资源简介 第2节 原子核衰变及半衰期1.由原子核的衰变可知（ ）A.放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线B.放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质不变C.α衰变说明原子核内部存在氦核D.放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线2.我国科研人员对“嫦娥五号”月球样品富铀矿物进行分析，确定月球直到 20亿年前仍存在岩浆活动。已知铀的一种衰变方程为U→He＋ePb，则（ ）A.m＝8， n＝3 B.m＝7， n＝2C.m＝7， n＝4 D.m＝8， n＝13.（多选）下列说法正确的是（ ）A.给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好B.输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置C.天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是含量较少，经济上不划算D.放射性元素被植物吸收，其放射性不会发生改变4.（2022·山东高考1题）碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（ ）A. B.C. D.5.地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。已知氡Rn的半衰期为3.82天，经衰变最后变成稳定的Pb，在这一过程中（ ）A.要经过4次α衰变和6次β衰变B.要经过4次α衰变和4次β衰变C.氡核Rn的中子数为86，质子数为136D.标号为a、b、c、d的4个氡核Rn经3.82天后一定剩下2个核未衰变6.放射性同位素14C在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C的衰变规律，将一个原来静止的14C原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的半径之比R∶r＝7∶1，如图所示，那么14C的衰变方程式应是（ ）ACBeHe BCBeeCCNe DCBH7.放射性元素Po衰变为Pb，此衰变过程的核反应方程是 ；用此衰变过程中发出的射线轰击F，可得到质量数为22的氖（Ne）元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是 。8.放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成不稳定的C，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年，试写出14C的衰变方程。（2）若测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25％，则此遗骸距今约有多少年？9.（多选U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，可以判断下列说法正确的是（ ）A.图中a是84，b是206B.Y是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的C.Y和Z是同一种衰变D.从X衰变中放出的射线电离作用最强10.以下说法正确的是（ ）A.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的BTh成为原子核Pb，要经过8次α衰变和6次β衰变C.α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力都最强DMg半衰期为21小时，则10个Mg原子核，经过21小时后还有5个未衰变11.天然放射性铀U）发生衰变后产生钍Th）和另一个原子核。（1）请写出衰变方程。（2）若衰变前铀U）核的速度为v，衰变产生的钍Th）核的速度为，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度。12.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝44∶1。求：（1）这个原子核原来所含的质子数是多少？（2）图中哪一个圆是α粒子的径迹？（说明理由）第2节 原子核衰变及半衰期1.D 原子核发生衰变时，一次衰变只能是α衰变或β衰变，而不能同时发生α衰变和β衰变，发生衰变后产生的新核往往处于高能级，要向外以γ射线的形式辐射能量，故一次衰变只可能同时产生α射线和γ射线，或β射线和γ射线，A错误，D正确；原子核发生衰变后，核电荷数发生了变化，变成了新核，故化学性质发生了变化，B错误；原子核内的2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，因此在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，于是放射性元素发生了α衰变，C错误。2.C 根据α衰变和β衰变的特点，由质量数守恒和电荷数守恒有235＝4m＋207，92＝2m＋82－n，解得m＝7，n＝4，故选C。3.BD 放射性元素与它的同位素的化学性质相同，但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料，无论植物吸收含放射性元素的肥料，还是无放射性肥料，植物生长是相同的，A错误；人工放射性同位素，含量易控制，衰变周期短，不会对环境造成永久污染，而天然放射性元素，剂量不易控制，衰变周期长，会污染环境，所以不用天然放射元素，C错误；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态、组成等无关，D正确；放射性同位素可作为示踪原子，是因为它不改变元素的化学性质，利用探测仪器可以确定漏油位置，B正确。4.B 设碘125刚植入时的质量为m0，则经过n＝＝3个半衰期以后剩余的质量为m＝ m0，解得＝，B项正确。5.B 设此衰变过程中经历了x次α衰变和y次β衰变，根据质量数守恒和核电荷数守恒可得其衰变方程为RnPb＋He＋e，由222＝206＋4x，86＝82＋2x－y，联立解得x＝4，y＝4，故A错误，B正确；氡核Rn的质子数为86，中子数为222－86＝136，故C错误； 半衰期适用于大量的原子核，对于少量的原子核不适用，故D错误。6.C 由题图看出，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，而两者速度方向相反，则知两者的电性相反，新核带正电，则放出的必定是β粒子，发生了β衰变，β粒子是电子，故C正确，A、B、D错误。7.PoPbHeHeFNeH解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是PoPbHe。用α射线轰击F，可得到质量数为22的氖（Ne）元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是He＋NeH。8.（1CeN （2）11 460年解析：（1C的β衰变方程为CeN。（2C的半衰期T＝5 730年。生物死亡后，遗骸中的C按其半衰期变化，设活体中C的含量为N0，遗骸中的C含量为N，则N＝N0，即0.25N0＝N0，故＝2，t＝11 460 年。9.ACBi衰变成Po，质量数不变，可知发生的是β衰变，则核电荷数多1，可知a＝84Bi衰变成Tl，知核电荷数少2，发生的是α衰变，质量数少4，则b＝206，故A正确，B错误。Z衰变，质量数少4，发生的是α衰变，Y和Z是同一种衰变，故C正确。从X衰变中放出的射线是β射线，电离能力不是最强，故D错误。10.A β衰变实质是原子核内的中子转变为质子，同时释放一个电子，故A正确；由质量数守恒知232＝208＋4×6，即经过6次α衰变，由核电荷数守恒可知90＝82＋2×6＋4，即经过4次β衰变，故B错误；根据α、β、γ三种射线性质可知，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故C错误；半衰期是大量放射性元素的原子衰变的统计规律，对个别的原子没有意义，故D错误。11.（1UThHe （2）v解析：（1）根据质量数和核电荷数守恒得U ThHe。（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238mv＝234m×＋4mv'得v'＝v。12.（1）90 （2）见解析解析：（1）设衰变后新生核的电荷量为q1，α粒子的电荷量为q2＝2 e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2。所以原来原子核的电荷量q＝q1＋q2。根据轨道半径公式有＝＝，又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1＝m2v2，以上三式联立解得q＝90e。即这个原子核原来所含的质子数为90。（2）因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比。反以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹。2 / 2第2节 原子核衰变及半衰期核心 素养 目标 1.知道原子核衰变的规律，知道α衰变、β衰变的本质。 2.理解半衰期的概念，会应用半衰期公式解决相关问题。 3.了解放射性在生产和科学领域的应用知识点一 原子核的衰变1.原子核的衰变原子核因释放出像 这样的射线（粒子流）而转变成 的变化。2.衰变的类型（1）α衰变：放出 的衰变。例如U的衰变方程为U 。（2）β衰变：放出 的衰变。例如Th放出β粒子衰变方程为Th ＋在原子核衰变过程中产生的新核，有些处于激发态，这些不稳定的激发态会辐射出 （γ射线）而变成稳定的状态。而在自然界中，放射性元素往往经历一系列的衰变直到变为一种稳定的 为止。知识点二 衰变的快慢——半衰期1.半衰期放射性元素的原子核有 发生衰变需要的时间。2.公式m＝ 。m为剩余质量，M为原来的质量，T为放射性元素的半衰期。3.影响因素只由原子核 决定，与原子核所处的物理、化学状态无关。知识点三 放射性的应用 放射性污染和防护1.推断生物死亡年代：利用14C的半衰期和剩余14C的含量，推测含碳物质年代。2.作为示踪原子：用仪器探测放射性同位素放出的 ，可以查明放射性元素的行踪，好像带有“标记”一样，人们把具有这种用途的放射性同位素叫作示踪原子。3.辐射育种：利用γ射线照射种子，可使种子内的遗传物质发生变异，培育出新的优良品种。4.放射性同位素电池：把放射性同位素衰变时释放的 转换成电能的装置。5.γ射线探伤：利用了γ射线 能力强的特点。6.放射性污染的主要来源： 、核泄漏、医疗照射。7.防护（1）减少受辐射时间。（2）采取必要的防范措施。【情景思辨】（1）β射线中的电子是从原子核中释放出来的。（ ）（2）原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变。（ ）（3）同种放射性元素，在化合物中的半衰期比单质中长。（ ）（4）氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核。（ ）（5）利用放射线性同位素放出的γ射线可以给金属探伤。（ ）（6）放射性同位素电池使用寿命短。（ ）要点一 原子核的衰变【探究】 α衰变、β衰变示意图如图所示。α衰变和β衰变遵循怎样的规律？【归纳】 天然放射现象说明原子核具有复杂的结构。原子核放出α粒子或β粒子，并不表明原子核内有α粒子或β粒子。原子核发生衰变后“就变成新的原子核”。1.衰变规律原子核衰变前后的核电荷数和质量数都守恒。2.衰变方程示例（1）α衰变XYHe（2）β衰变XYe3.α和β衰变的实质（1）α衰变：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象。（2）β衰变：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使核电荷数增加1。但β衰变不改变原子核的质量数。4.确定原子核衰变次数的方法与技巧（1）方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：XY＋He＋e根据核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＝，m＝＋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。【典例1】 U核经一系列的衰变后变为Pb核，问：（1）一共经过几次α衰变和几次β衰变？（2Pb与U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。尝试解答1.放射性原子核发生一次α衰变后（ ）A.核的电荷数少1，质量数少1B.核的电荷数多1，质量数多1C.核的电荷数少2，质量数少4D.核的电荷数少2，质量数少22.在横线上填上粒子符号和衰变类型。（1UTh＋ ，属于 衰变。（2ThPa＋ ，属于 衰变。（3PoAt＋ ，属于 衰变。（4CuCo＋ ，属于 衰变。要点二 α射线、β射线在磁场中运动轨迹的基本规律 分析α射线和β射线在磁场中的运动轨迹，应弄清以下基本规律（1）衰变过程中，质量数守恒，核电荷数守恒。（2）衰变过程中动量守恒。（3）带电粒子垂直于磁场方向做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力。（4）当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变且衰变后粒子运动方向与磁场方向垂直时，大圆一定是α粒子或β粒子的轨迹，小圆一定是反冲核的轨迹。α衰变时两圆外切（如图甲所示），β衰变时两圆内切（如图乙所示）。如果已知磁场方向，还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针。【典例2】 （多选）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆 1 和 2 的径迹照片（如图所示），已知两个相切圆半径分别为r1、r2。下列说法正确的是（ ）A.原子核可能发生的是α衰变，也可能发生的是β衰变B.径迹 2 可能是衰变后新核的径迹C.若衰变方程是UThHe，则r1∶r2＝1∶45D.若是α衰变，则 1 和 2 的径迹均是顺时针方向尝试解答 1.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图，则（ ）A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里2.一个静止的放射性同位素的原子核P衰变成Si，另一个也静止的天然放射性原子核Th衰变成Pa，在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4，如图所示，则这四条运动轨迹对应的粒子依次是（ ）A.电子PaSi、正电子 BPa、电子、正电子SiCSi、正电子、电子Pa D.正电子SiPa、电子要点三 半衰期的理解及计算【探究】 1996年开始的“夏商周断代工程”，是我国“九五”计划的重要科研项目，经过200多位专家历时5年的合作研究，标志性成果《夏商周年表》于2000年11月9日正式公布。研究成果将我国的历史纪年由西周晚期的共和元年，即公元前841年，向前延伸了1 200多年。夏商周断代工程综合研究不仅利用了历史学、古文献学、古文字学、天文学的研究成果，而且也利用了碳14衰变来进行年代测定。为什么利用碳14可以测定古物的年代？【归纳】1.根据半衰期的概念，可总结出公式n＝N，m＝M式中N、M表示衰变前的某放射性元素的原子数和质量，n、m表示衰变后尚未发生衰变的该放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期。2.半衰期的特征：放射性元素的半衰期是稳定的，由原子核自身因素决定，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关。3.半衰期描述的是大量原子核的统计行为，说明在大量原子核群体中，经过一定时间将有一定比例的原子核发生衰变，但半衰期对少量原子核没有意义。4.半衰期的应用利用天然放射性元素的半衰期可以估测岩石、化石和文物的年代。【典例3】 （多选）地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期时不含铅）的一半。铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的原子总数。由此可以判断出（ ）A.铀238的半衰期为90亿年B.地球的年龄大致为45亿年C.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶4D.被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶3尝试解答 1.下列有关半衰期的说法中正确的是（ ）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用的时间越短，衰变速度越大B.放射性元素的样品不断衰变，随着剩下的未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢衰变速率D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减慢衰变速率2.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的含量大约还有（ ）A. B.C. D.要点四 放射性的应用与防护1.放射性的应用（1）放射性同位素的分类①天然放射性同位素。②人工放射性同位素。（2）人造放射性同位素的优点①放射强度容易控制。②可以制成各种所需的形状。③半衰期很短，废料容易处理。（3）放射性同位素的主要作用①工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性。②农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等。③医疗方面——利用人体组织对射线的耐受能力的不同治疗癌症。④作为示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质。2.放射性污染及防护污染与防护 举例与措施 说明污染 核爆炸 核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的γ射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏 核工业生产和核科学研究中使用的放射性原材料，一旦泄漏就会造成严重污染医疗照射 医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人死亡防护 密封防护 把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊方法覆盖，以防止射线泄漏距离防护 距放射源越远，人体吸收放射线的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护 尽量减少受辐射的时间屏蔽防护 在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用，铅的屏蔽作用最好【典例4】 核能是一种高效的能源。（1）在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳。结合图甲可知，安全壳应当选用的材料是 。（2）图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图甲分析可知工作人员一定受到了 射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员一定受到了 射线的辐射。尝试解答 1.下列选项中把放射性同位素作为示踪原子的有（ ）A.γ射线探伤仪B.利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C.利用钴60治疗肿瘤等疾病D.以上说法都不对2.γ刀已成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”。据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务。γ刀治疗脑肿瘤主要是利用γ射线很强的 能力和很高的 。1.放射性元素A经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了（ ）A.1位 B.2位C.3位 D.4位2.（多选）对放射性的应用与防护，下列说法中正确的是（ ）A.放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害B.对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C.γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置D.对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的3.（多选）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粒子和反冲核的轨道半径之比为R1∶R2＝44∶1，如图所示，则（ ）A.α粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反B.原来放射性元素的原子核电荷数为90C.反冲核的电荷数为88D.α粒子和反冲核的速度大小之比为1∶884. 居室装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素（含铀、钍等），会释放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道疾病。根据有关放射性知识判断下列说法中正确的是（ ）A.α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个B.β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了1个C.γ射线是发生γ衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了 1个D.在α、β、γ三种射线中， γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱5.14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是（ ）第2节 原子核衰变及半衰期【基础知识·准落实】知识点一1.α、β 新核2.（1）α粒子HeTh （2）β粒子e＋Pa 光子 非放射性元素知识点二1.半数 2.M 3.自身因素知识点三2.射线 4.能量 5.穿透 6.核爆炸情景思辨（1）√ （2）× （3）× （4）× （5）√ （6）×【核心要点·快突破】要点一知识精研【探究】 提示：衰变前、后核电荷数和质量数都守恒。【典例1】 见解析解析：（1）设U衰变为Pb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 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，质子数增加1，故Pb比U质子数少10，中子数少22。（3）核衰变方程为UPb＋He＋e。素养训练1.C α粒子为氦原子核，放射性原子核发生一次α衰变后核的电荷数少2，质量数少4，故选项C正确。2.（1He α （2e β （3e β （4He α解析：根据质量数和核电荷数守恒可以判断：（1）中生成的粒子为He，属于α衰变。（2）中生成的粒子为e，属于β衰变。（3）中生成的粒子为e，属于β衰变。（4）中生成的粒子为He，属于α衰变。要点二知识精研【典例2】 CD 原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知，若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，可知生成的两粒子电性相同，可能发生的是α衰变，不可能是β衰变，故A错误；核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB＝m，解得r＝＝，由于p、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于α粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于α粒子的轨道半径，则半径为r1的圆为放出新核的运动轨迹，半径为r2的圆为α粒子的运动轨迹，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故B错误，C正确；若是α衰变，生成的两粒子电性相同，由左手定则可知，两粒子都沿顺时针方向做圆周运动，故D正确。素养训练1.D 静止的核发生β衰变XYe），由于只受到内力作用，满足动量守恒，则新核Y和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由qvB＝m可知r＝，则两个新核的运动半径与电荷量成反比，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确。2.B 放射性原子核放出正电子时，正电子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆。而放射性原子核放出电子时，电子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆。放射性原子核放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由轨迹半径r＝＝，可得轨迹半径与电荷量成反比，而正电子和电子的电荷量比反冲核的电荷量小，则正电子和电子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径都大，故运动轨迹1、2、3、4依次对应的粒子是Pa、电子、正电子Si。故选B。要点三知识精研【探究】 提示：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，能够运用碳14计算古物的年龄是因为半衰期与原子核所处的化学状态和外部条件无关。【典例3】 BD 由题意、半衰期的含义及铀238衰变后含量随时间的变化规律图像可知，铀238的半衰期和地球的年龄均大致为45亿年。再由题图可知，被测定的古老岩石样品在90亿年时铀原子数的相对值为0.25，即占总原子数的，由此可推知，其中铅占总原子数的，铀、铅原子数之比约为1∶3，选项B、D正确。素养训练1.A 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要的时间，它反映的是放射性元素衰变的快慢，衰变越快，半衰期越短；某种元素的半衰期长短由原子核本身因素决定，与它所处的物理状态或化学状态无关，故A正确。2.C 设经过了n个半衰期，n＝＝＝4，由半衰期公式可得m'＝m，代入数值联立可得m'＝，故C正确，A、B、D错误。要点四知识精研【典例4】 （1）混凝土 （2）β γ解析：（1）核反应堆最外层是厚厚的水泥防护层，以防止射线外泄，所以安全壳应选用的材料是混凝土。（2）β射线可穿透几毫米厚的铝片，而γ射线可穿透几厘米厚的铅板。素养训练1.B γ射线探伤仪是利用了γ射线的穿透性，故A错误；C是利用人体组织对γ射线的耐受能力的不同治疗癌症，故C错误；B是利用示踪原子，故B正确。2.穿透 能量解析：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用γ射线很强的穿透能力和很高的能量。【教学效果·勤检测】1.C α粒子是He，β 粒子是e，因此发生一次α衰变核电荷数减少2，发生一次β 衰变核电荷数增加1，根据题意，核电荷数变化为－2×2＋1＝－3，所以新元素在元素周期表中的位置较元素A向前移动了3位。故选项C正确。2.BCD 放疗的同时对人的身体也是有害的，A选项错误；B、C、D三项关于放射线的防护的表述都是正确的。3.ABC 微粒之间相互作用的过程遵循动量守恒定律，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，选项A正确。放出的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。由Bqv＝m得R＝若原来放射性元素的原子核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝对反冲核：R2＝由于p1＝p2，且R1∶R2＝44∶1，解得Q＝90，故选项B、C正确。α粒子与反冲核的速度大小与质量成反比，故选项D错误。4.D α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个，质子数减少2个，A错误；β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数不变，质子数增加1个，B错误；γ射线是原子发生α衰变或者β衰变后原子处于高能级状态，原子核由高能级向低能级跃迁时放出的，穿透能力最强，电离能力最弱，C错误，D正确。5.C 由公式m＝m0可知14C的衰变图像应为C。8 / 8(共80张PPT)第2节 原子核衰变及半衰期核心素养目标 1.知道原子核衰变的规律，知道α衰变、β衰变的本质。2.理解半衰期的概念，会应用半衰期公式解决相关问题。3.了解放射性在生产和科学领域的应用目 录01.基础知识·准落实02.核心要点·快突破03.教学效果·勤检测04.课时训练·提素能基础知识·准落实梳理归纳 自主学习01知识点一 原子核的衰变1. 原子核的衰变原子核因释放出像 这样的射线（粒子流）而转变成 的变化。2. 衰变的类型（1）α衰变：放出 的衰变。例如U的衰变方程为U 。α、β 新核 α粒子 HeTh （2）β衰变：放出 的衰变。例如Th放出β粒子衰变方程为Th ＋在原子核衰变过程中产生的新核，有些处于激发态，这些不稳定的激发态会辐射出 （γ射线）而变成稳定的状态。而在自然界中，放射性元素往往经历一系列的衰变直到变为一种稳定的 为止。β粒子 e＋Pa 光子 非放射性元素 知识点二 衰变的快慢——半衰期1. 半衰期放射性元素的原子核有 发生衰变需要的时间。2. 公式 3. 影响因素只由原子核 决定，与原子核所处的物理、化学状态无关。半数 M 自身因素 知识点三 放射性的应用 放射性污染和防护1. 推断生物死亡年代：利用14C的半衰期和剩余14C的含量，推测含碳物质年代。2. 作为示踪原子：用仪器探测放射性同位素放出的 ，可以查明放射性元素的行踪，好像带有“标记”一样，人们把具有这种用途的放射性同位素叫作示踪原子。3. 辐射育种：利用γ射线照射种子，可使种子内的遗传物质发生变异，培育出新的优良品种。4. 放射性同位素电池：把放射性同位素衰变时释放的 转换成电能的装置。射线 能量 5. γ射线探伤：利用了γ射线 能力强的特点。6. 放射性污染的主要来源：、核泄漏、医疗照射。穿透 核爆炸 7. 防护（1）减少受辐射时间。（2）采取必要的防范措施。【情景思辨】（1）β射线中的电子是从原子核中释放出来的。 （ √ ）（2）原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变。 （ × ）（3）同种放射性元素，在化合物中的半衰期比单质中长。（ × ）（4）氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核。 （ × ）（5）利用放射线性同位素放出的γ射线可以给金属探伤。（ √ ）（6）放射性同位素电池使用寿命短。 （ × ）√×××√×核心要点·快突破互动探究 深化认知02要点一 原子核的衰变【探究】 α衰变、β衰变示意图如图所示。α衰变和β衰变遵循怎样的规律？提示：衰变前、后核电荷数和质量数都守恒。【归纳】 天然放射现象说明原子核具有复杂的结构。原子核放出α粒子或β粒子，并不表明原子核内有α粒子或β粒子。原子核发生衰变后“就变成新的原子核”。1. 衰变规律原子核衰变前后的核电荷数和质量数都守恒。2. 衰变方程示例（1）α衰变XYHe（2）β衰变XYe3. α和β衰变的实质（1）α衰变：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象。（2）β衰变：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使核电荷数增加1。但β衰变不改变原子核的质量数。4. 确定原子核衰变次数的方法与技巧（1）方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：XY＋He＋e根据核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＝，m＝＋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。【典例1】 U核经一系列的衰变后变为Pb核，问：（1）一共经过几次α衰变和几次β衰变？解析： 设U衰变为Pb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 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。答案： 见解析（2Pb与U相比，质子数和中子数各少了多少？解析： 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Pb比U质子数少10，中子数少22。（3）综合写出这一衰变过程的方程。解析： 核衰变方程为UPb＋He＋e。1. 放射性原子核发生一次α衰变后（ ）A. 核的电荷数少1，质量数少1B. 核的电荷数多1，质量数多1C. 核的电荷数少2，质量数少4D. 核的电荷数少2，质量数少2解析： α粒子为氦原子核，放射性原子核发生一次α衰变后核的电荷数少2，质量数少4，故选项C正确。2. 在横线上填上粒子符号和衰变类型。（1UTh＋ ，属于 衰变。（1）中生成的粒子为He，属于α衰变。（2ThPa＋ ，属于 衰变。解析：（2）中生成的粒子为e，属于β衰变。解析：根据质量数和核电荷数守恒可以判断：Heαeβ（3PoAt＋ ，属于 衰变。解析：（3）中生成的粒子为e，属于β衰变。（4CuCo＋ ，属于 衰变。eβHeα解析：（4）中生成的粒子为He，属于α衰变。要点二 α射线、β射线在磁场中运动轨迹的基本规律 分析α射线和β射线在磁场中的运动轨迹，应弄清以下基本规律（1）衰变过程中，质量数守恒，核电荷数守恒。（2）衰变过程中动量守恒。（3）带电粒子垂直于磁场方向做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力。（4）当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变且衰变后粒子运动方向与磁场方向垂直时，大圆一定是α粒子或β粒子的轨迹，小圆一定是反冲核的轨迹。α衰变时两圆外切（如图甲所示），β衰变时两圆内切（如图乙所示）。如果已知磁场方向，还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针。【典例2】 （多选）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆 1 和 2 的径迹照片（如图所示），已知两个相切圆半径分别为r1、r2。下列说法正确的是（ ）A. 原子核可能发生的是α衰变，也可能发生的是β衰变B. 径迹 2 可能是衰变后新核的径迹D. 若是α衰变，则 1 和 2 的径迹均是顺时针方向解析：原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知，若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，可知生成的两粒子电性相同，可能发生的是α衰变，不可能是β衰变，故A错误；核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB＝m，解得r＝＝，由于p、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于α粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于α粒子的轨道半径，则半径为r1的圆为放出新核的运动轨迹，半径为r2的圆为α粒子的运动轨迹，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故B错误，C正确；若是α衰变，生成的两粒子电性相同，由左手定则可知，两粒子都沿顺时针方向做圆周运动，故D正确。1. 实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图，则（ ）A. 轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B. 轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C. 轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析： 静止的核发生β衰变XYe），由于只受到内力作用，满足动量守恒，则新核Y和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由qvB＝m可知r＝，则两个新核的运动半径与电荷量成反比，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确。2. 一个静止的放射性同位素的原子核P衰变成Si，另一个也静止的天然放射性原子核Th衰变成Pa，在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4，如图所示，则这四条运动轨迹对应的粒子依次是（ ）解析： 放射性原子核放出正电子时，正电子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆。而放射性原子核放出电子时，电子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆。放射性原子核放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由轨迹半径r＝＝，可得轨迹半径与电荷量成反比，而正电子和电子的电荷量比反冲核的电荷量小，则正电子和电子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径都大，故运动轨迹1、2、3、4依次对应的粒子是Pa、电子、正电子Si。故选B。要点三 半衰期的理解及计算【探究】 1996年开始的“夏商周断代工程”，是我国“九五”计划的重要科研项目，经过200多位专家历时5年的合作研究，标志性成果《夏商周年表》于2000年11月9日正式公布。研究成果将我国的历史纪年由西周晚期的共和元年，即公元前841年，向前延伸了1 200多年。夏商周断代工程综合研究不仅利用了历史学、古文献学、古文字学、天文学的研究成果，而且也利用了碳14衰变来进行年代测定。为什么利用碳14可以测定古物的年代？提示：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，能够运用碳14计算古物的年龄是因为半衰期与原子核所处的化学状态和外部条件无关。【归纳】1. 根据半衰期的概念，可总结出公式n＝N，m＝M式中N、M表示衰变前的某放射性元素的原子数和质量，n、m表示衰变后尚未发生衰变的该放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期。2. 半衰期的特征：放射性元素的半衰期是稳定的，由原子核自身因素决定，跟原子所处的物理状态（如温度、压强）或化学状态（如单质、化合物）无关。3. 半衰期描述的是大量原子核的统计行为，说明在大量原子核群体中，经过一定时间将有一定比例的原子核发生衰变，但半衰期对少量原子核没有意义。4. 半衰期的应用利用天然放射性元素的半衰期可以估测岩石、化石和文物的年代。【典例3】 （多选）地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期时不含铅）的一半。铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的原子总数。由此可以判断出（ ）A. 铀238的半衰期为90亿年B. 地球的年龄大致为45亿年C. 被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶4D. 被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶3解析：由题意、半衰期的含义及铀238衰变后含量随时间的变化规律图像可知，铀238的半衰期和地球的年龄均大致为45亿年。再由题图可知，被测定的古老岩石样品在90亿年时铀原子数的相对值为0.25，即占总原子数的，由此可推知，其中铅占总原子数的，铀、铅原子数之比约为1∶3，选项B、D正确。1. 下列有关半衰期的说法中正确的是（ ）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用的时间越短，衰变速度越大B. 放射性元素的样品不断衰变，随着剩下的未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短C. 把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢衰变速率D. 降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减慢衰变速率解析： 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要的时间，它反映的是放射性元素衰变的快慢，衰变越快，半衰期越短；某种元素的半衰期长短由原子核本身因素决定，与它所处的物理状态或化学状态无关，故A正确。 2. 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的含量大约还有（ ）解析： 设经过了n个半衰期，n＝＝＝4，由半衰期公式可得m'＝m，代入数值联立可得m'＝，故C正确，A、B、D错误。要点四 放射性的应用与防护1. 放射性的应用（1）放射性同位素的分类①天然放射性同位素。②人工放射性同位素。（2）人造放射性同位素的优点①放射强度容易控制。②可以制成各种所需的形状。③半衰期很短，废料容易处理。（3）放射性同位素的主要作用①工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性。②农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等。③医疗方面——利用人体组织对射线的耐受能力的不同治疗癌症。④作为示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质。2. 放射性污染及防护污染与防护 举例与措施 说明污染 核爆炸 核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的γ射线和中子流，长期存在放射性污染核泄漏 核工业生产和核科学研究中使用的放射性原材料，一旦泄漏就会造成严重污染医疗照射 医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人死亡污染与防护 举例与措施 说明防护 密封防护 把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊方法覆盖，以防止射线泄漏距离防护 距放射源越远，人体吸收放射线的剂量就越少，受到的危害就越轻时间防护 尽量减少受辐射的时间屏蔽防护 在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用，铅的屏蔽作用最好【典例4】 核能是一种高效的能源。（1）在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳。结合图甲可知，安全壳应当选用的材料是 。解析：核反应堆最外层是厚厚的水泥防护层，以防止射线外泄，所以安全壳应选用的材料是混凝土。混凝土（2）图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图甲分析可知工作人员一定受到了 射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员一定受到了 射线的辐射。解析：β射线可穿透几毫米厚的铝片，而γ射线可穿透几厘米厚的铅板。βγ1. 下列选项中把放射性同位素作为示踪原子的有（ ）A. γ射线探伤仪B. 利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C. 利用钴60治疗肿瘤等疾病D. 以上说法都不对解析： γ射线探伤仪是利用了γ射线的穿透性，故A错误；C是利用人体组织对γ射线的耐受能力的不同治疗癌症，故C错误；B是利用示踪原子，故B正确。2. γ刀已成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”。据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务。γ刀治疗脑肿瘤主要是利用γ射线很强的 能力和很高的 。解析：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用γ射线很强的穿透能力和很高的能量。穿透能量教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏031. 放射性元素A经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了（ ）A. 1位 B. 2位 C. 3位 D. 4位解析： α粒子是He，β 粒子是e，因此发生一次α衰变核电荷数减少2，发生一次β 衰变核电荷数增加1，根据题意，核电荷数变化为－2×2＋1＝－3，所以新元素在元素周期表中的位置较元素A向前移动了3位。故选项C正确。2. （多选）对放射性的应用与防护，下列说法中正确的是（ ）A. 放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害B. 对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C. γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置D. 对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的解析： 放疗的同时对人的身体也是有害的，A选项错误；B、C、D三项关于放射线的防护的表述都是正确的。3. （多选）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粒子和反冲核的轨道半径之比为R1∶R2＝44∶1，如图所示，则（ ）A. α粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反B. 原来放射性元素的原子核电荷数为90C. 反冲核的电荷数为88D. α粒子和反冲核的速度大小之比为1∶88解析： 微粒之间相互作用的过程遵循动量守恒定律，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，选项A正确。放出的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。由Bqv＝m得R＝若原来放射性元素的原子核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝对反冲核：R2＝由于p1＝p2，且R1∶R2＝44∶1，解得Q＝90，故选项B、C正确。α粒子与反冲核的速度大小与质量成反比，故选项D错误。4. 居室装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素（含铀、钍等），会释放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道疾病。根据有关放射性知识判断下列说法中正确的是（ ）A. α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个B. β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了1个C. γ射线是发生γ衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了 1个D. 在α、β、γ三种射线中， γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱解析： α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2个，质子数减少2个，A错误；β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数不变，质子数增加1个，B错误；γ射线是原子发生α衰变或者β衰变后原子处于高能级状态，原子核由高能级向低能级跃迁时放出的，穿透能力最强，电离能力最弱，C错误，D正确。5.14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是（ ）解析： 由公式m＝m0可知14C的衰变图像应为C。04课时训练·提素能分层达标 素养提升1. 由原子核的衰变可知（ ）A. 放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线B. 放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质不变C. α衰变说明原子核内部存在氦核D. 放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线123456789101112解析： 原子核发生衰变时，一次衰变只能是α衰变或β衰变，而不能同时发生α衰变和β衰变，发生衰变后产生的新核往往处于高能级，要向外以γ射线的形式辐射能量，故一次衰变只可能同时产生α射线和γ射线，或β射线和γ射线，A错误，D正确；原子核发生衰变后，核电荷数发生了变化，变成了新核，故化学性质发生了变化，B错误；原子核内的2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，因此在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，于是放射性元素发生了α衰变，C错误。 1234567891011122. 我国科研人员对“嫦娥五号”月球样品富铀矿物进行分析，确定月球直到 20亿年前仍存在岩浆活动。已知铀的一种衰变方程为U→He＋ePb，则（ ）A. m＝8， n＝3 B. m＝7， n＝2C. m＝7， n＝4 D. m＝8， n＝1解析： 根据α衰变和β衰变的特点，由质量数守恒和电荷数守恒有235＝4m＋207，92＝2m＋82－n，解得m＝7，n＝4，故选C。1234567891011123. （多选）下列说法正确的是（ ）A. 给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好B. 输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置C. 天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是含量较少，经济上不划算D. 放射性元素被植物吸收，其放射性不会发生改变123456789101112解析： 放射性元素与它的同位素的化学性质相同，但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料，无论植物吸收含放射性元素的肥料，还是无放射性肥料，植物生长是相同的，A错误；人工放射性同位素，含量易控制，衰变周期短，不会对环境造成永久污染，而天然放射性元素，剂量不易控制，衰变周期长，会污染环境，所以不用天然放射元素，C错误；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态、组成等无关，D正确；放射性同位素可作为示踪原子，是因为它不改变元素的化学性质，利用探测仪器可以确定漏油位置，B正确。1234567891011124. （2022·山东高考1题）碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（ ）解析： 设碘125刚植入时的质量为m0，则经过n＝＝3个半衰期以后剩余的质量为m＝ m0，解得＝，B项正确。1234567891011125. 地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。已知氡Rn的半衰期为3.82天，经衰变最后变成稳定的Pb，在这一过程中（ ）A. 要经过4次α衰变和6次β衰变B. 要经过4次α衰变和4次β衰变123456789101112解析： 设此衰变过程中经历了x次α衰变和y次β衰变，根据质量数守恒和核电荷数守恒可得其衰变方程为RnPb＋He＋e，由222＝206＋4x，86＝82＋2x－y，联立解得x＝4，y＝4，故A错误，B正确；氡核Rn的质子数为86，中子数为222－86＝136，故C错误； 半衰期适用于大量的原子核，对于少量的原子核不适用，故D错误。1234567891011126. 放射性同位素14C在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C的衰变规律，将一个原来静止的14C原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的半径之比R∶r＝7∶1，如图所示，那么14C的衰变方程式应是（ ）123456789101112解析： 由题图看出，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，而两者速度方向相反，则知两者的电性相反，新核带正电，则放出的必定是β粒子，发生了β衰变，β粒子是电子，故C正确，A、B、D错误。1234567891011127. 放射性元素Po衰变为Pb，此衰变过程的核反应方程是 ；用此衰变过程中发出的射线轰击F，可得到质量数为22的氖（Ne）元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是 。解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是PoPbHe。用α射线轰击F，可得到质量数为22的氖（Ne）元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是HeFNeH。PoPbHeHeFNeH1234567891011128. 放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成不稳定的C，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年，试写出14C的衰变方程。答案：CeN 解析：C的β衰变方程为CeN。123456789101112（2）若测得一古生物遗骸中的C含量只有活体中的25％，则此遗骸距今约有多少年？答案：CeN （2）11 460年解析：C的半衰期T＝5 730年。生物死亡后，遗骸中的C按其半衰期变化，设活体中C的含量为N0，遗骸中的C含量为N，则N＝N0，即0.25N0＝N0，故＝2，t＝11 460 年。1234567891011129. （多选U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，可以判断下列说法正确的是（ ）A. 图中a是84，b是206B. Y是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的C. Y和Z是同一种衰变D. 从X衰变中放出的射线电离作用最强123456789101112解析： Bi衰变成Po，质量数不变，可知发生的是β衰变，则核电荷数多1，可知a＝84Bi衰变成Tl，知核电荷数少2，发生的是α衰变，质量数少4，则b＝206，故A正确，B错误。Z衰变，质量数少4，发生的是α衰变，Y和Z是同一种衰变，故C正确。从X衰变中放出的射线是β射线，电离能力不是最强，故D错误。12345678910111210. 以下说法正确的是（ ）A. β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的C. α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力都最强123456789101112解析： β衰变实质是原子核内的中子转变为质子，同时释放一个电子，故A正确；由质量数守恒知232＝208＋4×6，即经过6次α衰变，由核电荷数守恒可知90＝82＋2×6＋4，即经过4次β衰变，故B错误；根据α、β、γ三种射线性质可知，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故C错误；半衰期是大量放射性元素的原子衰变的统计规律，对个别的原子没有意义，故D错误。12345678910111211. 天然放射性铀U）发生衰变后产生钍Th）和另一个原子核。（1）请写出衰变方程。答案： UThHe 解析： 根据质量数和核电荷数守恒得UThHe。123456789101112（2）若衰变前铀U）核的速度为v，衰变产生的钍Th）核的速度为，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度。答案：UThHe （2）v解析： 设另一新核的速度为v'，铀核质量为238m，由动量守恒定律得238mv＝234m×＋4mv'得v'＝v。12345678910111212. 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝44∶1。求：（1）这个原子核原来所含的质子数是多少？答案：90 123456789101112解析： 设衰变后新生核的电荷量为q1，α粒子的电荷量为q2＝2 e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2。所以原来原子核的电荷量q＝q1＋q2。根据轨道半径公式有＝＝，又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1＝m2v2，以上三式联立解得q＝90e。即这个原子核原来所含的质子数为90。123456789101112（2）图中哪一个圆是α粒子的径迹？（说明理由）答案：见解析解析： 因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比。反以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹。123456789101112谢谢观看! 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第2节 原子核衰变及半衰期.docx 第2节 原子核衰变及半衰期.pptx 第2节 原子核衰变及半衰期（练习，含解析）.docx
资源列表
