元素，天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。

2．原子核的衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。

衰变规律：遵守质量数守恒和电荷数守恒。

3．α衰变：(1)当一个原子核放出α粒子时，它的原子序数Z 减小2，质量数减小4，该原子核变成另一种原子核，这就是α衰变。

(2)规律：4422M M Z Z X Y He --→+。

4．β衰变：(1)粒子就是电子。

当一个原子核发出一个β粒子后，原子核的原子序数增加1，而质量数不变，这就是β衰变。

(2)规律：011M M Z Z X Y e +-→+。

(3)β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。

5．r 射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，r 射线不改变原子核的电荷数和质量数。

6．放射性元素衰变时放出的射线共有三种：α射线、β射线和r 射线。

其射线的本质和性质如下表：7．半衰期：(1)放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。

它表示放射性元素衰变的快慢。

(2)决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、湿度等）或化学状态（如单质或化合物）无关。

(3)放射性元素经n 个半衰期未发生衰变的原子核数N 和原有原子核数N 0间关系为：01()2n N N =，对应的质量关系为：01()2n N N =。

二、原子核人工转变1．原子核人工转变：原子核在其他粒子作用下变成另一种原子核的变化。

2．卢瑟福发现质子(1)如图12 -8所示，实验装置：容器C 里有放射性物质A ，从A 射出的α粒子射到一片铝箔F 上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不能透过。

在F 的后面放一荧光屏S ，用显微镜M 来观察荧光屏上是否出现闪光，通过阀门T 可往容器C 里通入气体。

(2)卢瑟福发现质子：1441717281N He O H +→+。

原子核的衰变、原子核的人工转变一、天然放射现象1、天然放射现象物质放射出α射线、β射线、γ射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。

1896年法贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里·夫妇发现钋PO 和镭Ra。

物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。

元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。

2、放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。

3、射线种类与性质那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。

在射线经过的空间施加磁场，发现射线①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。

这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

②根据左手定则，可以判断α射线都是正电荷，β射线是负电荷。

③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。

α射线：氦核流速度约为光速的 1/10。

贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；β射线:高速运动的电子流。

速度接近光速，贯穿本领很强。

很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。

γ射线：为波长极短的电磁波。

性质非常象Ｘ射线，只是它的贯穿本领比Ｘ射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。

电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。

不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

原子核的人工转变方程式原子核的人工转变方程式是指通过人工手段改变原子核的构成和性质的化学反应方程式。

这种转变可以通过放射性同位素的放射性衰变、核裂变和核聚变等方式实现。

其中，放射性同位素的放射性衰变是指原子核自发地发生放射性衰变，而核裂变和核聚变则需要外界能量的输入才能发生。

下面分别介绍这三种方法的人工转变方程式：1. 放射性同位素的放射性衰变放射性同位素是指具有不稳定原子核的同位素，它们会自发地发生放射性衰变，释放出粒子或电磁辐射以达到更加稳定的状态。

例如，铀-238（U-238）会经过一系列α衰变和β衰变最终转化为稳定的铅-206（Pb-206），其反应方程式如下：U-238 → Th-234 + α（4/2 He）Th-234 → Pa-234 + β（0/-1 e）Pa-234 → U-234 + β（0/-1 e）U-234 → Th-230 + α（4/2 He）Th-230 → Ra-226 + α（4/2 He）Ra-226 → Rn-222 + α（4/2 He）Rn-222 → Po-218 + α（4/2 He）Po-218 → Pb-214 + α（4/2 He）Pb-214 → Bi-214 + β（0/-1 e）Bi-214 → Po-214 + β（0/-1 e）Po-214 → Pb-210 + α（4/2 He）Pb-210 → Bi-210 + β（0/-1 e）Bi-210 → Po-210 + β（0/-1 e）Po-210 → Pb-206 + α（4/2 He）2. 核裂变核裂变是指将重核分裂成两个或多个轻核的过程，同时释放出大量能量。

这种转变需要外界的能量输入，例如中子轰击或高能粒子撞击等。

以铀为例，其核裂变方程式如下：n + U-235 → Ba-141 + Kr-92 + 3nn + U-238 → Ba-140 + Kr92 + 3n其中，U代表铀，n代表中子，Ba代表钡，Kr代表氪。

衰变与人工核反应（含答案）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）、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、42 He，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＋147N→x＋178Oy＋94Be→z＋126Cx、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、23892U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①21083Bi(铋)→21084Po钋[pō]＋0－1e②21083Bi→20681Tl[tā]＋42He5、(2012·大纲全国·15)23592U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＝4C．m＝14，n＝9 D．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：23592U→20782Pb＋m42He ＋n0－1e根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程235＝207＋4m92＝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23793Np(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23793Np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.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衰变答案BC解析20983Bi的中子数为209－83＝126，23793Np的中子数为237－93＝144，20983Bi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237－209 4＝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－3Z，b－2 Z. 镤拼音[pú]故原子核Z为a－3b－2核反应类型的判断9、下列核反应方程及其表述完全正确的是氙气(读音xiān)()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，23592U＋10n→14156Ba＋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 A②14488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m4，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。

《第一节天然放射现象原子核的衰变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、天然放射现象中，放出的三种射线具有不同的穿透能力，其中穿透能力最强的是：•A、α射线•B、β射线•C、γ射线•D、无法确定2、下列关于原子核衰变的说法不正确的是：•A、α衰变时，原子核释放一个氦核，其质量数减少4，质子数减少2。

•B、β衰变时，原子核放出一个电子或正电子，实际上是核内的中子转化为质子并放出电子的过程。

•C、γ衰变时，原子核放出电磁波，不需要改变核内的质子数和中子数。

•D、η衰变是一种特殊情况，其中中子转化为质子，并放出一个正电子和一个中微子。

3、以下关于放射性现象的说法中，错误的是：A、放射性物质的衰变过程是不依赖于外界条件的自发的原子核的衰变。

B、β衰变过程中，原子核会释放电子。

C、放射性元素的衰变速度与其所处的物理状态有关，即在固态、液态、气态下衰变速度不同。

D、α粒子和β粒子均可以引起氙气室内milky点迹的痕迹。

4、某放射性元素的半衰期为5年，那么该元素放射性强度减弱到原来的1/4需要多长时间？A、2.5年B、5年C、10年D、15年5、以下哪种现象不属于天然放射现象？（）A、α衰变B、β衰变C、热辐射D、γ衰变6、一个原子核经过一次β衰变后，其质子数发生了以下哪种变化？（）A、增加1B、减少1C、不变D、增加27、下列关于天然放射现象的说法中，哪一项是正确的？A、天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂结构B、α射线、β射线和γ射线都是高速运动的带电粒子流C、α、β、γ三种射线中，α射线的穿透能力最强D、α、β、γ射线都具有很强的电离作用二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于天然放射现象的描述，正确的是（）A、α射线穿透能力弱，易被纸张阻挡B、β射线穿透能力适中，可被铝板阻挡C、γ射线穿透能力最强，几乎能穿透任何物质D、α射线和β射线的电离能力强于γ射线E、β衰变是指原子核内的中子转变为质子，同时发射出一个电子2、关于原子核的衰变，以下说法正确的是（）A、放射性元素的半衰期是固定的，不受外界环境影响B、放射源衰变过程中，子核与母核之间的能量差确定，因此每次衰变都会放出特定的能量C、放射性元素的半衰期与元素的数量成正比D、放射性物质在衰变过程中，核子数守恒E、放射性衰变分为α衰变、β衰变和γ衰变三种类型3、在以下关于天然放射现象和原子核衰变的描述中，哪些是正确的？A. 放射性元素的衰变过程是自发的，不受外界因素影响。

原子核的衰变、原子核的人工转变一、天然放射现象1、天然放射现象物质放射出a射线、B射线、丫射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。

1896年法贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里•夫妇发现钋P O和镭R a。

物质发射射线的性质称为放射性（radioactivity）。

元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。

2、放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。

3、射线种类与性质那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。

在射线经过的空间施加磁场，发现射线①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。

这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

②根据左手定则，可以判断［射线都是正电荷，［射线是负电荷。

③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。

a射线：氦核流速度约为光速的1/10。

贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；B射线：高速运动的电子流。

速度接近光速，贯穿本领很强。

很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。

丫射线：为波长极短的电磁波。

性质非常象X射线，只是它的贯穿本领比X射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。

电离本领和贯穿本领之间的关系：a粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的a粒子，贯穿本领最弱；而丫光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能小结：①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。

不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

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。

15.3 天然放射现象、核反应、核能练习题一、选择题1．下列现象中，与原子核内部变化有关的是( )A．α粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象 D．原子发光现象2．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3．(2010·上海高考)现已建成的核电站发电的能量来自于( )A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量4．(2010·全国卷Ⅱ)原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子，由此可知( )A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝25．静止的3015P衰变成3014Si，静止原子核234 90Th衰变成234 91Pa，在同一匀强磁场中的轨道如图15－3－1所示．由此可知( )图15－3－1A ．甲图为3015P 的衰变轨迹，乙图为Th 核的衰变轨迹B ．甲图为23490Th 的衰变轨迹，乙图为3015P 的衰变轨迹C ．图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹D ．图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹6．科学家发现在月球上含有丰富的32He(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32He ＋32He→211H ＋42He.关于32He 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32He 聚变反应发电7．14C 是一种半衰期为5730年的放射性同位素．若考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的14，则该古木死亡时间距今大约( ) A ．22920年 B ．11460年C ．5730年D ．2865年8．天然放射性元素232 90Th(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24个中子B ．铅核比钍核少8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衰变二、非选择题9．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，莱克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0 B．0和1C．1和0 D．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9.1×10－31kg，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________________．10．为了捍卫我国的领海主权，随着我国综合国力的不断增强，相信在不远的将来，我国会拥有自己的航空母舰．假设航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋( )10n(1)在括号内填出10n前的系数；(2)用m1、m2、m3分别表示235 92U、141 56Ba、9236Kr核的质量，m表示中子的质量，则上述核反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE是多少？(3)假设核反应堆的功率P＝6.0×105kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg铀235？(铀235的摩尔质量M＝0.235 kg/mol，一个月约为t＝2.6×106 s，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1023 mol－1，计算结果保留两位有效数字)答案与解析1、解析：α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发地放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C项错误；原子发光是原子跃迁形成的，并没有涉及到原子核的变化，故D项错误．答案：B2、解析：掌握放射性元素衰变时产生的α射线、β射线、γ射线的电离及穿透性质即可．答案：B3、解析：现在核电站所用原料主要是铀，利用铀裂变放出的核能发电，故C项正确．答案：C4、解析：本题考查核反应方程的书写，主要考查电荷数守恒和质量数守恒．根据这两点有方程A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2，D项对．答案：D5、解析：原子核P衰变成Si时，放出正电子，两者均带正电，运动方向相反，根据左手定则，轨道应是外切圆，如图乙．根据动量守恒，0＝m3v3＝m4v4R ＝mv Bq ，所以R 3R 4＝q 4q 3＝141所以3为粒子轨迹同理：R 1R 2＝q 2q 1＝911，所以1为粒子轨迹 因此，原子核23490Th 变成原子核234 91Pa 时，放出带负电的电子，轨道应是内切圆，如图甲．由上可知选项B 、C 正确．答案：BC6、解析：核聚变过程中会发生质量亏损，同时伴有巨大的核能放出，故A 、C 都是错误的；聚变反应中会产生新的原子核，如本题中生成了42He ，故B 正确；目前核电站的核燃料一般还是铀235，故D 错误．答案：B7、解析：假设古木死亡时14C 的质量为m 0，现在的质量为m ，由死亡至今所含14C 经过了n 个半衰期，由题意可知m m 0＝(12)n ＝14，所以n ＝2，即古木死亡的时间为5730×2年＝11460年，应选B.答案：B8、解析：铅核核子数比钍核核子数少24个，而不是中子数少24个，A 项错；铅核质子数为82，钍核质子数为90，故铅核比钍核少8个质子，B 项对；钍核的衰变方程为：23290Th ―→20882Pb ＋x 42He ＋y 0－1e ，式中x 、y 分别为α和β的衰变次数．由质量数守恒和电荷数守恒有⎩⎨⎧ 4x ＋208＝2322x －y ＋82＝90，解得⎩⎨⎧ x ＝6y ＝4即衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，C 项错而D 项对．答案：BD9、解析：(1)由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知A正确．(2)由能量守恒有2E＝2m e c2，所以E＝m e c2＝9.1×10－31×(3.0×108)2 J＝8.2×10－14 J.反应过程中动量守恒且总动量为零．答案：(1)A (2)8.2×10－14遵循动量守恒10、解析：(1)由电荷数守恒和质量数守恒可知系数为3.(2)ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－2m)c2(3)一个月内核反应产生的总能量为E＝Pt，同时E＝mMN AΔE，所以Pt＝mMN AΔE，解得m＝PtMN AΔE≈22 kg.答案：(1)3 (2)(m1－m2－m3－2m)c2(3)22 kg。