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第二节　放射性元素的衰变
［分值：60分］
1~7题每题4分，共28分
考点一　天然放射现象　射线的本质
1.关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象。人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密。下列说法正确的是 (　　)
A.物理学家贝可勒尔发现了X射线
B.物理学家伦琴发现，铀和含铀的矿物能够发出α射线
C.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子
D.居里夫妇通过实验发现了中子
2.下列现象中，说明原子核具有复杂结构的是 (　　)
A.光电效应 B.α粒子的散射
C.天然放射现象 D.康普顿效应
3.(多选)(2023·东莞市高二检测)“嫦娥二号”的任务之一是利用经技术改进的γ射线谱仪探测月球表面多种元素的含量与分布特征。月球表面一些元素(如钍、铀)本身就有放射性，发出γ射线；另外一些元素(如硅、镁、铝)在宇宙射线轰击下会发出γ射线，而γ射线谱仪可以探测到这些射线，从而证明某种元素的存在。下列关于γ射线的说法正确的是 (　　)
A.γ射线经常伴随α射线和β射线产生
B.γ射线来自原子核
C.如果元素以单质形式存在，其有放射性，那么元素以化合物形式存在，其不一定有放射性
D.γ射线的穿透能力比α射线、β射线都要强
4.(多选)把放射源铀或镭放入用铅制作的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加垂直平面向里的匀强磁场，发现射线分成如图所示的a、b、c三束。下列说法正确的是 (　　)
A.三种射线中a带正电，b不带电，c带负电
B.三种射线中，b的穿透能力最强
C.三种射线中，c的电离作用最强
D.若将磁场换为水平向左的匀强电场，则a向左偏转，c向右偏转
考点二　半衰期
5.下列关于放射性元素半衰期的说法正确的是 (　　)
A.半衰期越长对环境的影响时间越长
B.通过化学方法可以改变放射性元素的半衰期
C.通过物理方法可以改变放射性元素的半衰期
D.100个放射性元素原子核经过一个半衰期后剩余50个未衰变的原子核
6.心脏起搏器使用核能电池“氚电池”供电。氚电池利用氚核β衰变产生的核能转化为电能，其最大输出功率与电池中可发生衰变的物质的多少有关。已知氚核H)发生β衰变的半衰期为12.5年，当电池中氚的含量低于初始值的25%时便无法正常工作。这种核能电池的寿命大约是 (　　)
A.20年 B.25年 C.30年 D.35年
7.钴60放射源的应用十分广泛，几乎遍及各行各业，在医学上，常用于放射治疗。钴60的半衰期较长，已知质量为m0的钴60，经过时间t后剩余的钴60质量为m，其-t图线如图所示，从图中可以得到钴60的半衰期为 (　　)
A.2.18年 B.5.27年
C.6.37年 D.12.24年
8~11题每题6分，共24分
8.2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所在《科学通报》上发表了重大研究成果：历史上首次在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能γ射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2.5千万亿电子伏。关于γ射线，下列说法正确的是 (　　)
A.一张厚的黑纸能挡住γ射线
B.γ射线是波长很长、频率很小的光子流
C.γ射线是高频电磁波，能量越大，传播速度越大
D.γ射线在星系间传播时，不受星系磁场的影响
9.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为(β射线能够穿过薄铝片) (　　)
A.β射线和γ射线 B.α射线和β射线
C.β射线和X射线 D.α射线和γ射线
10.(多选)(2023·湛江市高二检测)某考古队发现，一古生物遗骸中14C的含量是现代生物的一半，已知14C的半衰期为5 730年，下列说法正确的是 (　　)
A.该生物于5 730年前死亡
B.该生物于11 460年前死亡
C.古生物遗骸中14C的含量越少，死亡时间越早
D.古生物遗骸中14C的含量越少，死亡时间越晚
11.一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后射到足够大的荧光屏上，荧光屏上只有a、b两处出现亮斑，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
(8分)
12.铀238的半衰期为4.5×109年，铀235的半衰期为7×108年。若地球形成时天然铀238和铀235含量相同，已知地球年龄约为5.8×109年，估算目前地球上天然铀238含量是铀235含量的倍数约为 (　　)
A.2 B.26 C.128 D.512
答案精析
1.C　［物理学家贝可勒尔发现了铀和含铀的矿物能够发出射线，A错误；物理学家伦琴发现了伦琴射线，又叫X射线，B错误；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，并预言了中子的存在，C正确；查德威克通过实验发现了中子，D错误。］
2.C　［光电效应表明了光具有粒子性，故A错误；α粒子的散射实验表明原子具有核式结构，故B错误；天然放射现象反映了原子核具有复杂的结构，故C正确；康普顿效应说明光具有粒子性，故D错误。］
3.ABD　［γ射线是原子核发生变化时伴随α射线和β射线放出来的，故A、B正确；元素的放射性与其为单质还是化合物无关，故C错误；γ射线的本质是高速光子流，穿透能力比α射线、β射线都要强，故D正确。］
4.ABD　［带电粒子在磁场中运动，根据左手定则，a带正电为α射线，b不带电为γ射线，c带负电为β射线，A正确；γ射线(b)电离能力最弱，但穿透能力最强，选项B正确；α射线(a)电离能力最强，但穿透能力最弱，选项C错误；若将磁场换为水平向左的匀强电场，α射线向左偏，γ射线不偏转，β射线向右偏，所以a向左偏转，c向右偏转，选项D正确。］
5.A　［半衰期越长的放射性元素衰变的速度越慢，对环境的影响时间越长，A正确；
半衰期是由放射性元素的核内部自身的因素决定，与所处的化学状态和外部条件无关，B、C错误；
半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少数原子核不适用，D错误。］
6.B　［经过一个半衰期，有一半的氚核发生衰变，当剩余量为初始值的25%时，根据m余=m0(=25%m0，解得t=25年，故选B。］
7.B　［由题图可知，钴60的质量从衰变至，所用时间为5.27年，因有半数发生衰变了，所以钴60的半衰期为5.27年，故A、C、D错误，B正确。］
8.D　［γ射线的穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土，故A错误；γ射线是波长很短、频率很高的光子流，故B错误；γ射线属于高频电磁波，它们在真空中的传播速度是相等的，故C错误；γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，在星系间传播时，不受星系磁场的影响，故D正确。］
9.D　［三种射线中α射线和β射线是带电粒子流，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，不受电场力作用，在电场中不偏转。由题意知，将电场撤去，通过显微镜观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线。再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，分析可知射线中含有α射线，D正确。］
10.AC　［由题知，古生物遗骸中14C的含量是现代生物的一半，根据半衰期公式有N=N0(，则有==(，解得t==5 730年，故该生物于5 730年前死亡，故A正确，B错误；根据=(，可知古生物遗骸中14C的含量越少，即N越少，则越小，故越大，而不变，故t变大，即死亡时间越早，故C正确，D错误。］
11.D　［α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，γ射线不受电场力和洛伦兹力，故射到b处的一定不是γ射线，C错误；α射线和β射线在电场、磁场中受到电场力和洛伦兹力，若α射线打在a点，则有Eqα=Bqαvα，对β射线vβ>vα，则Bqβvβ>Eqβ，此时β射线打到b点；若β射线打在a点，则Bqβvβ=Eqβ，对α射线有Bqαvα12.C　［设初始铀235和铀238质量均为M，则有≈27=128，A、B、D错误，C正确。］第二节　放射性元素的衰变
［学习目标］　1.知道什么是放射性、放射性元素及天然放射现象。2.了解三种射线的本质，知道三种射线的特点(重点)。3.知道半衰期的概念和半衰期的统计意义，能利用半衰期公式进行计算(重难点)。
一、天然放射现象
1.1896年，物理学家　　　　　　　　发现，铀和含铀的矿物能够发出一种看不见的射线，这种射线可以使包在黑纸里的照相底片感光。
2.物质放射出　　　　的性质叫作放射性，具有　　　　的元素叫作放射性元素。
3.原子序数　　　　83的元素，都能自发地发出射线，原子序数　　　　　　　　83的元素，有的也能发出射线。能　　　　地放出射线的元素叫作天然放射性元素。
4.放射性与元素存在的状态　　　　，说明射线来源于　　　　　　　　，也就是说，原子核是有内部结构的。
二、原子核衰变
如果α射线、β射线、γ射线在电场中运动径迹如图所示，三种射线的带电情况如何？
1.α射线
(1)是高速运动的　　　　　　　　，实际上就是　　　　原子核，电荷数是2，质量数是4，质量为4mp(mp为一个质子的质量，mp=1.67×10-27 kg)。
(2)速度可达光速的　　　　　　　　。
(3)电离作用　　　　，贯穿本领　　　　，用一张厚纸就可以把它挡住。
2.β射线
(1)是高速运动的　　　　流，带电荷量-e，质量为。
(2)速度可达光速的　　　　。
(3)电离作用　　　　，贯穿本领　　　　，很容易穿透纸张，一定厚度的铝板可以把它挡住。
3.γ射线
(1)是频率很高的　　　　，波长很短，在10-10 m数量级以下。
(2)不带电，静止质量为0。
(3)电离作用　　　　，贯穿本领　　　　，甚至能穿透几厘米厚的铅板。
4.衰变：把一种元素经放射过程变成　　　　　　　　的现象，称为原子核的衰变，把放出α粒子的衰变称为　　　　，放出β粒子的衰变称为　　　　。
如图为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图，α射线的速度约为β射线速度的十分之一，但α射线的偏转半径却大于β射线的偏转半径，这说明什么问题？
例1　(多选)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射线和β射线，但不能挡住γ射线
B.γ射线在电场或磁场中均不偏转，是电磁波
C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线
D.β射线是高速电子流，但不是原来绕核旋转的核外电子
例2　(多选)利用带电粒子在电磁场中的运动，制作出的质谱仪可测量粒子的比荷。研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，图甲是三类射线在垂直纸面向外的磁场中的偏转情况的示意图。图乙是两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。下列说法正确的是 (　　)
A.a为电源正极
B.α射线穿透能力最弱，速度也最慢，打到A板的是α射线
C.到达A板的是β射线，不偏转的是γ射线
D.正负极判断看射线在两板间的轨迹，比荷大的偏向A板
三种射线在磁场中偏转情况的分析
1.γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转。
2.α射线和β射线在电场中偏转的特点：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粒子的偏移量大，根据粒子在沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为
x=at2=·)2∝
所以，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为=××≈37>1。
3.α射线和β射线在磁场中偏转的特点：在匀强磁场中，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粒子的轨迹半径小，偏移量大，根据qvB=得R=∝。
所以，在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为=××≈<1。
三、半衰期
放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如氡222经过α衰变成为钋218。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。
通过观察，你发现了什么规律？
1.定义：原子核数目因衰变减少到原来的　　　　　　所经过的时间，叫作半衰期，记为。
2.衰变规律：　　　　　　　　　　　　　。(m0表示放射性元素衰变前的质量，m表示剩余的放射性元素的质量，t表示衰变时间)
3.适用条件：半衰期描述的是　　　　　　，不适用于少数原子核的衰变。
4.特点
(1)不同的放射性元素，半衰期　　　　，甚至差别非常大。
(2)放射性元素衰变的速率由　　　　　　的因素决定，与原子所处的　　　　状态或　　　　状态无关。
1.放射性元素衰变有一定的速率。镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年，有人说：20 g镭226经过1 620年有一半发生衰变，镭226还有10 g，再经过1 620年另一半镭226也发生了衰变，镭226就没有了。这种说法对吗？为什么？
2.10个U经过一个半衰期之后一定还剩5个U，这种理解正确吗？
例3　(2024·汕尾市高二期末)2023年，我国科研团队成功开展国内首个对铯137(137Cs)放射源的年龄测量方法研究，该方法的测量精度比碳14(14C)法的更高，原因可能是 (　　)
A.二者的化学性质不同
B.铯137(137Cs)的密度比碳14(14C)的大
C.铯137(137Cs)的半衰期比碳14(14C)的短
D.温度等环境因素对铯137(137Cs)的半衰期的影响比对碳14(14C)的影响小
例4　(2024·广州市高二月考)钴60Co)发生一次β衰变后成为稳定的镍60，衰变过程中释放能量高达3.15×105 eV的高速电子，同时放出两束γ射线，在工业、农业、医学上应用广泛。80 g钴60经过21年剩余5 g未发生衰变，则钴60的半衰期约为 (　　)
A.4年 B.5年
C.6年 D.7年
答案精析
1.贝可勒尔
2.射线　放射性
3.大于　小于等于　自发
4.无关　原子核
α射线：在电场中向负极偏转，可判断α粒子带正电。
β射线：在电场中向正极偏转，可判断β粒子带负电。
γ射线：不偏转，说明γ射线不带电。
梳理与总结
1.（1）α粒子流　氦　（2）十分之一　（3）强　很小
2.（1）电子　（2）99%　（3）较弱　较强
3.（1）电磁波　（3）最小　最强
4.另一种元素　α衰变　β衰变
讨论与交流
根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式R=可知，α粒子的 应大于β粒子的。
例1　BCD　［由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透能力最弱，一张黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线，故A错误；γ射线是电磁波，不带电，在电场和磁场中均不偏转，故B正确；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β射线是高速电子流，来源于原子核，故D正确。］
例2　ACD　［从题图乙可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A极板的粒子的竖直位移小于到达B极板粒子的竖直位移，粒子在竖直方向做匀速直线运动，根据类平抛运动规律，又两个粒子初速度v相差约10倍，两者比荷相差几千倍，两极板间电压U不变，则比荷大的电子的偏转程度大，故到达A极板的是β射线，A极板带正电，a为电源的正极，故B错误，A、C、D正确。］
每过3.8 d就有一半的氡发生了衰变。
梳理与总结
1.一半
2.m=m0（
3.统计规律
4.（1）不同　（2）核本身　物理　化学
讨论与交流
1.不对。经过第二个1 620年后镭226还剩5 g。
2.不正确。半衰期是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。
例3　C　［铯137(137Cs)和碳14(14C)二者的化学性质不同，铯137(137Cs)的密度比碳14(14C)的大，都不是对铯137(137Cs)放射源的年龄测量方法比碳14(14C)法的测量精度更高的原因，故A、B错误；碳14(14C)的半衰期为5 730年，铯137(137Cs)的半衰期为30年，铯137(137Cs)的半衰期比碳14(14C)的短，因此对铯137(137Cs)放射源的年龄测量方法比碳14(14C)法的测量精度更高，故C正确；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，温度等环境因素对半衰期没有影响，故D错误。］
例4　B　［根据半衰期的定义有m余=m总·(，代入数据可得5=80·(，解得钴60的半衰期为==5.25年，即钴60的半衰期约为5年，故选B。］(共47张PPT)
DIWUZHANG
第五章
第二节　放射性元素的衰变
1.知道什么是放射性、放射性元素及天然放射现象。
2.了解三种射线的本质，知道三种射线的特点(重点)。
3.知道半衰期的概念和半衰期的统计意义，能利用半衰期公式进行计算(重难点)。
学习目标
一、天然放射现象
二、原子核衰变
课时对点练
三、半衰期
内容索引
天然放射现象
一
1.1896年，物理学家 发现，铀和含铀的矿物能够发出一种看不见的射线，这种射线可以使包在黑纸里的照相底片感光。
2.物质放射出 的性质叫作放射性，具有 的元素叫作放射性元素。
3.原子序数 83的元素，都能自发地发出射线，原子序数 83的元素，有的也能发出射线。能 地放出射线的元素叫作天然放射性元素。
4.放射性与元素存在的状态 ，说明射线来源于 ，也就是说，原子核是有内部结构的。
贝可勒尔
射线
放射性
大于
小于等于
自发
无关
原子核
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原子核衰变
二
如果α射线、β射线、γ射线在电场中运动径迹如图所示，三种射线的带电情况如何？
答案　α射线：在电场中向负极偏转，可判断α粒子
带正电。
β射线：在电场中向正极偏转，可判断β粒子带负电。
γ射线：不偏转，说明γ射线不带电。
1.α射线
(1)是高速运动的 ，实际上就是 原子核，电荷数是2，质量数是4，质量为4mp(mp为一个质子的质量，mp=1.67×10-27 kg)。
(2)速度可达光速的 。
(3)电离作用 ，贯穿本领 ，用一张厚纸就可以把它挡住。
梳理与总结
α粒子流
氦
十分之一
强
很小
2.β射线
(1)是高速运动的 流，带电荷量-e，质量为。
(2)速度可达光速的______。
(3)电离作用 ，贯穿本领 ，很容易穿透纸张，一定厚度的铝板可以把它挡住。
3.γ射线
(1)是频率很高的 ，波长很短，在10-10 m数量级以下。
(2)不带电，静止质量为0。
(3)电离作用 ，贯穿本领 ，甚至能穿透几厘米厚的铅板。
电子
99%
较弱
较强
电磁波
最小
最强
4.衰变：把一种元素经放射过程变成 的现象，称为原子核的衰变，把放出α粒子的衰变称为 ，放出β粒子的衰变称为 。
另一种元素
α衰变
β衰变
如图为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图，α射线的速度约为β射线速度的十分之一，但α射线的偏转半径却大于β射线的偏转半径，这说明什么问题？
讨论与交流
答案　根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式R=。
　(多选)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射线和β射线，但不能挡住γ射线
B.γ射线在电场或磁场中均不偏转，是电磁波
C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线
D.β射线是高速电子流，但不是原来绕核旋转的核外电子
例1
√
由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透能力最弱，一张黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线，故A错误；
γ射线是电磁波，不带电，在电场和磁场中均不偏转，故B正确；
三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；
β射线是高速电子流，来源于原子核，故D正确。
√
√
　(多选)利用带电粒子在电磁场中的运动，制作出的质谱仪可测量粒子的比荷。研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，图甲是三类射线在垂直纸面向外的磁场中的偏转情况的示意图。图乙是两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。下列说法正确的是
A.a为电源正极
B.α射线穿透能力最弱，速度也最慢，打
到A板的是α射线
C.到达A板的是β射线，不偏转的是γ射线
D.正负极判断看射线在两板间的轨迹，比荷大的偏向A板
例2
√
√
√
从题图乙可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A极板的粒子的竖直位移小于到达B极板粒子的竖直位移，粒子在竖直方向做匀速直线
运动，根据类平抛运动规律，又两个粒子初速度v相差约10倍，两者比荷相差几千倍，两极板间电压U不变，则比荷大的电子的偏转程度大，故到达A极板的是β射线，A极板带正电，a为电源的正极，故B错误，A、C、D正确。
总结提升
三种射线在磁场中偏转情况的分析
1.γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转。
2.α射线和β射线在电场中偏转的特点：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粒子的偏移量大，根据粒子在沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为x=)2∝
所以，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为
≈37>1。
总结提升
3.α射线和β射线在磁场中偏转的特点：在匀强磁场中，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粒子的轨迹半径小，偏移量大，根据qvB=得R=。
所以，在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为<1。
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半衰期
三
放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如氡222经过α衰变成为钋218。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。
通过观察，你发现了什么规律？
答案　每过3.8 d就有一半的氡发生了衰变。
1.定义：原子核数目因衰变减少到原来的 所经过的时间，叫作半衰期，记为。
2.衰变规律：____________。(m0表示放射性元素衰变前的质量，m表示剩余的放射性元素的质量，t表示衰变时间)
3.适用条件：半衰期描述的是 ，不适用于少数原子核的衰变。
梳理与总结
一半
m=m0(
统计规律
4.特点
(1)不同的放射性元素，半衰期 ，甚至差别非常大。
(2)放射性元素衰变的速率由 的因素决定，与原子所处的 状态或 状态无关。
不同
核本身
物理
化学
1.放射性元素衰变有一定的速率。镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年，有人说：20 g镭226经过1 620年有一半发生衰变，镭226还有10 g，再经过1 620年另一半镭226也发生了衰变，镭226就没有了。这种说法对吗？为什么？
讨论与交流
答案　不对。经过第二个1 620年后镭226还剩5 g。
2.10个U，这种理解正确吗？
答案　不正确。半衰期是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。
　(2024·汕尾市高二期末)2023年，我国科研团队成功开展国内首个对铯137(137Cs)放射源的年龄测量方法研究，该方法的测量精度比碳14(14C)法的更高，原因可能是
A.二者的化学性质不同
B.铯137(137Cs)的密度比碳14(14C)的大
C.铯137(137Cs)的半衰期比碳14(14C)的短
D.温度等环境因素对铯137(137Cs)的半衰期的影响比对碳14(14C)的影响小
例3
√
铯137(137Cs)和碳14(14C)二者的化学性质不同，铯137(137Cs)的密度比碳14(14C)的大，都不是对铯137(137Cs)放射源的年龄测量方法比碳14(14C)法的测量精度更高的原因，故A、B错误；
碳14(14C)的半衰期为5 730年，铯137(137Cs)的半衰期为30年，铯137(137Cs)的半衰期比碳14(14C)的短，因此对铯137(137Cs)放射源的年龄测量方法比碳14(14C)法的测量精度更高，故C正确；
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，温度等环境因素对半衰期没有影响，故D错误。
　(2024·广州市高二月考)钴60Co)发生一次β衰变后成为稳定的镍60，衰变过程中释放能量高达3.15×105 eV的高速电子，同时放出两束γ射线，在工业、农业、医学上应用广泛。80 g钴60经过21年剩余5 g未发生衰变，则钴60的半衰期约为
A.4年 B.5年 C.6年 D.7年
例4
根据半衰期的定义有m余=m总·(，代入数据可得5=80·(，解得钴60的半衰期为=5.25年，即钴60的半衰期约为5年，故选B。
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课时对点练
四
考点一　天然放射现象　射线的本质
1.关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象。人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密。下列说法正确的是
A.物理学家贝可勒尔发现了X射线
B.物理学家伦琴发现，铀和含铀的矿物能够发出α射线
C.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子
D.居里夫妇通过实验发现了中子
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物理学家贝可勒尔发现了铀和含铀的矿物能够发出射线，A错误；
物理学家伦琴发现了伦琴射线，又叫X射线，B错误；
卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，并预言了中子的存在，C正确；
查德威克通过实验发现了中子，D错误。
2.下列现象中，说明原子核具有复杂结构的是
A.光电效应 B.α粒子的散射
C.天然放射现象 D.康普顿效应
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光电效应表明了光具有粒子性，故A错误；
α粒子的散射实验表明原子具有核式结构，故B错误；
天然放射现象反映了原子核具有复杂的结构，故C正确；
康普顿效应说明光具有粒子性，故D错误。
3.(多选)(2023·东莞市高二检测)“嫦娥二号”的任务之一是利用经技术改进的γ射线谱仪探测月球表面多种元素的含量与分布特征。月球表面一些元素(如钍、铀)本身就有放射性，发出γ射线；另外一些元素(如硅、镁、铝)在宇宙射线轰击下会发出γ射线，而γ射线谱仪可以探测到这些射线，从而证明某种元素的存在。下列关于γ射线的说法正确的是
A.γ射线经常伴随α射线和β射线产生
B.γ射线来自原子核
C.如果元素以单质形式存在，其有放射性，那么元素以化合物形式存在，
其不一定有放射性
D.γ射线的穿透能力比α射线、β射线都要强
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γ射线是原子核发生变化时伴随α射线和β射线放出来的，故A、B正确；
元素的放射性与其为单质还是化合物无关，故C错误；
γ射线的本质是高速光子流，穿透能力比α射线、β射线都要强，故D正确。
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4.(多选)把放射源铀或镭放入用铅制作的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加垂直平面向里的匀强磁场，发现射线分成如图所示的a、b、c三束。下列说法正确的是
A.三种射线中a带正电，b不带电，c带负电
B.三种射线中，b的穿透能力最强
C.三种射线中，c的电离作用最强
D.若将磁场换为水平向左的匀强电场，则a向左偏转，
c向右偏转
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带电粒子在磁场中运动，根据左手定则，a带正电为α射线，b不带电为γ射线，c带负电为β射线，A正确；
γ射线(b)电离能力最弱，但穿透能力最强，选项B正确；
α射线(a)电离能力最强，但穿透能力最弱，选项C
错误；
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若将磁场换为水平向左的匀强电场，α射线向左偏，γ射线不偏转，β射线向右偏，所以a向左偏转，c向右偏转，选项D正确。
考点二　半衰期
5.下列关于放射性元素半衰期的说法正确的是
A.半衰期越长对环境的影响时间越长
B.通过化学方法可以改变放射性元素的半衰期
C.通过物理方法可以改变放射性元素的半衰期
D.100个放射性元素原子核经过一个半衰期后剩余50个未衰变的原子核
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半衰期越长的放射性元素衰变的速度越慢，对环境的影响时间越长，A正确；
半衰期是由放射性元素的核内部自身的因素决定，与所处的化学状态和外部条件无关，B、C错误；
半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少数原子核不适用，D错误。
6.心脏起搏器使用核能电池“氚电池”供电。氚电池利用氚核β衰变产生的核能转化为电能，其最大输出功率与电池中可发生衰变的物质的多少有关。已知氚核H)发生β衰变的半衰期为12.5年，当电池中氚的含量低于初始值的25%时便无法正常工作。这种核能电池的寿命大约是
A.20年 B.25年 C.30年 D.35年
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经过一个半衰期，有一半的氚核发生衰变，当剩余量为初始值的25%时，根据m余=m0(=25%m0，解得t=25年，故选B。
7.钴60放射源的应用十分广泛，几乎遍及各行各业，在医学上，常用于放射治疗。钴60的半衰期较长，已知质量为m0的钴60，经过时间t后剩余的钴60质量为m，其-t图线如图所示，从图中
可以得到钴60的半衰期为
A.2.18年 B.5.27年
C.6.37年 D.12.24年
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由题图可知，钴60的质量从衰变至，所用时间为5.27年，因有半数发生衰变了，所以钴60的半衰期为5.27年，故A、C、D错误，B正确。
8.2024年2月26日，中国科学院高能物理研究所在《科学通报》上发表了重大研究成果：历史上首次在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能γ射线泡状结构，内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子分布其中，最高达到2.5千万亿电子伏。关于γ射线，下列说法正确的是
A.一张厚的黑纸能挡住γ射线
B.γ射线是波长很长、频率很小的光子流
C.γ射线是高频电磁波，能量越大，传播速度越大
D.γ射线在星系间传播时，不受星系磁场的影响
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γ射线的穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土，故A错误；
γ射线是波长很短、频率很高的光子流，故B错误；
γ射线属于高频电磁波，它们在真空中的传播速度是相等的，故C错误；
γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，在星系间传播时，不受星系磁场的影响，故D正确。
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9.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为(β射线能够穿过薄铝片)
A.β射线和γ射线 B.α射线和β射线
C.β射线和X射线 D.α射线和γ射线
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三种射线中α射线和β射线是带电粒子流，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，不受电场力作用，在电场中
不偏转。由题意知，将电场撤去，通过显微镜观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线。再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，分析可知射线中含有α射线，D正确。
10.(多选)(2023·湛江市高二检测)某考古队发现，一古生物遗骸中14C的含量是现代生物的一半，已知14C的半衰期为5 730年，下列说法正确的是
A.该生物于5 730年前死亡
B.该生物于11 460年前死亡
C.古生物遗骸中14C的含量越少，死亡时间越早
D.古生物遗骸中14C的含量越少，死亡时间越晚
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由题知，古生物遗骸中14C的含量是现代生物的一半，根据半衰期公式有N=N0(，则有=(，解得t==5 730年，故该生物于5 730年前死亡，故A正确，B错误；
根据=(，可知古生物遗骸中14C的含量越少，即N越少，则越小，故越大，而不变，故t变大，即死亡时间越早，故C正确，D错误。
11.一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后射到足够大的荧光屏上，荧光屏上只有a、b两处出现亮斑，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
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α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，γ射
线不受电场力和洛伦兹力，故射到b处的一定不是
γ射线，C错误；
α射线和β射线在电场、磁场中受到电场力和洛伦
兹力，若α射线打在a点，则有Eqα=Bqαvα，对β射线vβ>vα，则Bqβvβ>Eqβ，此时β射线打到b点；若β射线打在a点，则Bqβvβ=Eqβ，对α射线有Bqαvα1
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12.铀238的半衰期为4.5×109年，铀235的半衰期为7×108年。若地球形成时天然铀238和铀235含量相同，已知地球年龄约为5.8×109年，估算目前地球上天然铀238含量是铀235含量的倍数约为
A.2 B.26 C.128 D.512
尖子生选练
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设初始铀235和铀238质量均为M，则有≈27=128，A、B、D错误，C正确。
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