2018粤教版高中物理选修(3-5)4.2《放射性元素的衰变》一课三练
高中物理选修3-5课时作业4：19.2 放射性元素的衰变
19.2 放射性元素的衰变一、非标准1.一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的()A.质子数减少一个，中子数不变B.质子数增加一个，中子数不变C.质子数增加一个，中子数减少一个D.质子数减少一个，中子数增加一个2.某放射性同位素样品，在21天里衰减掉，它的半衰期是()A.3天B.5.25天C.7天D.10.5天3.表示放射性元素碘131I)β衰变的方程是()AI SbHe BI XeeCI In DI TeH4.本题中用大写字母代表原子核。
E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H。
上述系列衰变可记为下式:E F G H另一系列衰变如下:P Q R S已知P是F的同位素，则()A.Q是G的同位素，R是H的同位素B.R是E的同位素，S是F的同位素C.R是G的同位素，S是H的同位素D.Q是E的同位素，R是F的同位素5.A、B两种放射性元素，它们的半衰期分别为t A=10天，t B=30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比为()A.3∶1B.48∶63C.1∶14D.16∶16.放射性元素氡Rn)经α衰变成为钋Po)，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Rn的矿石，其原因是()A.目前地壳中的Rn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Rn的含量足够高C.当衰变产物Po积累到一定量以后Po的增加会减慢Rn的衰变进程DRn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7.(多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是()A.原子核全部衰变所需要的时间的一半B.原子核有半数发生衰变所需要的时间C.相对原子质量减少一半所需要的时间D.元素质量减半所需要的时间8.(多选)美国科研人员正在研制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63Ni)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。
粤教版高中物理选修(3-5)4-1、2《走进原子核 放射性元素的衰变》word规范训练
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。
物理粤教版选修3-5课后训练：第四章第一、二节走进原子核放射性元素的衰变含解析
走进原子核放射性元素的衰变练习1．136C NMR—（核磁共振）可以用于含碳化合物的结构分析，下列有关136C的说法正确的是（）．A．质子数为6 B．电子数为13C．中子数为6 D．原子核的电荷量为6 C2．矿石中含有A、B两种放射性元素，已知A元素的半衰期为10天，B元素的半衰期为30天，经过60天后,两种放射性元素的质量恰好相等，则矿石中A、B两种元素原来的质量之比是（）．A．16:1 B．8：1C．4:1 D．3：13．如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示）．调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线的照射,则下面的判断正确的是( ）．A．射到b点的一定是α射线B．射到b点的一定是β射线C．射到b点的可能是α射线也可能是β射线D．射到b点的一定是γ射线4．（双选）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15．（双选）关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是（）．A．原子核全部衰变所需要的时间的一半B．原子核有半数发生衰变所需要的时间C．原子量减少一半所需要的时间D．元素的原子核的质量减半所需要的时间6．（双选）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粒子与反冲核的动量大小相等，方向相同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为1：887．（双选)天然放射性元素232Th（钍）经过一系列α衰变和β衰90变之后,变成208Pb（铅）．下列论断中正确的是（）．82A．衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变B．铅核比钍核少8个质子C．β衰变所放出的电子来自原子核外轨道D．钍核比铅核多24个中子8．在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中,有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源，从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示．在与射线源距离为H高处,水平放置两张叠放着的、涂药面向下的印相纸（比一般纸厚且坚韧的涂有感光材料的纸），经射线照射一段时间后把两张印相纸显影(已知:m α＝4 u,β1 u 1836m =，α10c v =，v β＝c )．（1)上面的印相纸有几个暗斑?各是什么射线的痕迹？（2）下面的印相纸显出一串三个暗斑,试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比．（3）若在此空间再加上垂直于纸面向里的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？参考答案1．答案:A 解析：原子核的电荷数等于质子数，质量数等于质子数与中子数之和,原子核的电荷量等于核内所有质子电荷量的总和．故选项A 正确．2．答案:A 解析：由公式012n m m ⎛⎫= ⎪⎝⎭（其中m 0是原来的质量，m 是经n 次衰变后剩余质量）得：6060103011=22A B m m ⎛⎫⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，即ABm m ＝24＝16，故选项A 正确．3．答案：C 解析：γ射线不带电,在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到a 点，选项D 错误．调整E 和B 的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进,也可以使带负电的β射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡,即qE ＝qBv ．已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当α粒子沿直线前进时，速度较大的β粒子向右偏转；当β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也向右偏转，故选项C 正确，A 、B 错误．4．答案：AB 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．5．答案：BD 解析：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同．放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少；当原子核的个数减半时，放射性元素的原子核的质量也减半．故选项B 、D 正确．6．答案:BC 解析：粒子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匀速圆周运动． 由2mv Bqv R=得mv R Bq = 若原来放射性元素的核电荷数为Z ，则对于α粒子有 112P R B e =⋅,对反冲核：22(2)P R B Z e =- 由于P 1＝P 2，且R 1∶R 2＝44:1，得Z ＝90．它们的速度大小与质量成反比，A 、D 错误,B 、C 正确．7．答案:AB 解析:由于β衰变不会引起质量数的减少,故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为:232208=64x -=，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y 应满足:90－2x ＋y ＝82，解得y ＝4．钍232核中的中子数为232－90＝142，铅208核中的中子数为208－82＝126，所以钍核比铅核多16个中子，铅核比钍核少8个质子．由于物质的衰变与元素的化学状态无关,所以β衰变所放出的电子来自原子核内110011n H+e -→．故选项A 、B 正确．8．答案：（1）两个 β射线、γ射线 （2）25∶918 (3）10∶1解析：（1)两个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹，因这两种射线贯穿本领较强．（2)由H ＝vt ，212s at =,qE a m=， 得2ββαα2βααβ25918m v s q s m v q =⋅=． （3）由qBv ＝qE ， 得βαβα=10v BB v =．。
2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第四章 第
第四章原子核第二节放射性元素的衰变A级抓基础1．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：首先，放射源放出的是α射线、β射线、γ射线，无X射线，A项错误；另外α射线穿透本领最弱，一张纸就能挡住，而β射线穿透本领较强能穿透几毫米厚的铝板，γ射线穿透本领最强，可以穿透几厘米厚的铅板，而要穿过钢板只能是γ射线，因此D项正确.答案：D2．(多选)关于原子核的衰变，下列说法中正确的是( )A．α粒子来自于原子核，说明原子核里含有α粒子B．β粒子来自于原子中的电子，正如光电效应一样C．某些原子核发生衰变说明它们是不稳定的D．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解析：发生β衰变时，原子核内的中子转化为质子和电子，B错误，D正确；原子核由质子和中子组成，并不含有α粒子，A错误；某些原子核的核子间结合不太牢固、不稳定，会放出α粒子，C正确．答案：CD3．关于天然放射性，下列说法中正确的是( )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有关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析：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；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错误；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；一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线，故D错误．答案：C4．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：13153I →________(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)根据质量数、电荷数守恒，13153I →13154X ＋ 0－1e.(2)根据m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T 1/2得，0.25m 0＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t8，解得t ＝16天． 答案：(1)13153I →13154X ＋ 0－1e (2)16 5．完成衰变方程．(1)β衰变：24483Bi →________＋0－1e ，21084Po →21085At ＋________， 234 90Th →23491Pa ＋________，(2)α衰变：23490Th →________＋42He ，238 92U →23490Th ＋________，6629Cu →6227Co ＋________．(3)23490Th 衰变成23491Pa 的半衰期为1.2 min ，则64 g 23490Th 经过6 min 还有________g 未衰变．解析：(1)24483Bi →24484Po ＋ 0－1e ，210 84Po →210 85At ＋ 0－1e ，234 90Th →234 91Pa ＋ 0－1e.(2)23490Th →23088Ra ＋42He ， 238 92U →234 90Th ＋42He ，6629Cu →6227Co ＋42He.(3)由半衰期公式m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT 1/2 得m ＝64×⎝ ⎛⎭⎪⎫1261.2g ＝2 g.答案：(1)(2)见解析 (3)2B 级 提能力6．如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域时，射线的轨迹只出现图示的两条(其中有两种射线的轨迹重合)下列判断中正确的是()A ．射到b 处的一定是α射线B ．射到b 处的一定是β射线C ．射到b 处的可能是γ射线D ．射到b 处的可能是α射线解析：因为γ射线不带电，所以射到b 点的一定不是γ射线，α、β射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力：若电场力大于洛伦兹力，说明射线是α，若洛伦兹力大于电场力说明是β射线．故D 正确，A 、B 、C 错误．答案：D7．(多选)下列说法正确的是( )A.22688Ra 衰变为22286Rn 要经过1次α衰变和1次β衰变 B.23892U 衰变为23491Pa 要经过1次α衰变和1次β衰变 C.23290Th 衰变为20882Pb 要经过6次α衰变和4次β衰变 D.23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和4次β衰变解析：原子核经1次α衰变和1次β衰变后质量数减4，核电荷数减1(先减2再加1)，故A 错误；发生α衰变是放出42He ，发生β衰变是放出电子 0－1e ，设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x －y ＋91＝92，4x ＋234＝238，解得x ＝1，y ＝1，故衰变过程为1次α衰变和1次β衰变，故B 正确；发生α衰变是放出42He ，发生β衰变是放出电子 0－1e ，设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x －y ＋82＝90，4x ＋208＝232，解得x ＝6，y ＝4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C 正确； 发生α衰变是放出42He ，发生β衰变是放出电子 0－1e ，设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x －y ＋86＝92，4x ＋222＝238，解得x ＝4，y ＝2，故衰变过程中共有4次α衰变和2次β衰变，故D 错误．答案：BC8．下列说法正确的是( )A ．根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构B ．放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化C ．铀(23892U)经过多次α、β衰变形成稳定的铅(20682Pb)的过程中，有6个中子转变成质子 D ．一个氡核22286Rn 衰变成钋核21884Po 并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，则2 g 氡经过7.6天衰变，剩余氡的质量是1 g解析：由α粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型，故选项A 错误；放射性元素的半衰期与物理因素无关，故选项B 错误；衰变方程23892U →20682Pb ＋842He ＋60－1e ，故有6个中子变为质子，选项C 正确；剩余的质量为2×⎝ ⎛⎭⎪⎫122g ＝0.5 g ，故选项D 错误．答案：C9．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( ) A．钋210 B．氡222 C．锶90 D．铀238解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．答案：C10.238 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)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.(2)核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.答案：(1)10个22个(2)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e。
2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第四章 第
第四章原子核第三节放射性同位素A级抓基础1．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D正确．答案：AD2．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是( )A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D错误．答案：D3．(多选)联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中使用的贫铀炸弹的残留物长期危害环境，对当地居民的健康也产生了严重的影响，下列有关说法正确的是( )A．贫铀炸弹的残留物存在放射性，且半衰期很长，对环境产生长期危害B．贫铀炸弹的残留物不会对人体产生危害，但对环境产生了长期危害C．过量的射线对人体组织具有破坏性D．受到射线伤害后，人能立即感觉到射线对人体的破坏解析：贫铀炸弹的残留物对人体和环境都会产生长期危害，A正确，B错误．过量射线对人体造成的伤害有时不会马上感觉到，C正确，D错误．答案：AC4．过量的放射线会对人体产生伤害，需要加以防范，下列做法中能防范放射线伤害的是( )A．把放射性物质放在高温的环境里B．把放射性物质放在干燥的环境里C．把放射性物质密封在铝盒内D．把放射性物质密封在铅罐内解析：放射线的危害与环境的温度与湿度无关，即使放在高温或者干燥的环境里，辐射危害作用并不减少，故A、B错误；γ射线的穿透能力较强能穿透几厘米厚的铝板，故把放射性物质密封在铝盒内防范不了射线的危害，故C错误；射线无法穿透铅板，故可以将放射性物质密封在铅罐内，D正确．答案：D5．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)238 92U→234 90Th＋____________；(2)94Be＋42He→12 6C＋________；(3)234 90Th→234 91Pa＋__________；(4)3015P→3014Si＋____________；(5)235 92U＋________→9038Sr＋136 54Xe＋1010n；(6)14 7N＋42He→17 8O＋________．解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1e)，中子(10n)，质子(11H)．答案：(1)42He (2)10n (3)0－1e (4)0＋1e (5)10n (6)11HB级提能力6．在下列核反应式中，发现中子的核反应方程是( )A.94Be＋42He→12 6C＋10nB.42He＋4018Ar→10n＋4320CaC.42He＋10 5B→10n＋13 7ND.10n＋2713Al→2411Na＋42He解析：发现中子的核反应方程为94Be＋42He→12 6C＋10n，故A正确，B、C、D错误．答案：A7．(多选)下列核反应方程不正确的是( )A.14 7N＋42He→17 8O＋10nB.235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010nC．U238 92→234 90Th＋42HeD.21H＋31H→42He＋10n解析：由核反应可知，质量数反应前后均为18，反应前电荷数为9，反应后电荷数为8，不能满足核反应关系，故A错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故B正确；反应前后质量数及电荷数均守恒，但U23892书写错误，故C错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故D正确．本题选错误的，故选AC.答案：AC8．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋14 7N→x＋17 8O y＋94Be→z＋12 6Cx、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．电子解析：将题给3个方程相加，整理后得73Li＋14 7N＋94Be→17 8O＋12 6C＋Z，根据电荷数守恒和质量数守恒，Z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确．答案：C9．如图所示是“原子核人工转变”实验装置示意图，其中A是放射性物质，F是铝箔，S 为荧光屏，在容器中充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是( )A．α粒子射到屏上产生的B．α粒子从F打出的粒子射到屏上产生的C．α粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的D．放射性物质放出的γ射线射到屏上产生的解析：α粒子贯穿本领弱，被铝箔挡住，所以看到的亮点是α粒子击中氮核后新产生的粒子产生的，而不是α粒子产生的，另α粒子击中氮核后产生的是质子，而不是γ射线，所以正确选项是C.答案：C10．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co的衰变来验证，其核反应方程是6027Co→A Z Ni＋0－1e＋νe.其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和0－1e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，那么衰变过程将违背________守恒定律．(3)6027Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异．解析：(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为：6027Co→6028Ni＋－1e＋νe，由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应该还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和0－1e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，就一定会违背动量守恒定律．(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种．答案：(1)60 28 (2)动量(3)基因突变。
高中物理粤教版选修3-5 第四章第二节走进原子核 放射性元素的衰变 课堂练习 Word版含解析
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 ＋ 0－1eC.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 ＋ 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。
物理粤教版选修3-5 第四章第二节走进原子核 放射性元素的衰变 课时作业 含解析
一、单项选择题1．最早发现天然放射现象的科学家为( )A．卢瑟福B．贝可勒尔C．爱因斯坦D．查德威克解析：选B.卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，爱因斯坦发现了光电效应，贝可勒尔发现天然放射现象，故B正确，A、C、D不正确．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．关于天然放射现象，以下叙述正确的是( )A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B．β衰变所释放的电子是原子核中的电子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．γ射线一定是由α、β衰变产生的解析：选C.半衰期由放射性元素原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关，A 错；原子核是由质子和中子组成的，原子核中无电子，B 错；根据三种射线的物理性质，C 对；处于高能态的原子核在向低能态发生跃迁时，也会放出γ射线，因此γ射线不一定是由α、β衰变产生的，D 错．4．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1.5．某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )A ．11.4天B ．7.6天C ．5.7天D ．3.8天解析：选D.根据半衰期的定义，剩余原子个数N ＝N 总×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12t τ，t 是经历的天数，τ是半衰期，故11.4＝3τ，τ＝3.8 天，D 项正确．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 ．2B ．239C ．145D ．92解析：选A.其衰变方程为：239 92U ―→239 94Pu ＋n 0－1e ，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、双项选择题7．下列说法中正确的是( )A ．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B ．原子核中的质子数，一定跟核外电子数相等C ．用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D ．绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷跟质子电荷之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子解析：选CD.原子中除了带负电的电子外，还有带正电的质子，故A 错误．对于中性原子来说原子核中的质子数才跟核外电子数相等，故B 错误．正是用α粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C 正确．因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷跟质子电荷之比，才确定原子核内必定还有别的中性粒子，故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有关，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。
物理粤教版选修3-5自我小测：第四章第二节放射性元素的衰变 含解析 精品
自我小测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12一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3关于α射线、β射线、γ射线的本质和主要作用，以下说法正确的是( ) A ．α射线是高速α粒子流，α粒子实际上是氦原子核，它的穿透能力很强 B ．β射线是高速电子流，是核外电子激射出来形成的，它的电离能力较强，同时穿透能力也较强C ．γ射线是波长很短的电磁波，与X 射线相比，γ射线的贯穿本领更大D ．γ射线是波长很短的电磁波，它是由于原子的内层电子受到激发后产生的 4放射性元素发生β衰变放出一个电子，这个电子是 … ( ) A ．核外电子向内层轨道跃迁时放出来的 B ．核内有电子受激发后由核内射出来的 C ．核内有一个质子分裂时放出的 D ．核内中子转化为质子时放出来的5矿石中含有A 、B 两种放射性元素，已知A 元素的半衰期为10天，B 元素的半衰期为30天，经过60天后，两种放射性元素的质量恰好相等，则矿石中A 、B 两种元素原来的质量之比是( )A ．16∶1 B．8∶1 C．4∶1 D．3∶1 6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4－2－3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4－2－3A．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7K－介子衰变的方程为K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子带负的元电荷，π0介子不带电．一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径R K－与Rπ－之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出，如图4－2－4所示，由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为…()图4－2－4A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶68如图4－2－5所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L 后，计数器的计数率大幅度减小；再在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变．则x可能是 ( )图4－2－5A．α和β的混合放射源 B．纯α放射源C ．α和γ的混合放射源D ．纯γ放射源9一个原子核ab X 进行一次α衰变后成为原子核cd Y ，然后又进行一次β衰变，成为原子核fg Z ：ab X ――→αcd Y ――→βfg 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 10本题中用大写字母代表原子核，E 经α衰变成为F ，再经β衰变成为G ，再经α衰变成为H ，上述系列衰变可记为下式：E ――→αF ――→βG ――→αH ； 另一系列衰变如下： P ――→βQ ――→βR ――→αS.已知P 是F 的同位素，则( ) A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素 B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素 C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素 D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素11一小瓶含有放射性同位素的液体，它每分钟衰变6 000次．若将它注射到一位病人的血管中，15 h 后从该病人身上抽取10 mL 血液，测得此血样每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期为5 h ，则此病人全身血液总量为______ L.12静止状态的镭原子核22888Ra 经一次α衰变后变成一个新核． (1)写出核衰变方程；(2)若测得放出的α粒子的动能为E 1，求反冲核动能E 2及镭核衰变时放出的总能量E.参考答案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：CD2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．从三种射线的贯穿能力大小方面分析问题．答案：C3解析：α射线是高速α粒子流，α粒子就是氦核42He ，具有较强的电离能力，但穿透能力很弱，在空气中能前进几厘米，一张普通的纸就能把它挡住，A 选项错误．β射线是高速电子流，是原子核衰变时产生的一种射线，这种射线来源于原子核内部，而不是核外电子激射形成的，实际上是原子核内部的一个中子10n 转变成质子11H 时产生的10n→11H ＋ 0－1e ，β射线的电离作用较弱，但贯穿本领较强，很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，故B 选项错误．γ射线是波长很短的电磁波，具有很高的能量，其波长比X 射线更短，因而贯穿本领更强，γ射线原子核受到激发后产生的，并不是由核外电子受到激发后产生的，故C 选项正确，D 选项错误．要正确掌握三种射线的来源、穿透能力和电离能力．答案：C4解析：放射性元素发生β衰变放出一个电子，核内一个中子转化为一个质子和一个电子，质子留在核内，而电子放射出来就是β粒子.10n→11H ＋ 0－1e ，故选项D 正确．答案：D5解析：由公式m ＝m 0(12)n (其中m 0是原来的质量，m 是经n 次衰变后剩余质量)得：m A (12)6010＝m B (12)6030即m A m B ＝24＝16 故选项A 正确． 答案：A6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，在磁场中受力方向上，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．答案：AD7解析：本题涉及核衰变、电荷在匀强磁场中的运动规律及动量守恒定律，同时，本题较贴近现代科技前沿，情景较新颖，能较好地考查解决问题的能力，其知识含量和思维含量较大，解决此类问题注意以下几个方面．(1)核反应总遵循质量数守恒和电荷数守恒．(2)动量是矢量，列动量守恒方程时须注意各动量的矢量性．(3)微观带电粒子在匀强磁场中运动时，都不计其重力作用，且有Bqv ＝m v 2r.K －介子衰变过程中动量守恒，且π－介子在磁场中做匀速圆周运动．圆弧AP 和PB 在P 处相切，说明衰变前K －介子的速度方向与衰变后π－介子的速度方向相反，设衰变前K －介子的动量大小为p 0，衰变后π－介子和π0介子的动量大小分别为p 1和p 2，根据动量守恒定律可得：p 0＝p 1＋p 2，K －介子和π－介子在磁场中分别做匀速圆周运动，其轨道半径为：R K －＝p 0Bq K －；R π－＝p 1Bq π－，又由题意知R K －＝2R π－，q K －＝q π－，解以上联立方程组可得：p 1∶p 2＝1∶3. 答案：C8解析：此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力．正确理解计数器的计数率的含义，是解决本题的关键．在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故此时只有γ射线，因此放射源可能是α和γ的混合放射源，正确选项是C.答案：C9解析：由质量数与核电荷数守恒知：a ＝f ＋4 c ＝f d ＝g －1 b ＝g ＋1 故A 、B 、C 、D 皆正确． 答案：ABCD10解析：(1)互称同位素的原子核电荷数相同而质量数不同． (2)任何核反应都遵循电荷数守恒和质量数守恒． (3)α衰变和β衰变的核反应方程表达式分别为：AZX→A －4Z －2Y ＋42He(α衰变)，A Z X→ A Z ＋1Y ＋ 0－1e(β衰变)．P 和F 是同位素，设电荷数均为Z ，则衰变过程可记为：Z ＋2E ――→αZF ――→βZ ＋1G ――→αZ －1HZP ――→βZ ＋1Q ――→βZ ＋2R ――→αZ S显然，E 和R 的电荷数均为Z ＋2，G 和Q 的电荷数均为Z ＋1，F 、P 和S 的电荷数均为Z ，故B 项正确．答案：B11解析：设衰变前原子核的个数为N 0,15 h 后剩余的原子核的个数为N ，则N ＝N 0·(12)t，即N N 0＝(12)155＝18①设人血液的总体积为V ，衰变的次数跟原子核的个数成正比，即N N 0＝2×V 106 000＝V30 000②由①②得V 30 000＝18，所以V ＝3 750 mL ＝3.75 L.原子核的个数越多，衰变的次数越多，两者成正比关系． 答案：3.7512解析：(1)22888Ra→22486Rn ＋42He.(2)由动量守恒定律得m 1v 1－m 2v 2＝0，式中m 1、m 2、v 1、v 2分别为α粒子及新核的质量和速度，则反冲核的动能为：E 2＝12m 2v 22＝12m 2(m 1v 1m 2)2＝E 1·m 1m 2＝156E 1 则衰变放出的总能量为E ＝E 1＋E 2＝5756E 1，发生α衰变时遵循动量守恒和能量守恒．答案：(1)22888Ra→22486Rn ＋42He (2)E 2＝156E 1，E ＝5756E 1。
2018年粤教版物理选修3-5 第4章 第2节 放射性元素的衰变
第二节放射性元素的衰变[先填空]1．放射性物体放出的射线常见的有三种：α射线、β射线、γ射线，其实质分别是高速α粒子流、高速电子流、频率很高的电磁波．2．三种射线的特点(1)α射线：速度可达光速的110，电离作用强，贯穿本领很小．(2)β射线：速度可达光速的99%，电离作用较弱，贯穿本领较强．(3)γ射线：是频率很高的电磁波，波长很短，电离作用最小，贯穿本领最强．3．原子核的衰变(1)衰变定义：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．(2)衰变分类①α衰变：放出α粒子的衰变．②β衰变：放出β粒子的衰变．(3)衰变方程23892U→23490Th＋42He234 90Th →23491Pa ＋ 0－1e(4)衰变规律①原子核衰变时电荷数和质量数都守恒．②任何一种放射性元素只有一种放射性，不能同时既有α放射性又有β放射性，而γ射线伴随α衰变或β衰变产生．4．γ射线的产生：放射性的原子核在发生α衰变或者β衰变后，产生的新核往往处于高能级，它要向低能级跃迁，并辐射γ光子，故γ射线是伴随α射线或β射线产生的．[再判断]1．三种射线都是从原子外层电子激发出来的．(×) 2．放射性物质不可能同时放出α、β和γ三种射线．(×)3．原子核发生α衰变时，核的质子数减少2，而质量数减少4.(√) 4．原子核发生β衰变时，原子核的质量不变．(×) 5．原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒．(√) [后思考]发生β衰变时，新核的电荷数变化多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？【提示】 根据β衰变方程234 90Th →234 91Pa ＋ 0－1e 知道，新核核电荷数增加了1个，原子序数增加1个，故在元素周期表上向后移了1位．1．α、β、γ三种射线的性质、特征的比较(1)不论在电场还是磁场中，γ射线总是做匀速直线运动，不发生偏转．(2)在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移最大．如图4-2-1所示．图4-2-1(3)在匀强磁场中，在同样的条件下，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径最小，偏转最大．如图4-2-2所示．图4-2-23．衰变实质α衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个α粒子，210n＋211H→42He β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子，10n→11H＋0－1e 4．衰变方程通式(1)α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2(2)β衰变：A Z X→AY＋0－1eZ＋15．确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)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：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.以上两式联立解得：n＝A－A′4，m＝A－A′2＋Z′－Z.由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组．(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．1．天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法不正确的是() A．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线B．某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子【解析】由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是一种波长很短的光子，不会使原核变成新核，选项B错误；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电子，来源于原子核，故D正确．【答案】 B2．(多选)原子序数大于或等于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()【导学号：55272116】A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少2B．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】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、原子序数增加1.【答案】AD3．如图4-2-3所示，放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中________是α射线，________是β射线，________是γ射线．图4-2-3【解析】由放射现象中α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线，③④是α射线．【答案】③④①⑥②⑤4.23892U核经一系列的衰变后变为20682Pb核，问：【导学号：55272117】(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)20682Pb与23892U相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程．【解析】(1)设23892U衰变为20682Pb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＋4x ①92＝82＋2x－y ②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20682Pb较23892U质子数少10，中子数少22.(3)衰变方程为23892U→20682Pb＋842He＋60－1e【答案】(1)8次α衰变和6次β衰变(2)1022(3)23892U→20682Pb＋842He＋60－1e衰变次数的判断方法1．衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒．2．每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2.3．每发生一次β衰变中子数减少1，质子数增加1.[先填空]1．定义：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T 1/2.2．衰变规律 m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT 1/2(其中m 0为衰变前的质量，m 为t 时间后剩余的放射性元素的质量)．3．放射性元素的平均存活时间称为平均寿命． [再判断]1．半衰期的大小反映了放射性元素衰变的快慢．(√)2．放射性元素衰变的速率，与原子所处的物理状态和化学状态有关．(×) 3．半衰期是大量原子核发生衰变的统计规律，少数原子核不符合这一规律．(√)[后思考]有10个镭226原子核，经过一个半衰期有5个发生衰变，这样理解对吗？ 【提示】 不对.10个原子核，数目太少，它们何时衰变是不可预测的，因为衰变规律是大量原子核的统计规律．1．意义：半衰期表示放射性元素衰变的快慢．2．决定因素：半衰期的长短由原子核自身因素决定，与原子核所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关．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，半衰期只适用于大量的原子核．5．(多选)14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( )【导学号：55272118】A ．该古木的年代距今约5700年 B. 12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 C ．12C 、13C 、14C 具有相同的质子数 D. 14C 衰变为14N 的过程中放出β射线【解析】 古木样品中14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年，选项A 正确．同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B 错误，C 正确.14C 的衰变方程为14 6C →14 7N ＋ 0－1e ，所以此衰变过程放出β射线，选项D 正确．【答案】 ACD6．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B 为________．【解析】 元素A 的半衰期为4天，经过20天后剩余原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫125，元素B的半衰期为5天，经过20天后剩余原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫124，剩下的质量之比m A ∶m B ＝1∶2.【答案】 1∶2有关半衰期的两点提醒1．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间而不是样本质量减少一半的时间．2．经过n 个半衰期，剩余核N 剩＝12n N 总．。
2018粤教版高中物理选修(3-5)4.3《放射性同位素》规范训练
第三节放射性同位素(时间：60分钟)知识点一放射性同位素的应用和防止1．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是()．A．示踪原子B．电离作用C．催化作用D．贯穿作用解析用14C标记C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示踪原子，故A正确．答案 A2.32He可以作为核聚变材料(核聚变是利用轻核聚合为较重核释放出巨大能量为人类提供能源)，下列关于32He的叙述正确的是()．A.32He与31H互为同位素B.32He原子核内中子数为2C.32He原子核外电子数为2D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子解析32He核内质子数为2，31H核内质子数为1.两者质子数不等，不是同位素，A错误；32He核内中子数为1，B错误、C正确；32He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子，D错误．答案 C3．氮核137N具有放射性，能自发放射出正电子，该原子核内含有()．A．7个中子、6个质子、1个正电子B．6个中子、7个质子C．13个中子、7个正电子D．13个质子、6个电子解析元素符号左下角为质子数，左上角为质量数，而核内质子数等于核外电子数，所以该原子核内有7个质子、6个中子，核外有7个电子，所以选B.答案 B4．(双选)关于放射性同位素，以下说法正确的是()．A．放射性同位素与放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生，不能用人工方法制得D．以上说法均不对解析放射性同位素可用人工的方法获得，它与放射性元素具有相同的衰变规律，故A、B对，C、D错．答案AB5．(双选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()．A.3015P与3014X互为同位素B．P与其同位素有相同的化学性质C．用P制成化合物后它的半衰期变长D.3015P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响解析同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素有相同的化学性质，故B对；半衰期与物理、化学状态无关，故C错；3015P为放射性同位素，可用作示踪原子，故D对．故正确答案为B、D.答案BD6．(双选)建筑材料中的放射性物质钋(Po)发生衰变后，生成也具有放射性的氡气(Rn)，而氡气会有致癌作用，为降低房间内放射性污染，下列说法可行的是()．A．加热使放射性物质分解B．开窗通风C．中和放射性物质D．不使用放射性超标材料解析在生活中要尽可能地远离放射源，故最好的办法是不使用具有放射性物质的建材，或使氡气尽快离开房间，开窗通风不失为一个好办法，故选B、D.答案BD知识点二核反应方程7．(双选)(2018·哈尔滨高二检测)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al ＋42He―→X＋10n.下列判断正确的是()．A.10n是质子B.10n是中子C．X是2814Si的同位素D．X是3115P的同位素解析10n是中子，11H才是质子，A错、B对．由质量数守恒和电荷数守恒得X的质量数为30，核电荷数为15，即是3115P的同位素3015P，C错、D对．答案BD8．(2018·焦作高二检测)在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①31H＋X1―→42He＋10n②14 7N＋42He―→17 8O＋X2③94Be＋42He―→12 6C＋X3④2412Mg＋42He―→2713Al＋X4则以下判断中正确的是()．A．X1是质子B．X2是中子C．X3是电子D．X4是质子解析根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为21H，A错．X2为11H，B 错．X3为10n，C错．X4为11H，D对．答案 D9．(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＝2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.答案 D10．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为16 8O＋10n→a7N＋0b X，下列对式中X、a、b的判断正确的是()．A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1解析根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因X可表示为0＋1e，为正电子，故C项正确，A、B、D三项错误．答案 C11．(双选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是()．A．核反应方程为2713Al＋11H―→2814SiB．核反应方程为2713Al＋10n―→2814SiC．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致解析由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确、B选项错误．由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105 m/s，即D选项正确．答案AD12．自然界中的铀和钴都有同位素．(1)铀主要以三种同位素的形式存在，三者的原子百分含量分别为334 92U0.005%，235 92U 0.72%，238 92U99.275%.请写出计算铀元素近似原子量的计算式(不必算出具体数值)：________．(2)放射性同位素钴60能够产生γ射线．高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生________，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种．此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能________、________．在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体保护．操作完毕后，人体________(填“可以”或“不可以”)直接接触射线处理过的材料．解析 铀元素的原子量等于每种同位素与其百分含量乘积之和即(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2；γ射线的照射强度增大到一定程度往往会使品种基因突变．由于经过放射线同位素照射处理过的材料无放射性，所以人体完全可以直接接触它．答案 (1)(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2 (2)基因突变 杀虫 杀菌 可以13．正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段．PET 在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂．氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的．反应中同时还产生另一种粒子，试写出该反应方程．解析 由题意可知：氧16(16 8O)在质子(11H)的轰击下产生了氮13(13 7N)和另外一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另一种粒子是42He ，所以核反应方程为： 16 8O ＋11H →13 7N ＋42He.答案16 8O ＋11H →13 7N ＋42He14．如图4－3－2所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将一静止的放射性14C 放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图4－3－2所示(发生衰变后瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E 垂直，a 、b 均表示长度)．则 (1)14C 发生衰变时所放射出的粒子是________．(2)14C 发生衰变时所放射出的粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)．(3)写出14C 的衰变方程__________________________________________． (4)求发生衰变后的瞬间放出的粒子与反冲核的动能之比________．图4－3－2解析 (1)由轨迹可以看出，反冲核与放出的粒子的受力方向均与电场强度方向一致，所以放出的粒子为α粒子．(2)由动量守恒得，α粒子的动量和反冲核的动量大小相等，α粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨道为α粒子．(3)根据电荷与质量数守恒可得14 6C ―→10 4Be ＋42He.(4)由动量守恒可得v 2v 1＝m 1m 2＝104＝52.又E k ＝12m v 2＝12·p ·v .所以E k2E k1＝v 2v 1＝52.答案 (1)α粒子 (2)② (3)14 6C ―→10 4Be ＋42He(4)5∶2。
高中物理粤教版选修3-5第四章第二节：放射性元素的衰变+同步练习1+
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 n10 D ．nHe 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Th23290（钍）经过一系列核衰变之后，变成Pb20882（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。
【金版学案】高中物理 4.2 放射性元素的衰变知能演练 粤教版选修3-5
第二节 放射性元素的衰变基础达标1．一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，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：C2．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A ．α射线是由氦原子核衰变产生B ．β射线是由原子核外电子电离产生C ．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D ．通过化学反应不能改变物质的放射性解析：α射线是原子核同时放出两个质子和两个中子产生的，选项A 错；β射线是原子核内中子转化为质子和电子而放出的，选项B 错；γ射线是衰变后的原子核从高能级向低能级跃迁产生的，选项C 错；放射性是原子核的固有属性，选项D 正确． 答案：D3．朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，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23994Pu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：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．答案：A4．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( )A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个氡原子核D．氡的半衰期为3.8天，4 g氡原子核，经过7.6天就只剩下1 g氡原子核解析：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，而并非原子核质量减少一半，故A错．原子核的衰变快慢是由原子核内部因素决定的，与外界环境或化学状态无关，故B错．半衰期是一个统计规律，是对大量原子核而言的，对一个或几个原子核来说，半衰期是没有意义的，某一个或某几个具有放射性的原子核，经过多长时间发生衰变是偶然的，故C错．由半衰期公式可知D对．答案：D5．(双选)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D．在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱解析：根据衰变规律，发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内电荷数减少2，质量数减少4，故选项A错误；发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内电荷数增加1，中子数减少1，故选项B正确；β衰变的实质在于原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，β射线不是原子的核外电子电离后形成的电子流，故选项C错误；选项D说法正确．答案：BD能力提升6．(2012·全国理综) U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18解析：质量数减少为：4m ＝235－207＝28，m ＝7.核电荷数减少为：2m －n ＝92－82＝10，n ＝4.答案：B7．钫23887Fr 的β衰变半衰期是21 min ，则原来16 g 钫经衰变后剩下1 g 所需要的时间是( )A ．315 minB ．336 minC ．84 minD ．5.25 min解析：半衰期T 12＝21 min ，根据衰变公式，经时间t 后剩下的质量数为 即m ＝m 0＝116 m 0. 所以t T 12＝4，t ＝4T 12＝84 min. 答案：C8．原子核与氘核反应生成一个α粒子和一个质子，由此可知( )A ．A ＝2，Z ＝1B ．A ＝2，Z ＝2C ．A ＝3，Z ＝3D ．A ＝3，Z ＝2解析：由核反应过程中质量数和电荷数守恒可得：A ＋2＝4＋1，Z ＋1＝2＋1，两式联立解得A ＝3、Z ＝2，故选项D 对．答案：D9．(双选)天然放射性元素经过一系列α衰变和β衰变之后，变成，下列论断中正确的是( )A．铅核比钍核少24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8个质子D．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变解析：铅核中子数208－82＝126，钍核中子数232－90＝142，故铅核比钍核少142－126＝16个中子，铅核比钍核少90－82＝8个质子，选项A错，C对．α衰变的次数为n＝232－208＝6次，α衰变后减少的电荷数为12，而现在只减少了90－82＝8个，故β衰变4的次数为4次，选项B错，D对．答案：CD10.238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)206 82Pb与238 92U相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合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．(2)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．(3)此核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.答案：(1)8 6 (2)10 22(3)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e核反应核反应是指入射粒子(或原子核)与原子核(称靶核)碰撞导致原子核状态发生变化或形成新核的过程．反应前后的能量、动量、角动量、质量、电荷都必须守恒．核反应是宇宙中早已普遍存在的极为重要的自然现象．现今存在的化学元素除氢以外都是通过天然核反应合成的，在恒星上发生的核反应是恒星辐射出巨大能量的源泉．在核反应中，用于轰击原子核的粒子称为入射粒子或轰击粒子，被轰击的原子核称为靶核，核反应发射的粒子称为出射粒子，反应生成的原子核称为剩余核或产物核．入射粒子a 轰击靶核A，发射出射粒子b并生成剩余核B的核反应可用以下方程式表示：A＋a→B＋b或简写为：A(a，b)B若a、b为同种粒子，则为散射，并根据剩余核处于基态还是激发态而分为弹性散射和非弹性散射，用A(a，a)A和A(a，a′)A*表示，给定的入射粒子和靶核能发生的核反应往往不止一种．每一种核反应称为一个反应道．反应道由入射道和出射道构成．入射粒子和靶核组成入射道，出射粒子和剩余核组成出射道．同一入射道可以有若干出射道，同一出射道也可以有若干入射道．发生某种核反应的几率用核反应截面来表征．只有满足质量数、电荷、能量、动量、角动量和宇称等守恒条件，核反应才能发生，相应的反应道称开道，反之为闭道．核反应过程总是伴随着能量的吸收或释放，前者称为吸能反应，反者称为放能反应．反应能常用Q表示，等于反应后与反应前体系动能之差，可标明在核反应方程式中，例如：3H＋2H→4He＋n＋Q Q＝17.6 MeV对于吸能反应，仅当入射粒子的动能高于阈能(Eth)时才能引起核反应．核反应按其本质来说是质的变化，但它和一般化学反应有所不同．化学反应只是原子或离子的重新排列组合，而原子核不变．因此，在化学反应里，一种原子不能变成另一种原子．核反应乃是原子核间质点的转移，致使一种原子转化为其他种原子，原子发生了质变．核反应的能量效应要比化学反应的大得多．核反应能常以兆电子伏计量，而化学反应能一般只有几个电子伏．例如：核反应不是通过一般化学方法所能实现的，而是用到很多近代物理学的实验技术和理论．首先要用人工方法产生高能量的核“炮弹”，如氦原子核、氢原子核、氘原子核等，利用这些“炮弹”猛烈撞击别的原子核，从而引起核反应．各种各样的加速器，都是为了人工产生带电的高能粒子用做核“炮弹”来进行核反应的．当1932年人们发现中子后，不但对原子核的结构有了正确的认识，而且发现中子是一种新型的核“炮弹”．由于中子不带电荷，它和原子核之间不存在电排斥力，因而用它来产生核反应时，比用带电的其他高能粒子效果好得多．一些工厂有核反应堆．核反应通常分为四类：衰变、粒子轰击、裂变和聚变．前者为自发发生的核转变，而后三种为人工核反应(即用人工方法进行的非自发核反应)．。
高中物理第4章第2节放射性元素的衰变学案粤教版选修3-5
- 让每一个人同等地提高自我第二节放射性元素的衰变1．α射线实质上就是高速运动的α1粒子流，速度可达到光速的10，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只好行进几厘米．2．β射线是高速运动的电子流，它速度很大，可达光速的90%，它的穿透能力较强，电离能力较弱．3．γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板．4．原子核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少 2．5．半衰期越大，说明放射性元素衰变得越慢，放射性元素的半衰期是由核自己的要素决定的，与原子所处的物理状态或化学状态没关．- 让每一个人同等地提高自我基础达标1．一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方时，强度减为原1来的3，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( C)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射线分析：三种射线中，γ射线贯串本事最强，能穿透几厘米厚的铅板，题顶用 1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ 射线，用薄纸即可挡住部分射线，说明射线中含有贯串本事较小的α 射线，同时有大多数射线穿过薄纸，说明含有β 射线．2．对于天然放射现象，以下说法正确的选项是( D)A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．经过化学反响不可以改变物质的放射性分析：α 射线是原子核同时放出两个质子和两其中子产生的，选项 A 错；β射线是原子核内中子转变为质子和电子而放出的，选项 B 错；γ射线是衰变后的原子核从高能级向低能级跃迁产生的，选项 C 错；放射性是原子核的固有属性，选项 D 正确．3．以下说法中正确的选项是( C)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可以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分析：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，所以，A、 B 两项错，原子核衰变有质量损失．4．以下相关半衰期的说法正确的选项是( A)A．放射性元素的半衰期越短，表示有多半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停衰变，跟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，能够减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其余物质形成化合物，均可减小衰变速度分析：放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核多半发生衰变所需的时间，它反应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自己要素决定，与它所处的物理、化学状态没关，故 A 正确， B、C、 D 错误．- 让每一个人同等地提高自我5．以下表示放射性元素碘131(131 53I)β 衰变的方程是( B)分析：β 衰变是原子核自觉地开释一个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，联合选项剖析可知，选项 B 正确．能力提升6．(2014 ·重庆卷 )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 的含量大概还有( C)分析：此题考察元素的半衰期．依据半衰期公式m＝，将题目中的数据代入可得C正确， A、 B、 D 错误．7．核电站核泄露的污染物中含有碘131 和铯 137. 碘 131 的半衰期约为8 天，会开释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．以下说法正确的选项是 ( D)A．碘 131 开释的β射线由氦核构成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 对比，碘131 衰更改慢D．铯 133 和铯 137 含有同样的质子数分析：β 射线是高速电子流，是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子时放出电子产生的，选项 A 错误；γ光子的频次高于可见光的频次，由光子能量ε＝hν 知选项B错误；因为铯137 的半衰期比碘131 的半衰期长，所以碘131 比铯 137 衰更改快，选项C 错误；同位素拥有同样质子数和不一样中子数，选项 D 正确．8． ( 多项选择 ) 以下说法正确的选项是( BC)- 让每一个人同等地提高自我9．铀裂变的产物之一氪90() 是不稳固的，它经过一系列衰变最后成为稳固的锆 90() ，这些衰变是 ( B) 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衰变分析：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，电荷数增添1，质量数不变．法一α 衰变的次数为n＝90－90＝0(次)，4β衰变的次数为＝90－90＋ 40－36＝ 4( 次) ．m2法二设氪 90() 经过x次α衰变，y次β衰变后变为锆 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＝ 4.10．( 双选 ) 天然放射性元素经过一系列α 衰变和β 衰变以后，变为，以下论断中正确的选项是( CD)A．铅核比钍核少24 其中子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8 个质子D．衰变过程中共有 6 次α衰变和 4 次β衰变分析：铅核中子数208－ 82＝ 126，钍核中子数232－ 90＝142，故铅核比钍核少142－126＝ 16 其中子，铅核比钍核少90－ 82＝8 个质子，选项 A 错， C 对．α衰变的次数为n＝232－ 208＝6 次，α衰变后减少的电荷数为12，而此刻只减少了 90－82＝ 8 个，故β衰变的4次数为 4 次，选项 B 错， D 对．。
2017粤教版高中物理选修42《放射性元素的衰变》一课三练
第二节放射性元素的衰变1。
三种射线的比较射线种类实质速度贯穿本领电离本领Α射线____4，2He 可达到光速的错误!差,不能穿透一层纸强β射线____01e可达到光速的99％较强，容易穿透黑纸，能穿透______厚的铝板较弱γ射线______ 光速强,能穿透______厚的铅板很弱2、衰变：原子核放出α粒子或β粒子后，变成另一种新的________,这种变化叫做原子核的衰变。
衰变的类型:原子核的自发衰变有两种，一种是____衰变，一种是____衰变.而γ射线是伴随着α衰变或β衰变时产生的.衰变方程：在衰变过程中遵守________守恒和______守恒。
3。
核反应是指利用天然放射性的______粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的________的过程。
核反应中所放出或吸收的能量叫________。
发现质子的方程为________________________________________________________发现中子的方程为：________________________________________________________4.半衰期:放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期.根据半衰期的概念可得:剩余原子核数目：N余＝N原12t,剩余元素质量m余＝m原12t半衰期由放射性元素的__________________的因素决定,跟原子所处的物理状态（如压强、温度等)或化学状态（如单质或化合物）无关。
不同的放射性元素,半衰期________。
5。
一个放射性原子核,发生一次β衰变,则它的（）A。
质子数减少一个，中子数不变B.质子数增加一个,中子数不变C.质子数增加一个,中子数减少一个D。
质子数减少一个，中子数增加一个6。
下列关于放射性元素的半衰期的几种说法,正确的是（)A.同种放射性元素，在化合物中的半衰期比单质中长B.把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关,它是一个统计规律，只对大量的原子核适用D。
2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5教学案：第四章 第二节 放射性元素的衰变 Word版含答案正式版
第二节放射性元素的衰变(对应学生用书页码P48) 1．α射线实际上就是高速运动的α粒子流，速度可达到光速的1/10，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米。
2．β射线是高速运动的电子流，它速度很大，可达光速的90%，它的穿透能力较强，电离能力较弱。
3．γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板。
4．原子核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少2。
5．半衰期越大，说明放射性元素衰变得越慢，放射性元素的半衰期是由核本身的因素决定的，与原子所处的物理状态或化学状态无关。
(对应学生用书页码P48)1.2．三种射线的分离(1)用匀强电场分离时，带正电的α射线沿电场方向偏转，带负电的β射线沿电场的反方向偏转，且α射线偏转小，β射线偏转大，而γ射线不偏转。
如图4－2－1所示。
(2)用匀强磁场分离时，α射线和β射线沿相反的方向做匀速圆周运动，且在同样的条件下α射线的轨道半径大，β射线的轨道半径小；γ射线不偏转。
如图4－2－2所示。
图4－2－21．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源前面时，射线的强度减为原来的13，而当用1 cm 厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度减小到几乎为零。
由此可知，该放射源所放射出的( )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。
故选项C 对。
答案：C1.定义图4－2－1一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。
2．衰变规律原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒。
3．衰变方程(1)α衰变：原子核放出一个α粒子，衰变方程为：A Z X→A－4Z－2Y＋42He(2)β衰变：原子核放出一个β粒子，衰变方程为：AZX→A Z＋1Y＋e0－1(3)γ射线经常是伴随α衰变或β衰变而产生，往往是由于衰变后的新核向低能级跃迁时辐射出来的一份能量，原子核释放出一个γ光子不会改变它的质量数和核电荷数。
粤教版高中物理选修3-5课件第四章第二节放射性元素的衰变
知识点 3 三种射线的比较
种类 组成 带电荷量 质量 速度 在电场或 磁场中
α射线 高速氦核流
2e 4mp 0.1c
偏转
β射线 高速电子流
－e mp/1840
0.99c 与α射线 反向量为 0
c
不偏转
种类
贯穿本领
对空气的 电离作用 在空气中
的径迹 通过胶片
α射线 最弱，用纸
解析：α射线放出的是氦原子核，相比之下 粒子的速度较 小，约为光速的十分之一，因而贯穿本领很小，一薄纸就可以 把它挡住，故 A 错；β射线是高速电子流，它是从原子核内放 射出来的，而不是原子核外电子电离形成的，故 B 错；γ射线是 电磁波，一般伴随α射线或β射线产生，其速度等于光速，因而 穿透能力很强，C 对 D 错．
变方程为23920Th―→22806Rn＋xα＋yβ，其中( D )
A．x＝1，y＝3
B．x＝2，y＝3
C．x＝3，y＝1
D．x＝3，y＝2
解析：由质量数和电荷数守恒可知：4x＋220＝232 且 2x －y＋86＝90
解得：x＝3，y＝2.
规律总结：对于衰变方程中的系数或元素的判断，依照的
是反映前后电荷数和质量数的守恒.
的原子核，则上述过程中的粒子 x 是( A )
A．中子 B．质子
C．电子
D．粒子
解析：由核反应方程4280Ca＋29489Cf→310x＋342He＋211822y，可知 A 正确．
1．放射性同位素 Na 的样品经过 8 小时后还剩下 1/16 没有
衰变，求它的半衰期．
t
8
解：由
m＝
m0
1 2
T1/
2
，代入数据得116m0＝
粤教版高中物理 第二节 放射性元素的衰变 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 下列说法正确的是（）A．图甲为氡222的衰变规律，若原来有1000个氡222，经过一个半衰期，一定还剩余500个B．某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图乙所示，则热力学温度T1>T2C．同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图丙所示，则入射光的频率关系为D．图丁为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变短2. “朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就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，钚可由铀经过n次β衰变而产生，则n为（）A．2 B．239 C．145 D．923. 我国造出世界首个人造迷你心脏，使用有人体细胞的人造心脏试药，可以有效测试药物毒性，从而改善药效，提高新药研发效率和减少研发成本。
人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚238，钚238衰变快慢有一定的规律。
如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻钚238的质量m与t=0时的质量的比值。
则经过43.2年剩余钚238的质量与初始值的比值约为（）A．0.250 B．0.875 C．0.500 D．0.7074. 下列物理现象和物质性质，描述正确的是（）A．喷洒消毒液后会闻到气味，这是布朗运动的结果B．强相互作用是引起原子核发生衰变的原因C．放射性元素以化合物形式存在时，半衰期比单质形式要长D．浸润液体能发生毛细现象，不浸润液体也能发生毛细现象5. 放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中（）A．C为氦核组成的粒子流，它在空气中电离本领最强B．C是原子核外电子电离而生成的C．B为比x射线波长更短的光子流，它的电离能力最弱D．A为高速电子组成的电子流，贯穿能力最强6. 下列说法中错误的是（）A．威耳逊云室和盖革—米勒计数器都是利用了放射线使气体电离的性质B．盖革—米勒计数器除了用来计数，还能区分射线的种类C．用威耳逊云室探测射线时，径迹比较细且常常弯曲的是β粒子的径迹D．根据气泡室中粒子径迹的照片上记录的情况，可以分析粒子的带电、动量、能量等情况7. 天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可知（）A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用最强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子8. 某科研人员正在研制一种新型长效电池，他采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63（）和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生衰变时释放的电子被铜片俘获，如图所示，把镍63和铜片分别做成电池的两极，为外电阻提供电能。
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第二节放射性元素的衰变1．三种射线的比较2.衰变：原子核放出α粒子或β粒子后，变成另一种新的________，这种变化叫做原子核的衰变．衰变的类型：原子核的自发衰变有两种，一种是____衰变，一种是____衰变．而γ射线是伴随着α衰变或β衰变时产生的．衰变方程：在衰变过程中遵守________守恒和______守恒．3．核反应是指利用天然放射性的______粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的________的过程．核反应中所放出或吸收的能量叫________．发现质子的方程为________________________________________________________发现中子的方程为：________________________________________________________4．半衰期：放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期．根据半衰期的概念可得：剩余原子核数目：N余＝N原12tt骣琪琪桫，剩余元素质量m余＝m原12tt骣琪琪桫半衰期由放射性元素的__________________的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关．不同的放射性元素，半衰期________．5．一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的()A．质子数减少一个，中子数不变B．质子数增加一个，中子数不变C．质子数增加一个，中子数减少一个D．质子数减少一个，中子数增加一个6．下列关于放射性元素的半衰期的几种说法，正确的是()A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比单质中长B．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核适用D．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后就只剩下一个【概念规律练】知识点一原子核的衰变1．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是()A．原子最外层电子B．原子的最内层电子C．原子核内的中子变化为质子时产生的电子D．原子核内的质子变化为中子时产生的电子知识点二半衰期2．关于半衰期，下面各种说法中正确的是()A．所有放射性元素都有一定的半衰期，半衰期的长短与元素的质量有关B．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间C．一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D．放射性元素在高温和高压的情况下，半衰期要变短，但它与其他物质化合后，半衰期要变长3．若放射性元素A的半衰期为4天，放射性元素B的半衰期为5天，则相同质量的放射性元素A和B经过20天，剩下的两元素质量的比m A∶m B为() A．30∶31 B．31∶30C．1∶2 D．2∶1【方法技巧练】一、三种射线的比较方法4．如图1所示，图1放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种射线，下列判断正确的是() A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线二、α、β衰变次数的确定方法5．放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为23290Th→22086Rn ＋xα＋yβ，其中()A．x＝1，y＝3B．x＝2，y＝3C．x＝3，y＝1 D．x＝3，y＝26．(双选)天然放射性元素23290Th (钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成208Pb(铅)．下列论断中正确的是()82A．衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变B．铅核比钍核少8个质子C．β衰变所放出的电子来自原子核外轨道D．钍核比铅核多24个中子三、半衰期在考古学中的应用方法7．某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中146C的含量推断出了该生物死亡的年代，已知此骸骨中146C的含量为活着的生物体中146C的1/4，146C的半衰期为5 730年，该生物死亡时距今约________年．1．天然放射物质的射线包含三种成分，下列说法中不正确的是()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α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2．关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性3．天然放射物质的放射线包含三种成分，下面说法中不正确的是() A．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线B．原子核可单独放出γ粒子C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子4．下列关于放射性元素半衰期的几种说法中，正确的是()A．利用半衰期，我们能预言某个原子核何时发生衰变B．我们不能预计为数很少的原子核(如几个或几十个)衰变掉一半需要多少时间C．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长D．升高温度可以使半衰期缩短5．某放射性元素的原子核A经α衰变得到新核B，B经β衰变得到新核C，则()A．原子核C的中子数比A少2B．原子核C的质子数比A少1C．原子核C的中子数比B多1D．原子核C的质子数比B少16．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7．(双选)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()8．朝鲜“核危机”的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(23994Pu)，这种23994Pu 可由铀239(23992U)经过n次β衰变而产生，则n为()A．2 B．239 C．145 D．929．一个氡核22286Rn衰变成钋核21884Po并放出一个粒子，其半衰期为3.8天.1 g 氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及22286Rn衰变成21884Po的过程放出的粒子是() A．0.25 g，α粒子B．0.75 g，α粒子C．0.25 g，β粒子D．0.75 g，β粒子图210．(双选)在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图2中a、b所示，由图可以判定()A．该核发生的是α衰变B．该核发生的是β衰变C．磁场方向一定垂直纸面向里D．磁场方向向里还是向外无法判定11.完成下列核衰变方程，并在横线上注明属于哪类衰变．(1)23490Th→23491Pa＋()____________；(2)23892U→23490Th＋()____________．12．静止状态的镭原子核22888Ra经一次α衰变后变成一个新核22486Rn.(1)写出衰变方程式；(2)若测得放出的α粒子的动能为E1，求反冲核的动能E2及镭核衰变时放出的总能量E.第二节 放射性元素的衰变课前预习练1．氦核 电子 几毫米 电磁波 几厘米2．原子核 α β 42He0－1e 质量数 电荷数3．高速 原子核 反应能4．半数 原子核内部自身 不同5．C [β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，故中子减少一个而质子增加一个，故A 、B 、D 错，C 对．]6．C [放射性元素的半衰期与其是单质还是化合物无关，与所处的物理、化学状态无关，只取决于原子核的内部因素，故A 、B 错；半衰期是一个统计规律，对于少量的原子核不适用，故C 对，D 错．]课堂探究练1．C [β衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子，其转化方程是10n →11H ＋，转化出的电子射到核外，就是β粒子，所以答案为C.]2．B [半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，是表明放射性元素原子核衰变快慢的物理量，与元素的质量无关，故B 项正确．]3．C [设开始时元素A 、B 的质量都为m ，经过20天，对元素A 来说有5个半衰期，A 剩下的质量为m A ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫125m ，对元素B 来说有4个半衰期，B 剩下的质量为m B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫124m ，所以剩下的质量之比为1∶2.所以正确选项是C.]4．B [γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，C 、D 选项错误；由左手定则可以判定甲带负电，丙带正电，可知，甲是β射线，丙是α射线，选项B 正确．]方法总结 解答本题必须明确α射线、β射线和γ射线的实质，而后再根据带电粒子在磁场中的受力分析．结合牛顿运动定律和运动学规律进行解答．5．D [根据衰变方程左右两边的质量数和电荷数守恒可列方程⎩⎨⎧232＝220＋4x 90＝86＋2x －y，解得x ＝3，y ＝2.故答案为D. 方法总结 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衰变次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．]6．AB [由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为：x ＝232－2084＝6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数应满足：2x －y ＝90－82＝8，故y ＝2x －8＝4.钍232核中的中子数为232－90＝142，铅208核中的中子数为208－82＝126，所以钍核比铅核多16个中子，铅核比钍核少8个质子．由于物质的衰变与元素的化学状态无关，所以β衰变所放出的电子来自原子核内10n →11H ＋.所以选项A 、B 正确．]方法总结 对于α、β衰变要会写出相应核反应方程式的通式，并要知道α、β衰变的本质．核反应方程式应遵循质量数守恒和电荷数守恒，并非质量守恒和质子数或核电荷数守恒．7．11 460解析 由题意知，所求时间为14 6C 的两个半衰期． 即t ＝2×5 730＝11 460(年) 课后巩固练1．B [α射线是高速氦核流，电离作用最强，但贯穿本领很弱，β射线是高速电子流．]2．D [α射线是氦核流，A 错；β射线是原子核内的一个中子变成一个质子而放出的，B 错；γ射线是原子核受激发而产生的，C 错；物质的放射性和半衰期与温度以及化合状态等无关，由核本身的性质决定，故D 项正确．]3．B [本题应从三种射线的本质和特点入手，α射线贯穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A 正确；γ射线是伴随α、β衰变而产生的一种电磁波．三种射线中α射线电离作用最强，故C 正确；原子核内的中子转变成一个质子同时释放出一个电子，即β粒子，故D 正确．所以本题选B.]4．B [半衰期是大量放射性原子核衰变的统计规律，对某个原子核或少数原子核不成立，其半衰期与其存在形式、环境、温度无关．]5．B [每发生一次α衰变则原子核少2个中子2个质子，每发生一次β衰变，原子核少1个中子多1个质子，因此C 比A 的中子数少3，质子数少1，故A 错，B 对．C 比B 质子数多1，中子数少1，故C 、D 错．]6．B [发生一次α衰变质量数减4，质子数减2，发生一次β衰变质量数不变，质子数加1，由于衰变后质量数不变，质子数加4，故发生了4次β衰变，答案选B.]7．AD [带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径R ＝mvBq ，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为RαRβ＝mαmβ·vαvβ·qβqα＝411 836×0.1c 0.99c ×12≈3721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 22mv 20对某一确定的x 值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为 yαyβ＝qαqβ·mβmα·vβ2vα2＝21×11 8364×(0.99c )2(0.1c )2≈137由此可见，C 项错误，D 项正确．]8．A [经β衰变而成时质量数不变，核电荷数增加，则n ＝94－92＝2，故选A 项．]9．B [由半衰期公式得m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫127.63.8＝14m 原，所以衰变掉的氡的质量为34m 原＝0.75 g ，衰变方程为：222 86Rn →218 84Po ＋42X ，所以衰变出的粒子是α粒子．]10．BD [核衰变放出的带电粒子和反冲核速度方向相反，根据左手定则，若是正粒子，受洛伦兹力方向相反．在磁场中做匀速圆周运动，两圆轨道外切，因图中两圆内切，粒子应带负电，即该核发生的是β衰变．匀强磁场的方向可能向里也可能向外．]11．(1) 0－1e β衰变 (2)42He α衰变(2)由动量守恒定律得m 1v 1－m 2v 2＝0，式中m 1、m 2，v 1、v 2分别为α粒子及新核的质量和速度，则反冲核的动能为：E 2＝12m 2v 22＝12m 2(m 1v 1m 2)2＝E 1·m 1m 2＝156E 1，则衰变时放出的总能量为E ＝E 1＋E 2＝5756E 1.。