放射性元素的衰變 學案 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第3冊

5.2放射性元素的衰變學習目標：1.知道放射現(xiàn)象的實質(zhì)是原子核的衰變．2．知道α衰變、β衰變的規(guī)律、實質(zhì)，會寫衰變方程．3．理解半衰期的概念，會利用半衰期解決相關(guān)問題．4．知道人工放射性同位素及其應用．5．知道核反應及其遵循的規(guī)律，會正確書寫核反應方程.學科素養(yǎng)：1.知道衰變、半衰期及原子核衰變的規(guī)律，了解核反應及放射性同位素應用的基本觀念和相關(guān)實驗證據(jù)．(物理觀念)2．理解原子核的衰變規(guī)律及半衰期的計算方法，掌握核反應方程的寫法與放射性同位素的應用，培養(yǎng)分析、推理能力．(科學思維)3．通過學習科學家對放射性元素衰變的探究，學會觀察和思考，提升科學探究的能力．(科學探究)4．學會堅持實事求是的科學態(tài)度，體驗科學家探索科學規(guī)律的艱辛和科學研究的價值．(科學態(tài)度與責任)自主梳理知識點一原子核的衰變1．定義原子核自發(fā)地放出________或________，由于核電荷數(shù)變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種________．我們把這種變化稱為原子核的衰變．2．衰變分類(1)α衰變：放出________的衰變．衰變方程eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋________.(2)β衰變：放出________的衰變．衰變方程eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋________.3．衰變規(guī)律：原子核衰變時________和________都守恒．說明：任何一種放射性元素只有一種放射性，不能同時既有α放射性又有β放射性，而γ射線伴隨α衰變或β衰變產(chǎn)生．答案：1.α粒子β粒子原子核2．(1)α粒子eq\o\al(4,2)He(2)β粒子eq\o\al(0,－1)e3．電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)知識點二半衰期1．定義：放射性元素的原子核有________發(fā)生衰變所需的時間．2．特點(1)不同的放射性元素，半衰期________，甚至差別非常大．(2)放射性元素衰變的快慢是由____________的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系．3．適用條件：半衰期描述的是________，不適用于單個原子核的衰變．4．半衰期的應用：利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點，可以通過測量其衰變程度來推斷________．答案：1.半數(shù)2．(1)不同(2)核內(nèi)部自身3．統(tǒng)計規(guī)律時間知識點三核反應1．定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生________或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程．2．原子核的人工核轉(zhuǎn)變：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.3．遵循規(guī)律：________守恒、電荷數(shù)守恒．答案：1.新原子核3．質(zhì)量數(shù)知識點四放射性同位素及其應用1．放射性同位素：具有________的同位素．2．應用(1)射線測厚儀．(2)放射治療．(3)培優(yōu)、保鮮．(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有________的化學性質(zhì)，用放射性同位素替換非放射性的同位素后，可以用儀器探測出原子到達的位置．答案：1.放射性2．(4)相同知識點五輻射與安全1．人類一直生活在放射性的環(huán)境中．2．過量的射線對人體組織有________作用．在使用放射性同位素時，必須嚴格遵守操作規(guī)程，注意人身安全，同時，要防止____________對水源、空氣、用具等的污染．答案：2.破壞放射性物質(zhì)重難點研習研習1原子核的衰變規(guī)律與衰變方程導學探究原子核α衰變實質(zhì)是放出一個氦原子核，β衰變實質(zhì)是放出一個電子．如圖所示為α衰變、β衰變示意圖．試探究：(1)放射性元素能不能一次衰變同時產(chǎn)生α射線和β射線？(2)γ射線又是怎樣產(chǎn)生的？提示：(1)不能，一次衰變只能是α衰變或β衰變，而不能同時發(fā)生α衰變和β衰變．(2)放射性的原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時產(chǎn)生的新核處于高能級，這時它要向低能級躍遷，并放出γ光子．要點歸納1．衰變實質(zhì)α衰變：原子核內(nèi)兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個α粒子，并在一定條件下作為一個整體從較大的原子核中釋放出來，產(chǎn)生α衰變．衰變方程：2eq\o\al(1,0)n＋2eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He.β衰變：原子核內(nèi)的一個中子變成一個質(zhì)子留在原子核內(nèi)，同時放出一個電子，即β粒子放射出來．衰變方程為eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e.2．衰變方程通式(1)α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He.(2)β衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e.3．確定原子核衰變次數(shù)的方法設(shè)放射性元素eq\o\al(A,Z)X經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素eq\o\al(A′,Z′)Y，則衰變方程：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e，根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m，以上兩式聯(lián)立解得n＝eq\f(A－A′,4)，m＝eq\f(A－A′,2)＋Z′－Z，由此可見，確定衰變次數(shù)的方法可歸結(jié)為解一個二元一次方程組．研習指導[典例1](多選)放射性元素eq\o\al(238,92)U衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(b,81)Tl，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)Tl最后都變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖所示．則()A．a(chǎn)＝82，b＝211B.eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X是α衰變，eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是β衰變C.eq\o\al(210,a)X→eq\o\al(206,82)Pb是α衰變，eq\o\al(b,81)Tl→eq\o\al(206,82)Pb是β衰變D.eq\o\al(b,81)Tl經(jīng)過一次β衰變變成eq\o\al(206,82)Pb解析：eq\o\al(210,83)Bi經(jīng)過一次衰變變成eq\o\al(210,a)X，質(zhì)量數(shù)沒有發(fā)生變化，為β衰變，即eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X＋eq\o\al(0,－1)e，解得a＝84；eq\o\al(210,83)Bi經(jīng)過一次衰變變成eq\o\al(b,81)Tl，核電荷數(shù)少2，為α衰變，即eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl＋eq\o\al(4,2)He，解得b＝206，故A、B錯誤．結(jié)合A、B可知eq\o\al(210,84)X→eq\o\al(206,82)Pb＋eq\o\al(4,2)He，是α衰變；eq\o\al(210,81)Tl→eq\o\al(206,82)Pb＋eq\o\al(0,－1)e，是β衰變，故C、D正確．答案：CD[典例2]eq\o\al(238,92)U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)閑q\o\al(206,82)Pb核，問：(1)一共經(jīng)過幾次α衰變和幾次β衰變？(2)eq\o\al(206,82)Pb與eq\o\al(238,92)U相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少？(3)綜合寫出這一衰變過程的方程．解析：(1)設(shè)eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(206,82)Pb經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②聯(lián)立①②解得x＝8，y＝6即一共經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變．(2)由于每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少2，每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)減少1，而質(zhì)子數(shù)增加1，故eq\o\al(206,82)Pb較eq\o\al(238,92)U質(zhì)子數(shù)少10，中子數(shù)少22.(3)衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋8eq\o\al(4,2)He＋6eq\o\al(0,－1)e.答案：(1)8次6次(2)1022(3)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋8eq\o\al(4,2)He＋6eq\o\al(0,－1)e教師指導衰變次數(shù)的分析技巧為了確定衰變次數(shù)，一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)(這是因為β衰變的次數(shù)多少對質(zhì)量數(shù)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)．針對訓練1．原子核X經(jīng)過一次α衰變成為原子核Y，原子核Y再經(jīng)一次β衰變成為原子核Z，則下列說法中正確的是()A．核X的中子數(shù)比核Z的中子數(shù)多2B．核X的質(zhì)子數(shù)比核Z的質(zhì)子數(shù)多5C．核Z的質(zhì)子數(shù)比核X的質(zhì)子數(shù)少1D．原子核X的中性原子的電子數(shù)比原子核Y的中性原子的電子數(shù)少1答案：C解析：根據(jù)衰變規(guī)律，發(fā)生一次α衰變減少兩個質(zhì)子和兩個中子，發(fā)生一次β衰變減少一個中子而增加一個質(zhì)子．中性原子的電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)．故A、B、D錯誤，C正確．研習2放射性元素的半衰期及其應用導學探究如圖所示為始祖鳥的化石，美國科學家維拉·黎比運用了半衰期的原理發(fā)明“碳-14計年法”，并因此榮獲了1960年的諾貝爾化學獎．利用“碳-14計年法”可以估算出始祖鳥的年齡．為什么能夠運用半衰期來計算始祖鳥的年齡？提示：半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間．能夠運用它來計算始祖鳥的年齡是因為半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關(guān)．要點歸納對半衰期規(guī)律的理解衰變規(guī)律N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,r))，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,r))，式中N原、m原分別表示衰變前的原子核數(shù)和質(zhì)量，N余、M余分別表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間，τ表示半衰期影響因素由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的外部條件、化學狀態(tài)無關(guān)半衰期規(guī)律是對大量原子核衰變行為作出的統(tǒng)計結(jié)果，可以對大量原子核衰變行為進行預測，而單個特定原子核的衰變行為不可預測研習指導[典例3]放射性同位素14C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學獎．(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成不穩(wěn)定的eq\o\al(14,6)C，它很容易發(fā)生衰變，放出β射線變成一個新核，其半衰期為5730年，試寫出14C的衰變方程．(2)若測得一古生物遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量只有活體中的25%，則此遺骸距今約有多少年？[巧指導](1)根據(jù)衰變規(guī)律書寫衰變方程；(2)eq\o\al(14,6)C含量只有活體中的25%說明經(jīng)過2個半衰期，再應用半衰期公式計算時間．[解析](1)eq\o\al(14,6)C的β衰變方程為：eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N.(2)eq\o\al(14,6)C的半衰期T＝5730年，生物死亡后，遺骸中的eq\o\al(14,6)C按其半衰期變化，設(shè)活體中eq\o\al(14,6)C的含量為N0，遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量為N，則N＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,T))N0，即0.25N0＝eq\f(1,2)eq\s\up15(eq\f(t,5730))N0，即eq\f(t,5730)＝2，t＝11460年．[答案](1)eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N(2)11460年教師指導理解半衰期的常見誤區(qū)(1)錯誤地認為半衰期就是一個放射性元素的原子核衰變到穩(wěn)定核所經(jīng)歷的時間．其實半衰期是大量的原子核發(fā)生衰變時所表現(xiàn)的統(tǒng)計規(guī)律．(2)錯誤地認為放射性元素的半衰期就是物質(zhì)質(zhì)量減少為原來一半所需要的時間，該觀點混淆了尚未發(fā)生衰變的放射性元素的質(zhì)量與衰變后元素的質(zhì)量的差別．其實衰變后的質(zhì)量包括衰變后新元素的質(zhì)量和尚未發(fā)生衰變的質(zhì)量兩部分．針對訓練2．下列有關(guān)半衰期的說法正確的是()A．放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時間越短，衰變速度越快B．放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素半衰期也變長C．把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度D．降低溫度或增大壓強，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度答案：A解析：放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，它反映了放射性元素衰變速度的快慢，半衰期越短，則衰變越快；某種元素的半衰期長短由其自身因素決定，與它所處的物理、化學狀態(tài)無關(guān)．故A正確，B、C、D錯誤．3．一塊氡222放在天平的左盤時，需要天平的右盤加444g砝碼，天平才能處于平衡，氡222發(fā)生α衰變，經(jīng)過一個半衰期以后，欲使天平再次平衡，應從右盤中取出的砝碼為()A．222gB．8gC．2gD．4g答案：D解析：原有氡222共444g，經(jīng)過一個半衰期后有222g氡發(fā)生衰變，其衰變方程為eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He，但是衰變后生成的釙218還在左盤，也就是說，經(jīng)過一個半衰期只有4g的α粒子從左盤放射出去，因此欲使天平再次平衡，右盤中只需取出4g砝碼．故A、B、C錯誤，D正確．研習3原子核的人工轉(zhuǎn)變及核反應方程的書寫導學探究如圖所示是某著名物理實驗裝置圖，科學家利用該裝置第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變．(1)請寫出該核反應方程；(2)請寫出這位科學家的名字及他發(fā)現(xiàn)了什么？提示：(1)核反應方程是：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.(2)盧瑟福第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子．要點歸納1．核反應的條件：用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變．2．核反應的實質(zhì)：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變．3．原子核人工轉(zhuǎn)變的三個典型核反應(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.(2)1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n.(3)1934年約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素的核反應：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n.4．人工轉(zhuǎn)變核反應與衰變的比較不同點原子核的人工轉(zhuǎn)變是一種核反應，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生，而衰變是原子核的自發(fā)變化，與它所處的化學狀態(tài)和外部條件無關(guān)相同點人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應前后粒子總動量守恒研習指導[典例4]中國科學院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素eq\o\al(202,78)Pt.制取過程如下：(1)用質(zhì)子轟擊鈹靶eq\o\al(9,4)Be產(chǎn)生快中子；(2)用快中子轟擊汞eq\o\al(204,80)Hg，反應過程可能有兩種：①生成eq\o\al(202,78)Pt，放出氦原子核；②生成eq\o\al(202,78)Pt，放出質(zhì)子、中子；(3)生成的eq\o\al(202,78)Pt發(fā)生兩次β衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞eq\o\al(202,80)Hg.寫出上述核反應方程式．解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應方程．(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(9,5)B＋eq\o\al(1,0)n.(2)①eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋eq\o\al(3,2)He；②eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n.(3)eq\o\al(202,78)Pt→eq\o\al(202,79)Au＋eq\o\al(0,－1)e；eq\o\al(202,79)Au→eq\o\al(202,80)Hg＋eq\o\al(0,－1)e.答案：見解析教師指導核反應方程的書寫原則(1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．(2)中間用箭頭，不能寫成等號，因兩端僅僅是質(zhì)量數(shù)守恒，沒有體現(xiàn)質(zhì)量相等；也不能僅畫一條橫線，因箭頭的方向還表示反應進行的方向．(3)核反應必須是實際能夠發(fā)生的，不能憑空亂寫．針對訓練4．(1)完成下列核反應方程：①eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(11,5)B→eq\o\al(14,7)N＋________；②eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→________＋eq\o\al(1,1)H；③eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋________；④eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al＝eq\o\al(30,15)P＋________.(2)在(1)的四個方程中，發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程是________，發(fā)現(xiàn)放射性同位素的方程是________．答案：(1)eq\o\al(1,0)neq\o\al(26,12)Mgeq\o\al(1,0)neq\o\al(1,0)n(2)③④解析：(1)由核反應的規(guī)律：質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可以判斷①③④中的三個核反應生成物中都有中子，而③中的核反應的生成物應為eq\o\al(26,12)Mg.(2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為③，居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素的核反應方程為④.研習4放射性同位素的應用導學探究在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其監(jiān)測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖所示．請思考：(1)該裝置中探測器接收到的是哪種射線？(2)如果鋼板變厚了，會有什么變化？提示：(1)三種射線中，α射線用一張紙就能將其擋住，β射線能穿透幾毫米厚的鉛板，γ射線能穿透幾厘米厚的鉛板，這里是鋼板，只能用γ射線．(2)鋼板變厚，穿過的γ粒子數(shù)會減少．要點歸納1．放射性同位素的應用(1)利用放射性同位素放出的射線①探傷：射線穿透金屬部件時，如果遇到砂眼、裂痕等傷痕，接收到的射線將與正常處不同，因此可利用放射性同位素放出射線探傷．②測厚：射線穿透某些物質(zhì)的本領(lǐng)與物質(zhì)的厚度、密度有關(guān)，因此可用射線來檢查某些產(chǎn)品的厚度，技術(shù)上可用作自動控制．③利用射線電離能力，可以使空氣電離，除去紡織車間的靜電，或制成報警器．④利用射線照射，可以殺死癌細胞，用于治??；用射線照射植物，引起植物變異，用以育種等．(2)做示蹤原子由于放射性同位素跟同種元素的非放射性同位素具有相同的化學性質(zhì)，如果在某種元素里摻進一些放射性同位素，那么元素無論走到哪里，它的放射性同位素也經(jīng)過同樣的過程．而放射性元素不斷地放出射線，再用儀器探測這些射線，即可知道元素的行蹤，這種用途的放射性同位素叫示蹤原子．2．人工放射性同位素的優(yōu)點(1)資源豐富，天然放射性元素不過40多種，但人工放射性同位素已達3000多種，目前每種元素都有了自己的放射性同位素．(2)和天然放射性物質(zhì)相比，人工放射性同位素的放射強度容易控制，還可以制成各種所需的不同形狀，特別是，它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，因此放射性廢料容易處理．由于這些優(yōu)點，所以在生產(chǎn)和科研中凡是用到射線時，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物質(zhì)．研習指導[典例5](多選)關(guān)于放射性同位素的應用下列說法中正確的有()A．放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達到了消除有害靜電的目的B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷C．用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害解析：利用放射線消除有害靜電是利用α射線的電離性，使空氣分子電離成導體，將靜電導出，A錯誤；利用γ射線的穿透性可以為金屬探傷，γ射線對人體細胞傷害太大，因此不能用來人體透視，在用于治療腫瘤時要嚴格控制劑量，B、D正確；DNA變異并不一定都是有益的，C錯誤．答案：BD教師指導放射性同位素的兩類應用(1)利用它的射線：α射線的電離作用，γ射線的貫穿本領(lǐng)和生物作用，β射線的貫穿本領(lǐng)．(2)作為示蹤原子：多數(shù)情況下用β射線，因為γ射線難以探測到．針對訓練5．關(guān)于放射性同位素的應用，下列說法中正確的是()A．利用γ射線使空氣電離，把靜電荷導出B．利用α射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C．利用β射線來治肺癌、食道癌D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學性質(zhì)相同，作為示蹤原子答案：D解析：β或α射線的電離本領(lǐng)較大，可以消除工業(yè)上有害的靜電積累，A錯誤；γ射線的穿透性強，可以輻射育種、輻射保鮮、消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤等，B、C錯誤；放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學性質(zhì)相同，可以作示蹤原子，D正確．鞏固練習1．(多選)在下列關(guān)于近代物理知識的說法中，正確的是()A．氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，原子的能量增大B．β射線是原子的核外電子電離后形成的電子流C．鈾元素的半衰期為T，當溫度發(fā)生變化時，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化D．查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，其核反應方程為：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n答案：AD解析：氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，吸收了能量，所以原子的能量增大，A正確；β射線是從原子核輻射出來的，不是原子外層電子電離出來的，B錯誤；半衰期不隨外界因素的變化而變化，C錯誤；D符合物理學事實，D正確．2．2019年是世界上首次實現(xiàn)元素人工轉(zhuǎn)變100周年.1919年，盧瑟福用氦核轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了另一種元素，該核反應方程可寫為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N＝eq\o\al(m,8)X＋eq\o\al(1,n)Y.以下判斷正確的是()A．m＝16，n＝1B．m＝17，n＝1C．m＝16，n＝0D．m＝17，n＝0答案：B解析：核反應過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒得：4＋14＝m＋1,2＋7＝8＋n，解得：m＝17，n＝1，故B正確，A、C、D錯誤．3．居里夫婦和貝克勒爾由于對放射性的研究而一起獲得1903年的諾貝爾物理學獎，下列關(guān)于放射性的敘述，正確的是()A．自然界中只有原子序數(shù)大于83的元素才具有放射性B．三種天然放射線中，電離能力和穿透能力最強的是α射線C．α衰變eq\o\al(238,92)U→X＋eq\o\al(4,2)He的產(chǎn)物X由90個質(zhì)子和144個中子組成D．放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件有關(guān)答案：C解析：原子序數(shù)大于83的元素都具有放射性，小于83的個別元素也具有放射性，故A錯誤；α射線的穿透能力最弱，電離能力最強，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱，故B錯誤；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒得，產(chǎn)物X為eq\o\al(234,90)X，則質(zhì)子為90個，中子數(shù)為234－90＝144個，故C正確；放射性元素的半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關(guān)，故D錯誤．4．據(jù)最新報道，放射性同位素鈥eq\o\al(166,67)Ho在醫(yī)療領(lǐng)域有重要應用，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是()A．32B．67C．99D．166答案：A解析：根據(jù)原子核內(nèi)各量的關(guān)系可知核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝67，中子數(shù)為166－67＝99，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99－67＝32，故A正確，B、C、D錯誤．5．(多選)我國研制的旋式γ刀治療腦腫瘤效果極好