高中物理 学业分层测评9 第3章 原子核与放射性 第2节 原子核衰变及半衰期 鲁科版选修35

第2节 原子核衰变及半衰期

(建议用时：45分钟)

[学业达标]

1．(多选)关于天然放射现象和对放射性的研究，下列说法正确的是( )

A ．α射线和β射线在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子

B ．原子核不是单一的粒子

C ．γ射线一定伴随α射线或β射线而产生

D ．任何放射性元素都能同时发出三种射线

【解析】 带电粒子以一定的初速度垂直进入电场或磁场能发生偏转，α射线和β射线能在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子，故A 正确；放射现象说明原子核的可变性，即原子核不是单一粒子，具有复杂的结构，故选项B 正确；γ射线是原子核在发射α射线或β射线时多余的能量以γ射线的形式产生的辐射，因此γ射线是伴随(不是一定伴随)α射线或β射线而放出的，C 、D 均错误．

【答案】 AB

2．(多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( )

A ．是放射源质量减少一半所需的时间

B ．是原子核半数发生衰变所需的时间

C ．与外界压强和温度有关

D ．可以用于测定地质年代、生物年代等

【解析】 原子核的衰变是由原子核的内部因素决定的，与外界环境无关．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．不同种类的原子核，其半衰期也不同，若开始时原子核数目为N 0，经时间t 剩下的原子核数目为N ，半衰期

为T 1/2，则N ＝N 0(12

)t T 1/2.若能测出N 与N 0的比值，就可求出t ，依此公式可测定地质年代、生物年代等．故正确答案为B 、D.

【答案】 BD

3．由原子核的衰变规律可知( ) 【导学号：64772103】

A ．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线

B ．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变

C ．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制

D ．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1

【解析】 一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线；原子核发生衰变后，核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)

的化学性质应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减小1.

【答案】 C

4．(多选)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是( )

A．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢

B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核

C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强

D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的

【解析】衰变的快慢由放射性元素本身决定，与外部环境无关，A正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数几个原子核无意义，B错误；β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，故C错误；β衰变的实质是10n→11H＋0－1e，D正确．

【答案】AD

5．(多选)某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图3­2­5所示，下列说法正确的是( )

图3­2­5

A．射线3的电离作用在三种射线中最强

B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住

C．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个

D．一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个

【解析】根据三束射线的偏转方向，可以断定射线1带负电，是β射线；射线2不带电，是γ射线；射线3是α射线．α射线的电离作用最强，选项A正确．γ射线贯穿本领最强，用一张白纸可以挡住的是α射线，选项B错误．每发生一次α衰变，原子核里面的2个中子和2个质子结合成一个氦核而释放出来，选项C正确．每发生一次β衰变，原子核里面的一个中子变成一个质子，因此核电荷数增加1，但核子数不变，故选项D错误．【答案】AC

6．(多选)原子核232 90Th具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核．下列原子核中，有三种是232 90Th衰变过程中可以产生的，它们是( )

A.208 82Pb

B.211 82Pb

C.216 84Po

D.228 88Ra

【解析】发生1次α衰变时核子的质量数减4，电荷数减2；发生1次β衰变时，质量数不变，电荷数加1.先从质量数的变化分析，易得A、C、D正确．

【答案】ACD

7．在横线上填上粒子符号和衰变类型．

(1)238 92U→234 90Th＋________，属于________衰变

(2)234 90Th→234 91Pa＋________，属于________衰变

(3)210 84Po→210 85At＋________，属于________衰变

(4)6629Cu→6227Co＋________，属于________衰变

【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可以判断，(1)中生成的粒子为42He，属于α衰变；(2)中生成的粒子为0－1e，属于β衰变；(3)中生成的粒子为0－1e，属于β衰变；(4)中生成的粒子为42He，属于α衰变．

【答案】(1)42He α(2)0－1e β(3)0－1e β

(4)42He α

8.238 92U经一系列的衰变后变为206 82Pb.

(1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变？

(2)206 82Pb与238 92U相比，求质子数和中子数各少多少？

(3)写出这一衰变过程的方程．

【解析】(1)设238 92U衰变为206 82Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数和电荷数守恒可得

238＝206＋4x①

92＝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．

(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.

(3)核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.

【答案】(1)8 6

(2)10 22

(3)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e

[能力提升]

9．(多选)有一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328 Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是( )

【导学号：64772043】A．镍63的衰变方程是6328Ni→6329Cu＋0－1e