第15.1節(jié)天然放射現(xiàn)象原子核的衰變

第十五章原子核15.1天然放射現(xiàn)象原子核的衰變??目標(biāo)導(dǎo)航知識要點難易度1.放射性2.α射線、β射線和γ射線的性質(zhì)、比較3.α、β衰變方程4.核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)守恒、電荷守恒5.半衰期★★★★

★★★★★★★★??知識精講一、天然放射現(xiàn)象放射性1.天然放射現(xiàn)象：物質(zhì)自發(fā)放出射線的現(xiàn)象。2.放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)。放射性元素：具有放射性元素。原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)放出射線；原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性。3.最早發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的科學(xué)家是貝可勒爾。二、三種射線1.把放射源鈾、釙或鐳放入用鉛做成的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細(xì)細(xì)的一束。2.在射線經(jīng)過的空間施加磁場。①射線分裂成三束，如圖（1）；②兩束在磁場中向不同的方向偏轉(zhuǎn)，這說明它們是帶電粒子流；且電性相反。③另一束在磁場中不偏轉(zhuǎn)，說明它不帶電。圖（1）圖（2）這三種射線分別叫作α射線、β射線和γ射線。射線與核外電子無關(guān)，它來自原子核。說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。3.天然放射現(xiàn)象中的三種射線的比較，穿透能力如圖（2）：粒子特性α射線（正電）貫穿本領(lǐng)小（空氣中射程只有幾厘米），一張薄鋁箔或一張薄紙就能將它擋住，電離本領(lǐng)強，容易使空氣電離。速度為c/10β射線(負(fù)電)高速電子流，貫穿本領(lǐng)大（能穿透幾毫米的鋁板）電離作用較弱，速度為9c/10，接近光速。γ射線高能光子（中性）波長很短的電磁波，貫穿本領(lǐng)最大（能穿透幾厘米的鉛板），電離作用最小。4.電離：射線使原子中的電子脫離核的束縛成為自由電子的過程。例1.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A.天然放射現(xiàn)象表明原子內(nèi)部有一定結(jié)構(gòu)B.升高溫度可以改變原子核衰變的半衰期C.β射線是原子核外的電子形成的電子流D.三種射線中γ射線的穿透能力最強，電離作用最小答案：D解析：天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有一定結(jié)構(gòu)，故A錯誤；原子核衰變的半衰期與物理條件和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故升高溫度不能改變原子核衰變的半衰期，故B錯誤；發(fā)生一次β衰變，原子核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子，這個電子被拋射出來，故C錯誤；三種射線中γ射線是不帶電的光子，穿透能力最強，電離作用最小，故D正確。三、原子核的衰變1.定義：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说默F(xiàn)象。2.衰變的種類：α衰變、β衰變原子核一般用ZAα衰變方程：Zβ衰變方程：上述描述核反應(yīng)過程的公式稱核反應(yīng)方程，一般不可逆，所以用箭頭表示，而不是等號。3.衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒，核電荷數(shù)守恒。注意：質(zhì)量數(shù)守恒并非質(zhì)量守恒，因為有能量的釋放，會出現(xiàn)質(zhì)量虧損。4.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。γ射線經(jīng)常是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生的，不會單獨產(chǎn)生。放射性物質(zhì)發(fā)出的射線中就會同時具有α、β、γ三種射線。但一次衰變只能是α衰變或β衰變，不可能同時進行α衰變和β衰變。5.在磁場中的軌跡：α衰變：發(fā)生衰變的原子核原來靜止，由于無外力作用，動量守恒，新核與放出的粒子速度方向相反，新核和α粒子都帶正電荷，則它們所受的洛倫茲力方向相反，則軌道應(yīng)是外切圓，又因為r＝eq\f(mv,Bq)，半徑大的應(yīng)該是電荷量小的α粒子的運動軌跡。β衰變：新核和β衰粒子所帶電性相反，則它們所受的洛倫茲力方向相同，它們的軌道應(yīng)是內(nèi)切圓，同理，半徑大的應(yīng)該是電荷量小的電子的運動軌跡。例2.一個放射性原子核發(fā)生一次β衰變，它的（）（A）質(zhì)子數(shù)減少一個，中子數(shù)不變 （B）質(zhì)子數(shù)增加一個，中子數(shù)不變（C）質(zhì)子數(shù)減少一個，中子數(shù)增加一個 （D）質(zhì)子數(shù)增加一個，中子數(shù)減少一個答案：D解析：衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，并釋放一個電子，所以原子核的中子數(shù)減少一個，質(zhì)子數(shù)增加一個，故D正確，A、B、C錯誤。例3.下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是（）（A）（B）（C）（D）答案：B解析：只有BC的生成物中含有α粒子，衰變指從原子核中自發(fā)產(chǎn)生，但C是核聚變，所以B正確。四、放射性元素的半衰期若放射性元素原來的質(zhì)量為m0、原子數(shù)為N0；剩余的質(zhì)量m，剩余的原子數(shù)為N，半衰期為??，半衰期個數(shù)為n，經(jīng)過時間t，則：未衰變核數(shù)的計算關(guān)系：；未衰變核的質(zhì)量的計算關(guān)系：⑴元素的半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，只與元素的種類有關(guān)，跟元素所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。不同元素半衰期不同。⑵半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，只對大量的原子核才適用，對少數(shù)原子核是不適用的。例4.若放射性同位素eq\o\al(23,11)Na的樣品經(jīng)過6小時只剩下eq\f(1,8)沒有發(fā)生衰變，它的半衰期是多少？答案：2h解析：由N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,T)，N余＝eq\f(1,8)N原，可得：eq\f(t,T)＝3，又t＝6h，所以T＝2h。??考點題型考點01α射線、β射線和γ射線的性質(zhì)和比較例5.為保證生產(chǎn)安全，大型鋼鐵部件內(nèi)部不允許有砂眼、裂紋等傷痕存在。如圖所示是利用射線檢測鋼柱內(nèi)部是否存在砂眼或裂紋情況的示意圖，若鋼柱的直徑為20cm，則下列說法正確的是()A．射線源放出的射線應(yīng)該是β射線B．射線源放出的射線應(yīng)該是α射線C．射線源放出的射線應(yīng)該是γ射線D．若鋼柱內(nèi)部有傷痕，探測器接收到的射線粒子將減少答案：C解析：此射線必須能穿透部件，接收器才能接收到射線粒子，用一張紙就能將α射線擋住，β射線只能穿透幾毫米厚的鋁板，γ射線能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土，顯然應(yīng)該用γ射線檢查直徑為20cm的鋼鐵部柱內(nèi)部是否有傷痕存在，選項C正確，A、B錯誤；當(dāng)遇到鋼柱內(nèi)部有砂眼或裂紋時，穿過鋼柱到達探測器的γ射線比沒有砂眼或裂紋處的要強一些，選項D錯誤。例6.A、B兩種放射性元素，原來都靜止在同一勻強磁場中，磁場方向如圖所示，其中一個放出α粒子，另一個放出β粒子，α與β粒子的運動方向跟磁場方向垂直，圖中a、b、c、d分別表示α粒子、β粒子以及兩個剩余核的運動軌跡，則()A．a(chǎn)為α粒子軌跡，c為β粒子軌跡B．b為α粒子軌跡，d為β粒子軌跡C．b為α粒子軌跡，c為β粒子軌跡D．a(chǎn)為α粒子軌跡，d為β粒子軌跡答案：C解析：兩個相切的圓表示在相切點處是靜止的原子核發(fā)生了衰變，由于無外力作用，動量守恒，所以原子核發(fā)生衰變后，新核與放出的粒子速度方向相反，若它們帶相同性質(zhì)的電荷，則它們所受的洛倫茲力方向相反，則軌道應(yīng)是外切圓，故左圖應(yīng)該是原子核發(fā)生了α衰變，又因為r＝eq\f(mv,Bq)，半徑大的應(yīng)該是電荷量小的α粒子的運動軌跡，A、D錯誤。若它們所帶電荷的性質(zhì)不同，則它們的軌道應(yīng)是內(nèi)切圓，右圖所示的軌跡說明是放出了與原子核電性相反的電荷，故應(yīng)該是發(fā)生了β衰變，半徑大的應(yīng)該是電荷量小的電子的運動軌跡，故B錯誤，C正確?？键c02核反應(yīng)方程核反應(yīng)方程注意事項：(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號連接，只能用單箭頭表示反應(yīng)方向。(3)核反應(yīng)過程和衰變現(xiàn)象都遵循電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒。質(zhì)量數(shù)守恒不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中一般會發(fā)生質(zhì)量的變化。例7.放射性同位素eq\o\al(232,90)Th經(jīng)α、β衰變會生成eq\o\al(220,86)Rn，其衰變方程為eq\o\al(232,90)Th→eq\o\al(220,86)Rn＋xα＋yβ，求x和y的值。答案：x＝3y＝2解析：由原子核衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，可得232＝220＋4x，90＝86＋2x－y可解得：x＝3，y＝2例8.釷核經(jīng)過6次衰變和4次衰變后變成鉛核，則（）A．鉛核的符號為，它比少8個中子B．鉛核的符號為，它比少16個中子C．鉛核的符號為，它比少16個中子D．鉛核的符號為，它比少12個中子答案：C解析：經(jīng)過1次α衰變電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，經(jīng)過1次β衰變，電荷數(shù)增1，質(zhì)量數(shù)不變。則釷核經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變后電荷數(shù)少8，質(zhì)量數(shù)少24，鉛核的符號為，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，則中子數(shù)少16，故C正確，ABD錯誤?？键c03半衰期計算例9.核污水中常含有氚(eq\o\al(3,1)H)等放射性核素，處置不當(dāng)將嚴(yán)重威脅人類安全。氚β衰變的半衰期長達12.5年，衰變方程為eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(A,Z)He＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e，其中eq\x\to(ν)e是質(zhì)量可忽略不計的中性粒子，Z＝________，A＝________。若將含有質(zhì)量為m的氚的核污水排入大海，即使經(jīng)過50年，排入海中的氚還剩________m(用分?jǐn)?shù)表示)。答案：23eq\f(1,16)解析：根據(jù)核衰變過程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得Z＝2，A＝3。經(jīng)過50年，排入海水中的氚的剩余質(zhì)量為m′＝eqeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up6(\f(50,12.5))m＝eq\f(1,16)m。例10.醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對較長的113Sn衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過時間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)-t圖線如圖所示。從圖中可以得到113Sn的半衰期為()A．67.3dB．101.0dC．115.1dD．124.9d答案：C解析：由圖可知，從eq\f(m,m0)＝eq\f(2,3)到eq\f(m,m0)＝eq\f(1,3)，113Sn恰好衰變了一半，則半衰期為T＝182.4d－67.3d＝115.1d??鞏固練習(xí)~A組~1.關(guān)于原子核及其變化，下列說法中正確的是（）（A）衰變和裂變都能自發(fā)的發(fā)生（B）β衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分（C）升高溫度可以使放射性元素的半衰期縮短（D）同種放射性元素在化合物中的半衰期與單質(zhì)中的半衰期相等答案：C解析：A.衰變能自發(fā)發(fā)生，裂變不能自發(fā)發(fā)生，故A錯誤；B.β衰變是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時產(chǎn)生電子的過程，但電子不是原子核的組成部分，故B錯誤；C.元素原子核的半衰期是由元素本身決定，與元素所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤，D正確。2.下列說法錯誤的是（）A．盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為B．、、三種射線中，射線的穿透能力最強C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D．放射性元素的半衰期與元素所處環(huán)境的溫度有關(guān)答案：D解析：A．盧瑟福用粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其核反應(yīng)方程是，故A正確；B．、、三種射線中，射線的電離能力最弱，穿透能力最強，故B正確；C．放射性元素的放射性不會受到環(huán)境及化合態(tài)的影響，故C正確；D．放射性元素的半衰期與元素所處環(huán)境的溫度無關(guān)，故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。3.天然放射現(xiàn)象是1896年法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的，該研究使人們認(rèn)識到原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是（）A．所以元素都具有天然放射性B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有力證明了原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C．放射性元素與別的元素形成化合物后不再具有放射性D．、和三種射線中，射線的穿透能力最強答案：B解析：A．有些原子核不穩(wěn)定，可以自發(fā)地衰變，但不是所有元素都可能發(fā)生衰變，A錯誤；B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)證明了原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，B正確；C．放射性元素的放射性與核外電子無關(guān)，故放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性，C錯誤；D．、和三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力最弱，D錯誤。4．（多選）日本東部海域9.0級大地震所引發(fā)的福島核電站泄漏事故，讓全世界都陷入了恐慌。下列關(guān)于核輻射說法正確的是（

）A．核泄漏中放射性物質(zhì)都是天然放射性元素B．放射性輻射對人類不一定都是有害的C．、B、γ三種射線中只有γ射線是不帶電的D．可以通過改變放射性物質(zhì)的外部環(huán)境來改變放射性元素衰變的快慢答案：BC解析：A．核泄漏中放射性物質(zhì)有的是人工合成的放射性同位素，并非都是天然放射性元素，故A錯誤；B．合理應(yīng)用放射性輻射可以造福人類，如示蹤原子、人工育種等，并非都是有害的，故B正確;C．α射線帶正電，β帶負(fù)電，γ是高頻電磁波不帶電，故C正確；D．放射性衰變的快慢即半衰期是由元素本身決定的，與外部環(huán)境無關(guān)，故D錯誤。5.（多選）如圖為放射性元素放出的三種射線在磁場中的運動軌跡，下列說法正確的是（

）A．射線1來自于原子核外的電子B．射線3的電離作用最強，但不是電磁波C．射線2的穿透本領(lǐng)最強，工業(yè)部門可用其測量產(chǎn)品厚度D．在車站機場檢查行李物品的安檢機光源發(fā)射的是射線2答案：BC解析：ABC．由左手定則及由圖象可知，射線1帶負(fù)電，射線2不帶電，射線3帶正電，則根據(jù)射線的性質(zhì)可知，1是電子，是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子，同時釋放出一個高速電子，不是來自于原子核外的電子；2是射線，穿透能力最強，工業(yè)部門可用其測量產(chǎn)品厚度；3是粒子，電離作用最強，但不是電磁波；故A錯誤，BC正確；D．在車站機場的安檢機光源發(fā)射的是X射線；射線由較強的輻射，不能用在機場來檢查行李，D錯誤。6．與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的現(xiàn)象是（）A．α粒子散射現(xiàn)象 B．光電效應(yīng)現(xiàn)象C．電離現(xiàn)象 D．天然放射現(xiàn)象答案：D解析：A．α粒子散射是α粒子受到金原子核的作用而改變運動方向的現(xiàn)象，與原子核內(nèi)部無關(guān)，A錯誤；B．光電效應(yīng)是金屬受到光的照射，核外電子發(fā)生電離，從而釋放出光電子，與原子核內(nèi)部無關(guān)，B錯誤；C．電離現(xiàn)象是原子核外電子脫離原子核的束縛，成為自由電子的現(xiàn)象，與原子核內(nèi)部無關(guān)，C錯誤；D．天然放射現(xiàn)象中的射線包括α射線、β射線、γ射線，α射線、β射線都是由于原子核發(fā)生衰變產(chǎn)生的，故與原子核內(nèi)部有關(guān)，D正確。7.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．射線在磁場中不能發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生的C．射線是原子核外的電子受激躍遷而產(chǎn)生的D．工業(yè)上常用射線來探測塑料板或金屬板的厚度答案：A解析：A．射線不帶電，為電磁波，故其在磁場中運動時不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；B．射線是由其它原子核衰變產(chǎn)生的氦原子核，而不是氦核衰變產(chǎn)生的，B錯誤；C．射線是放射性元素原子核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子同時釋放出一個電子，即粒子，C錯誤；D．射線的穿透性較強，工業(yè)上常用射線來探測塑料板或金屬板的厚度，D錯誤。8.如圖為天然放射性元素放出的α、β、γ三種射線貫穿物體情況的示意圖，其中（）（A）①是α射線 （B）②是γ射線 （C）③是β射線 （D）③是α射線答案：A解析：穿透能力的排序是α射線<β射線<γ射線，所①是α射線，②是β射線，③是γ射線，A正確。9.如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數(shù)器之間加上L后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，則x可能是()A．α射線和β射線的混合放射源 B．純α射線放射源C．純γ射線放射源 D．α射線和γ射線的混合放射源答案：D解析：在放射源和計數(shù)器之間加薄鋁片L后，發(fā)現(xiàn)計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，說明射線中含有穿透能力弱的α射線，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，說明穿過L的射線不帶電，即為γ射線，因此放射源x可能是α射線和γ射線的混合放射源，故A、B、C錯誤，D正確。10.（多選）關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是（）A．所有元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C．放射性元素與別的元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強E．一個原子核在一次衰變中可同量放出α、β和γ三種射線答案：BCD解析：A．并不是所有的元素都能衰變，只有原子序號超過83的元素才都能發(fā)生衰變，故A錯誤；B．放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無關(guān)，故B正確；C．放射性元素其放射性來自于原子核內(nèi)部的，與其他元素形成化合物并沒有改變其內(nèi)部原子核結(jié)構(gòu)所以仍具有放射性，故C正確；D．α、β和γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強，故D正確；E．一個原子核在一次衰變中，要么是α衰變要么是β衰變，同時伴隨著能量的釋放即γ射線，故E錯誤。11.（多選）目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，放射出的、、射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是（）A．將、、射線垂直射入勻強電場中，可以通過偏轉(zhuǎn)的情況將它們分辨出來B．放射出的射線的速度等于光速C．射線一般伴隨著射線或射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力最弱D．三種射線中，電離能力和穿透能力最強的是射線答案：AC解析：A．、、射線分別帶正電、帶負(fù)電、不帶電，則將、、射線垂直射入勻強電場中，可以通過偏轉(zhuǎn)的情況將它們分辨出來，A正確；B．放射出的射線的速度接近光速，B錯誤；C．射線一般伴隨著射線或射線產(chǎn)生，三種射線中，射線的穿透能力最強，電離能力最弱，C正確；D．射線的穿透能力最弱，電離能力最強，射線的穿透能力最強，電離能力最弱，D錯誤。12．如圖所示，天然放射性元素，放出ɑ、β、γ三種射線同時射入互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，射入時速度方向和電場、磁場方向都垂直，進入場區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進，則ɑ射線A．向右偏 B．向左偏C．沿直線前進 D．可能向右偏也可能向左偏答案：A解析：由于β射線（電子，帶負(fù)電）沒有偏轉(zhuǎn)，說明它受到水平向左的電場力與水平向右的洛侖茲力平衡．qvB=Eq，即vB=E，對于α射線（氦核），它進入場區(qū)時受到水平向左的洛侖茲力與水平向右的電場力．由于它的速率比β射線的速率小，所以它受到的洛侖茲力小于電場力，即它在向右偏轉(zhuǎn)．故A正確。13.如圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物質(zhì)發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強度方向垂直紙面向里。以下判斷可能正確的是()A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡C．c、d為α粒子的徑跡D．c、d為β粒子的徑跡答案：D解析：γ射線是不帶電的光子流，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，故B錯誤；α粒子為氦核，帶正電，由左手定則知，在圖示磁場中逆時針偏轉(zhuǎn)，故C錯誤；β粒子是帶負(fù)電的電子流，根據(jù)左手定則，在圖示磁場中順時針偏轉(zhuǎn)，故A錯誤，D正確。14.某放射性元素的原子核發(fā)生兩次α衰變和六次β衰變，關(guān)于它的原子核的變化，下列說法中正確的是（）（A）中子數(shù)減小8（B）質(zhì)子數(shù)減小2（C）質(zhì)子數(shù)增加2（D）核子數(shù)減小10答案：C解析：設(shè)該原子核的質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))為m，電荷數(shù)(質(zhì)子數(shù))為n，衰變后的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為Y，則有:m=x+8，n=6+4+y由此可知衰變后核子數(shù)減小8，質(zhì)子數(shù)增加2，中子數(shù)減小10，故C正確。15.鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90()是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90()，這些衰變是（）（A）1次α衰變，6次β衰變 （B）4次β衰變（C）2次α衰變 （D）2次α衰變，2次β衰變答案：B解析：原子核每經(jīng)過一次a衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過一次B衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變。α衰變的次數(shù)為n=(9090)/4=0(次)，β衰變的次數(shù)為m=4036=4(次)。16．1956年，李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用放射源進行了實驗驗證，1957年李、楊兩人為此獲得諾貝爾物理學(xué)獎，其中νe是反中微子，它的電荷為零，靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零，則衰變產(chǎn)物的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)分別為()A．60，28B．60，26C．59，26D．59，28答案：A解析：根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，可得：Z＝28，A＝60，A正確。17.鈾（）經(jīng)過衰變形成穩(wěn)定的鉛（），該過程中共經(jīng)歷了（）A．8次衰變，10次衰變 B．5次衰變，6次衰變C．8次衰變，6次衰變 D．5次衰變，12次衰變答案：C解析：衰變的次數(shù)可用質(zhì)量數(shù)的變化求得，每次衰變質(zhì)量數(shù)減少4，則衰變的次數(shù)為次，8次衰變核的質(zhì)子數(shù)減少而整個過程質(zhì)子數(shù)減少每次衰變核的質(zhì)子數(shù)增加1，因此衰變次數(shù)次，故C正確。18．（多選）（鈾）發(fā)生衰變時產(chǎn)生（釷），也具有放射性，它能放出一個粒子而變成（鏷）。下列說法正確的是（）A．釷核比鈾核少2個質(zhì)子 B．鏷核比鈾核少1個質(zhì)子C．釷核比鈾核少4個中子 D．鏷核和釷核中子個數(shù)相同答案：AB解析：A.由題意可知釷核的質(zhì)子比鈾核少，故A正確；B.由題意可知鏷核的質(zhì)子比鈾核少，B正確；C.由題意可知釷核的中子比鈾核少，C錯誤；D.由題意可知，釷核的比鏷核多，D錯誤。19.放射性元素經(jīng)過多次衰變和衰變才能變成穩(wěn)定的鉛，下列說法正確的是（）A．原子序數(shù)小于83的元素不再具有放射性B．衰變中產(chǎn)生的射線比射線穿透能力強C．每次衰變都會有核子從原子核里放出D．上述過程的衰變方程為答案：D解析：A．原子序數(shù)大于83的元素都具有放射性，而原子序數(shù)小于83的部分元素也具有放射性，A錯誤；B．衰變中產(chǎn)生的射線比射線有較大的質(zhì)量和較小的速度，則穿透能力弱，B錯誤；C．衰變有4個核子從原子核飛出，衰變是一種中子變成一個質(zhì)子和電子，則核子數(shù)不變，不會有核子從原子核里放出，C錯誤；D．設(shè)衰變有次，衰變有次，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,，解得，，D正確。20.銀河系中存在大量的鋁同位素26Al。26Al核β＋衰變的衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，測得26Al核的半衰期為72萬年。下列說法正確的是()A．26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B．26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C．將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg答案：C解析：雖然26Al核和26Mg核的質(zhì)量數(shù)相等，但是26Al核β＋衰變過程釋放eq\o\al(0,1)e并有質(zhì)量虧損，所以26Al核的質(zhì)量大于26Mg核的質(zhì)量與eq\o\al(0,1)e的質(zhì)量之和，當(dāng)然也大于26Mg核的質(zhì)量，A錯誤；26Al的中子數(shù)為2613＝13，26Mg核的中子數(shù)為26－12＝14，則26Al核的中子數(shù)小于26Mg核的中子數(shù)，B錯誤；半衰期是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，C正確；質(zhì)量為m的26Al核經(jīng)過144萬年即2個半衰期，剩余的26Al核質(zhì)量為eq\f(1,4)m，不會全部衰變?yōu)?6Mg，D錯誤。~B組~21.2021年科學(xué)家們利用測年法估測出我國三星堆遺址三號坑的大概年份。其測量依據(jù)是：大氣中的在宇宙射線的雙擊下轉(zhuǎn)換為，其核反應(yīng)方程為，通過光合作用和新陳代謝作用進入生物體內(nèi)，生物活著的時候其體內(nèi)和的比例保持不變，當(dāng)生物死后，發(fā)生衰變，其含量逐漸減少，的半衰期約為5700年，其衰變方程為，下列說法正確的是（）A．X為光子 B．生物活著時體內(nèi)不會發(fā)生衰變C．發(fā)生的是β衰變 D．生物死后11400年，體內(nèi)將完全衰變成答案：C解析：A．由核反應(yīng)方程可知，X為，故A錯誤；B．放射性元素衰變是由原子核內(nèi)部自身決定的，與外界的物理和化學(xué)等狀態(tài)無關(guān)，故B錯誤；C．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知其衰變方程為所以發(fā)生的是β衰變，故C正確；D．生物死后11400年，體內(nèi)將剩余質(zhì)量為原來的，故D錯誤。22.2021年3月三星堆遺址出土了大量文物，進一步證實了中國歷史上商代的存在?？脊湃藛T對“祭祀坑”中出土的碳屑樣本通過用14C年代檢測方法進行了分析，進而推算出商朝年代。14C的衰變方程為C→N＋X，下列說法正確的是（）A．14C發(fā)生的是α衰變B．14C衰變時電荷數(shù)守恒，但質(zhì)量數(shù)不守恒C．14C的半衰期不會受到陽光、溫度、氣候變化等自然環(huán)境因素影響D．生物體中以CaCO3形式存在的14C半衰期比單質(zhì)14C的半衰期更長答案：C解析：AB．14C衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，由此可知X電荷數(shù)為1，為，所以14C發(fā)生的是β衰變，故AB錯誤；CD．半衰期是由核內(nèi)部自身的因素決定的，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件均無關(guān)，故C正確，D錯誤。23.（多選）2020年2月17日凌晨，“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品著陸地球，實現(xiàn)了中國首次月球無人采樣返回，助力月球成因和演化歷史等科學(xué)研究。為應(yīng)對月球夜間的低溫，“嫦娥五號”除了太陽能板之外，還有一塊“核電池”，在月球夜間提供不小于2.5W的電功率，還能提供一定能量用于艙內(nèi)溫度控制?！昂穗姵亍崩昧说乃プ?，其半衰期為T，衰變方程為，下列說法正確的是（）A．m=92，n=4，原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒B．100個經(jīng)過時間T后一定還剩余50個C．發(fā)生的是衰變，射線的電離本領(lǐng)大，它在威耳遜云室中的徑跡直而清晰D．衰變的半衰期會受到陽光、溫度、電磁場等環(huán)境因素的影響答案：AC解析：AC．根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知m=92，n=4，所以Y是α粒子，說明發(fā)生的是α衰變，α射線的電離本領(lǐng)大，它在威爾遜云室中的徑跡直而清晰，故AC正確；BD．半衰期是針對大量放射性元素的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)放射性元素不適用，并且半衰期是由原子核本身性質(zhì)決定，與外界條件無關(guān)，故BD錯誤。24.（多選）關(guān)于核反應(yīng)方程（ΔE為釋放的核能，X為新生成的粒子），已知的半衰期為1.2min，則下列說法正確的是（）A．此反應(yīng)為β衰變B．核和Th核具有相同的質(zhì)量C．具有放射性D．64g的經(jīng)過6min還有1g尚未衰變答案：AC解析：A．根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可判斷出X為，所以此反應(yīng)為β衰變，故A正確；B．核與核的質(zhì)量并不同，故B錯誤；C．根據(jù)化學(xué)元素周期表及化學(xué)知識知，為放射性元素，故C正確；D．利用半衰期公式解得m余=2g，故D錯誤。25.如圖，軋鋼廠的熱軋機上可以安裝射線測厚儀，儀器探測到的射線強度與鋼板的厚度有關(guān)。已知某車間采用放射性同位素依192作為放射源，其化學(xué)符號是，原子序數(shù)，通過衰變放出射線，半衰期為天，適合透照鋼板厚度，下列說法正確的是（）A．衰變產(chǎn)生的新核用X表示，銥的衰變方程為份B．若已知鋼板厚度標(biāo)準(zhǔn)為，探測器得到的射線變?nèi)鯐r，說明鋼板厚度大于，應(yīng)當(dāng)增大熱軋機兩輪之間的厚度間隙C．若有銥，經(jīng)過天有沒有衰變D．放射性同位素發(fā)生衰變時，遵循能量守恒和質(zhì)量守恒答案：A解析：A．β衰變的實質(zhì)是核里的一個中子放出一個電子變?yōu)橐粋€質(zhì)子，反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，故質(zhì)量數(shù)不變核電荷數(shù)加一，故A正確；B．探測器得到的射線變?nèi)鯐r，說明鋼板厚度增大，應(yīng)當(dāng)減小熱軋機兩輪之間的厚度間隙，故B錯誤；C．若有銥，經(jīng)過74天后還有沒有衰變，再過74天（即總共經(jīng)歷148天）還有沒有衰變，故C錯誤；D．放射性同位素發(fā)生衰變時，因遵循能量守恒，放出了能量出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，質(zhì)量不守恒，故D錯誤。26.我國首輛火星車“祝融號”采用放射性材料作為發(fā)電能源為火星車供電，中的元素是，其發(fā)生衰變的半衰期為87.7年，下列說法中正確的是（）A．衰變是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子B．發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為C．經(jīng)過175.4年，元素的所有原子核都完成了衰變D．當(dāng)氣溫和引力環(huán)境發(fā)生改變后，元素的半衰期可能會發(fā)生變化答案：B解析：A．一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子是β衰變，衰變是原子核放出一個粒子，形成一個新核，A錯誤；B．發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為，B正確；C．175.4年是2個半衰期，衰變后剩余質(zhì)，所以大約還有25%的原子核Pu沒發(fā)生衰變，C錯誤；D．半衰期只與元素自身有關(guān)，與氣溫和引力環(huán)境無關(guān)，D錯誤。27.目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放射出α、β、γ射線，這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。根據(jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是（）A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個氡原子核了B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，α射線的穿透能力最強，電離能力最弱D．發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4答案：B解析：A．半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，針對特定數(shù)目的原子核不適用，故A錯誤；B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的，故B正確；C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱，C錯誤；D．發(fā)生α衰變時，質(zhì)量數(shù)減少了4，電荷數(shù)減小了2，中子數(shù)減小了2，故D錯誤。故選B。28.（多選）如圖所示，靜止的U核發(fā)生α衰變后生成反沖核Th核，兩個產(chǎn)物都在垂直于它們速度方向的勻強磁場中做勻速圓周運