物理3-5三维设计

第1节原子核的组成
1.物质发射射线的性质称为放射性。

放射性元素自发
地发出射线的现象，叫做天然放射现象。

2．α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射
线是光子流
3．原子核由质子和中子组成。

卢瑟福用α粒子轰击氮原子
核获得了质子，查德威克证实了中子的存在。

1.
(1)1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀和含铀矿物都能发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。

物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。

(2)玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)、镭(Ra)。

2．天然放射现象
放射性元素自发地发出射线的现象。

原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。

1．天然放射现象说明()
A．原子不是单一的基本粒子
B．原子核不是单一的基本粒子
C．原子内部大部分是空的
D．原子是由带正电和带负电的基本粒子组成的
解析：天然放射现象是原子核向外辐射出射线的现象，这一现象说明原子核有复杂的结构。

故正确答案为B。

答案：B
(1)三种射线：在射线经过的空间施加磁场，射线分成三束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，说明这两束是带电粒子流，另一束在磁场中不偏转，说明这一束不带电，这三束射线分别叫做α射线、β射线、γ射线。

(2)α射线实际上就是氦原子核，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，用一张纸就能把它挡住。

(3)β射线是高速电子流，它速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。

(4)γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10m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和几十厘米厚的混凝土。

[重点诠释]
1．在电场、磁场中偏转情况的比较
(1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图19－1－1甲图所示。

图19－1－1
(2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图19－1－1乙图所示。

2．研究放射性的意义
如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。

也就是说，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关。

因此，原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构。

2．下列说法正确的是()
A．α射线与γ射线都是电磁波
B．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流
C．从伦琴射线管的对阴极发出X射线时，对阴极中的原子和原子核的结构并没有改变，只是原子从能量较高的定态跃迁到较低的定态
D.放射性元素有射线放出时，元素的原子核的组成一定发生变化
解析：α射线是实物粒子流，不是电磁波，A项错误；β射线是原子核中的中子转变成质子而释放的电子流，不是核外电子电离后形成的，故B错；X射线是原子的内层电子受到激发后，原子从高能级向低能级跃迁而产生的，对阴极中的原子和原子核的结构没有影响，故C对；放射性元素有射线放出时，原子核一定发生了变化，故D对。

答案：CD
1．质子的发现
2．中子的发现
3．原子核的组成
原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。

4．原子核的符号
A
原子核的质量数＝质子数＋中子数核电荷数＝原子核的质子数，即原子的原子序数X Z
元素符号
5．同位素
具有相同的质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同
位素。

例如，氢有三种同位素11H、21H、31H。

[重点诠释]
1．原子核(符号A Z X)
原子核⎩⎪⎨⎪⎧ 大小：很小，半径为10－15～10－14 m 组成⎩⎪⎨⎪⎧ 质子：电量e ＝＋1.6×10－19C 质量m p ＝1.672 623 1×10－27 kg 中子： 电量e ＝0 质量m n ＝1.674 928 6×10－27 kg 同位素：质子数相同，中子数不同的原子核
2．基本关系
核电荷数＝质子数(Z )＝元素的原子序数＝核外电子数。

质量数(A )＝核子数＝质子数＋中子数。

3．对核子数、电荷数、质量数的理解
(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数。

(2)电荷数(Z )：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数。

(3)质量数(A )：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数。

3．某种元素的原子核符号为A Z X ，则( )
A ．原子核的质子数为Z ，中子数为A －Z
B ．原子核的质子数为Z ，核子数为A
C ．原子核的质子数为A ，中子数为Z
D ．原子核的质子数为A ，中子数为A －Z
解析：A Z X 表示原子核，其中X ：元素符号；A ：核的质量数；Z ：核的电荷数；中子数为A －Z ；核子数就是质子数和中子数之和。

答案：
AB
[例1] 一置于铅盒中的放射源发射出的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 沿原来方
向行进，射线b发生了偏转，如图19－1－2所示，则图中的射线a为______射线，射线b 为______射线。

图19－1－2
[解析]在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强；β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线。

[答案]γβ
[借题发挥]
三种射线的比较方法：
(1)α射线是α、β、γ三种射线中贯穿本领最弱的一种，它穿不过白纸。

(2)要知道三种射线的成分，贯穿本领和电离本领。

(3)要知道α、β、γ三种射线，α、β是实物粒子，γ射线是电磁波谱中的一员。

1．天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是()
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，不会使原核变成新核。

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：ACD
[例2]
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带的电荷量是多少？
(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？
[思路点拨]根据原子核的质量数、质子数、中子数、电子数及原子序数等之间的基本关系分析，求解。

[解析](1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。

(2)镭核所带电荷量：
Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C。

(3)核外电子数等于核电荷数等于核内质子数，故核外电子数为88。

[答案](1)88138(2)1.41×10－17 C(3)88
[误区警示]
处理这类问题时，不要将核电荷数与原子核的带电量混淆。

2．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数跟质子电荷数之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子
解析：原子中除了带负电的电子外，还有带正电的质子，且一般情况下质子和核外电子数目相等，故A错；只有中性原子的原子核中的质子数才跟核外电子数相等，故B错；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原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内必还有别的中性粒子，故D正确。

答案：CD
[随堂基础巩固]
1．下列哪些事实表明原子核具有复杂结构()
A．α粒子的散射实验B．天然放射现象
C．阴极射线的发现D．X射线的发现
解析：从原子核中放射出射线，说明原子核具有复杂结构。

答案：B
2．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是()
A．γ射线的贯穿作用B．α射线的电离作用
C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用
解析：由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和。

故正确选项为B。

答案：B
3．下面关于β射线的说法中正确的是()
A．它是高速电子流
B．β粒子是放射出来的原子内层电子
C．β粒子是从原子核中放射出来的
D．它的电离作用比较弱，但它的穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板
解析：β射线是高速的电子流，它是从原子核内部放射出来的，电离作用较弱，穿透能力较强，能穿透几毫米的铝板，故A、C正确。

答案：AC
4．如图19－1－3所示是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。

假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3 mm厚的铝板，那么是三种射线中的____________射线对控制厚度起主要作用。

当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调________一些。

图19－1－3
解析：α射线不能穿过3 mm厚的铝板，γ射线又很容易穿过3 mm厚的铝板，基本不受铝板厚度的影响。

而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化，应是β射线对控制厚度起主要作用。

若超过标准值，说明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调节得大一些。

答案：β大
[课时跟踪训练]
(时间：30分钟，满分：50分)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题4分，共计28分。

每小题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不选的得0分)
1．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．是居里夫妇首先发现并开始研究的
B．说明了原子核不是单一的粒子
C．γ射线伴随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：首先发现天然放射现象的是法国的贝可勒尔，A错误；放射现象的研究揭示出原子核的可变性，即原子核不是单一粒子，原子核也是具有复杂结构的，B正确；γ射线是在原子核放射α粒子或β粒子的时候，多余的能量以极高频率的γ光子的形式产生的辐射，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。

答案：BC
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
解析：γ射线贯穿能力最强，其次是β射线，α射线贯穿能力最弱。

答案：B
3．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，下列说法正确的是()
A．原子核中，有质子、中子、还有α粒子
B．原子核中，有质子、中子、还有β粒子
C．原子核中，有质子、中子、还有γ粒子
D．原子核中，只有质子和中子
解析：α射线是被抛出的氦核粒子流，β射线是中子转变成质子释放的电子流，γ射线是伴随α、β射线放出的光子流，故原子核中，只有质子和中子，D对。

答案：D
4．如图1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，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1
A．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
解析：此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力。

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，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中一定不含有β粒子，能穿透铝片打到计数器上的是γ粒子，x应是α粒子和γ光子的混合放射源。

答案：C
5．据最新报道，放射性同位素钬16667Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是()
A．32B．67
C．99 D．166
解析：根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故核内中子数与核外电子数之差为99－67＝32，故A对，B、C、D错。

答案：A
6．人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一，氦的这种同位素应表示为()
A.43He
B.32He
C.42He
D.33He
解析：氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故可写作32He，因此B正确，A、C、D错。

答案：B
7.如图2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2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照射。

下面的哪种判断是正确的( )
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
图2
D ．射到b 点的一定是γ射线
解析：γ射线不带电，在电场或磁场中它都不受场的作用，只能射到a 点，因此D 选项不对；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Eq ＝Bq v 。

已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当我们调节使α粒子沿直线前进时，速度大的β粒子向右偏转，有可能射到b 点；当我们调节使β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也将会向右偏，也有可能射到b 点，因此C 选项正确，而A 、B 选项都不对。

答案：C
二、非选择题(本题共2小题，共22分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
8．(10分)若让氢的三种同位素先以相同的速度进入相同的匀强磁场做匀速圆周运动，再以相同的动量进入相同的匀强磁场做匀速圆周运动，其受到的向心力和轨道半径大小顺序如何？
解析：当同位素以相同速度进入相同的匀强磁场，由洛伦兹力提供向心力可知F 向＝qB v ，v 、B 一定，则F 向∝q ，
因为三种同位素电荷数相等，故三种同位素F 向相等。

由R ＝m v qB
，q 、B 、v 一定，R ∝m ， 所以R 氕<R 氘<R 氚。

当同位素以相同动量进入相同的匀强磁场做匀速圆周运动时，由洛伦兹力提供向心力可知qB v ＝m v 2/R ，
则有R ＝m v qB ＝p qB 。

p 、B 一定，R ∝1q
， 因为q 相同，所以三种同位素轨道半径相等。

又因为F 向＝q v B ＝qpB m ，q 、p 、B 一定，F 向∝1m ，
故F 向氕>F 向氘>F 向氚。

答案：以相同速度进入磁场时， F 向氕＝F 向氘＝F 向氚，R 氕<R 氘<R 氚 以相同动量进入磁场时， F 向氕>F 向氘>F 向氚，R 氕＝R 氘＝R 氚
9．(12分)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3所示。

在与射线源距离为H 高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印像纸显影。

图3
(1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？
(2)下面的印像纸显出三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比。

(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，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。

(已知：m α＝4 u ，m β＝11 840 u ，v α＝c
10
，v β＝c )
解析：(1)因α粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有β射线、γ射线，β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑。

(2)下面印像纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑。

设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为s α、s β则
s α＝12a α·(H v α)2，s β＝12a β·(H
v β)2，
a α＝
q α·E m α，a β＝q β·E
m β。

由以上四式得s αs β＝5184。

(3)若使α射线不偏转，q αE ＝q αv α·B α，
所以B α＝E v α，同理若使β射线不偏转，应加磁场B β＝E v β，故B αB β ＝v β
v α
＝10∶1。

答案：(1)两个暗斑β射线，γ射线(2)5∶184
(3)10∶1
第2节放射性元素的衰变
1.原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。

2．α衰变：23892U→23490Th＋42He
3．β衰变：23490Th→23491Pa＋0－1e
4．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间
叫做这种元素的半衰期。

1．定义
原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。

2．衰变的类型
一种是α衰变，另一种是β衰变，而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。

3．衰变方程
α衰变：23892U→23490Th＋42He
β衰变：23490Th→23491Pa＋0－1e
4．衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒。

[重点诠释]
1．α衰变和β衰变的实质
(1)α衰变：210n ＋211H →4
2He (2)β衰变：10n →11H ＋
0－1e
2．衰变次数的计算方法
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：
A Z X →A ′Z ′Y ＋n 4
2He ＋m 0－1e
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 。

[特别提醒]
(1)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衰变的次数的多少对质量数没有影响。

(2)再根据衰变规律确定β衰变的次数。

1．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( )
A ．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4
B ．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4
C ．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1
D ．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：D
1．定义
大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。

2．决定因素
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。

不同的放射性元素，半衰期不同。

3．应用
利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间。

[重点诠释]
1．对半衰期的理解
半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同元素半衰期不同，有的差别很大。

2．半衰期公式
N 余＝N 原(12)t /T ，m 余＝m 0(1
2)t /T 。

式中N 原、m 0表示衰变前的原子数和质量，N 余、m 余表示
衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，T 表示半衰期。

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，无法确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核。

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
解析：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衰变快慢的物理量，与元素的质量无关，故正确答案为B 。

答案：B
[例1]
238 92U
82(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，由质量数守恒和核电荷数
守恒，可得
238＝206＋4x ① 92＝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，
质子数增加1，故206 82Pb 比238
92U 质子数少10，中子数少22。

(3)核衰变方程为：238 92U →206 82Pb ＋842He ＋6 0－1e 。

[答案] 见解析 [特别提醒]
(1)放射性元素在衰变过程中遵循质量数守恒、电荷数守恒。

(2)衰变过程是不可逆的，所以衰变方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接。

1．下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是( )
A.94Be ＋42He →12
6C ＋X B.14 7N ＋42He →17 8O ＋X C.204 80Hg ＋10n →202 78Pt ＋211H ＋X D.239 92U →239 93Np ＋X
解析：由于在核反应中反应前后满足电荷数和质量数守恒，可由已知粒子的电荷数和质量数依据守恒原则确定未知粒子的电荷数和质量数，由此确定该粒子。

A 项中反应前、后电荷数和质量数分别满足6－6＝0、9＋4－12＝1。

即X 的电荷数为0，质量数为1，即为中子，A 正确；同理，C 正确。

答案：AC
[例2] (2011·8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75%的碘131核发生了衰变。

[思路点拨]
(1)写衰变方程的依据是质量数守恒，电荷数守恒。

(2)m ＝m 0(12)t
T
，m 指衰变后剩余的质量，而不是已衰变的质量。

[解析] (1)131 53I ―→131 54X ＋ 0－1e
(2)75%的碘发生了衰变，即25%的未衰变。

即
m m 0＝25%＝14＝(1
2
)2 共经历了两个半衰期即16。

[答案] (1)131 53I ―→131 54X ＋
0－1e (2)16
2．14C 是碳的一种半衰期为5 730年的放射性同位素，2010年2月科学家发现了曹操墓，
若考古工作者探测到其棺木中
14
C 的含量约为原来的4
5
，则该古木死亡的时间距今大约为
⎣⎡⎦
⎤(12)13≈0.8( ) A ．22 900年 B ．11 400年 C ．5 700年
D ．1 900年
解析：假设古木死亡时14C 的质量为m 0，现在的质量为m ，从古木死亡到现在所含14C 经过了n 个半衰期，由题意可知：m m 0＝(12)n ＝45，所以n ≈13，即古木死亡的时间距今约为5 730×
13年＝1 910年，D 正确。

答案：D
[随堂基础巩固]
1．一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是( ) A ．总质量数保持不变 B ．核子数保持不变 C ．变化前后质子数保持不变
D ．总动量保持不变
解析：衰变过程中质量数守恒，又质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变，A 、B 正确；发生β衰变时，质子数增加，C 错；由动量守恒的条件知D 正确。

答案：ABD
2．新发现的一种放射性元素X ，它的氧化物X 2O 半衰期为8天，X 2O 与F 2能发生如下反应：2X 2O ＋2F 2===4XF ＋O 2，XF 的半衰期为( )
A ．2天
B ．4天
C ．8天
D ．16天
解析：根据半衰期由原子核内部因素决定，而跟其所处的物理状态和化学状态无关，所
以X2O、XF、X的半衰期相同，均为8天。

正确选项为C。

答案：C
3．三个原子核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核质量数大3
D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
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→01e＋a b－1Y，11H＋a b－1Y→42He＋
a－3 b－2Z，故原子核Z为a－3
b－2
Z。

答案：CD
4．(2012·上海高考)6027Co发生一次β衰变后变为Ni，其衰变方程为____________在该衰
变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为__________。

解析：由衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒可得衰变方程为：
60
27
Co→6028Ni＋0－1e，
由光子的能量公式得总能量为：E＝hν1＋hν2＝h(ν1＋ν2)
答案：6027Co→6028Ni＋0－1e h(ν1＋ν2)
[课时跟踪训练]
(时间：30分钟，满分：50分)
一、选择题(本大题共8个小题，每小题4分，共计32分。

每小题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不选的得0分)
1．“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．92
解析：23994Pu比23992U多2个质子，而质量数没有变化，故发生了2次β衰变。

答案：A
2．β衰变中放出的电子来自()
A．组成原子核的电子
B．核内质子转化为中子
C．核内中子转化为质子
D．原子核外轨道中的电子
解析：组成原子核的核子只有中子及质子没有电子，故A错；B项违背了电荷数守恒，故B错；β衰变是原子核释放电子，而与核外电子无关，D错。

故C正确。

答案：C
3．(2011·上海高考)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
解析：放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A、B、C错误，D正确。

答案：D
4．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。

比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。

根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()
A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了
B．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
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱
D．发生α衰变时，生成核与原来的核相比，中子数减少了4个
解析：半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对少数原子核毫无意义，A错，发生α衰变时，中子数减少2个，D错。

答案：BC
5．放射性同位素2311Na的样品经过6 h还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是()
A．2 h B．1.5 h
C．1.17 h D．0.75 h
解析：我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半。