资源简介 2.放射性元素的衰变题组一 三种射线的比较1.（多选）关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）A.天然放射现象说明原子核具有复杂结构B.β射线是由原子核外电子电离产生的C.物质的放射性与物质的存在状态有关D.通过化学反应不能改变物质的放射性2.2021年4月13日，日本政府单方面决定将福岛第一核电站上百万吨核污水排入大海，对全人类来说无疑是一场“人祸”。如图所示为国际标准组织（ISO）和国际原子能机构（IAEA）推出的核辐射新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形，该方案通俗易懂，对于放射现象下列说法正确的是（ ）A.γ射线是高频电磁波，具有很高能量，可以破坏生物组织细胞的原子或分子结构B.在三种射线中γ射线电离本领和穿透本领都是最强的C.β衰变的实质是原子核中的质子转化为中子所产生的D.放射性元素的半衰期随环境温度的变化而变化题组二 人工放射性同位素的特点和应用3.（多选）关于人工放射性同位素，以下说法正确的是（ ）A.人工放射性同位素与天然同位素相比，半衰期比较短B.工业部门经常使用人工放射性同位素发出的射线来测量厚度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4.由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知Np经过α衰变和β衰变后变成 Bi，下列选项中正确的是（ ）A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子BNp经过衰变变成Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C.衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变DNp的半衰期等于任一个Np原子核发生衰变的时间题组三 原子核的衰变5.据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋（Po）”，如果每天抽1包香烟，一年后累积的辐射相当于200次胸透的辐射Po连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，新核的中子数比新核的质子数多（ ）A.39个 B.40个 C.42个 D.43个6.2020年3月15日中国散裂中子源（CSS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是（ ）A.α粒子轰击N，生成O并产生了中子BU经过4次α衰变，2次β衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个C.γ射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D.β衰变中释放的电子是核内质子转化为中子过程中产生的题组四 半衰期的理解及其应用7.A、B两种放射性元素，A的半衰期为10天，B的半衰期为30天，经60天后两种放射性元素剩余的质量相等，那么它们原来的质量之比为（ ）A.1∶3 B.3∶1C.1∶16 D.16∶18.医学治疗中常用放射性核素 113In产生γ射线，而 113In 是由半衰期相对较长的 113Sn 衰变产生的。对于质量为m0的 113Sn，经过时间t后剩余的 113Sn 质量为m，其-t图线如图所示。下列说法正确的是（ ）A.100个113In原子核在经过一个半衰期后，一定还剩50个B.温度升高113Sn原子运动更剧烈，其半衰期将变小C.113Sn原子与O2反应后生成的氧化物将不再具有放射性D.从图中可以得到113Sn的半衰期为115.1 d9.银河系中存在大量的铝同位素 26Al，26Al 核发生β＋衰变的衰变方程为AlMge，测得 26Al 核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（ ）A.26Al核的质量等于26Mg核的质量B.26Al核的中子数大于26Mg核的中子数C.将铝同位素 26Al 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D.银河系中现有的铝同位素 26Al 将在144万年后全部衰变为26Mg10.如图所示，静止的氡原子核Rn）在垂直于纸面的匀强磁场中，由于衰变放出某种粒子而生成一个新的原子核，新核和粒子的运动径迹是两个在纸面内的外切圆。已知大圆与小圆直径之比是85∶1。则（ ）A.该核反应方程是RnFreB.该核反应方程是RnAteC.该核反应方程是RnPoHeD.大圆轨迹是新核的，磁场方向垂直纸面向里11.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＝112.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.13.静止在匀强磁场中的放射性原子核X衰变为两个粒子A和B，衰变后A的运动速度方向和磁感线垂直。两轨迹圆半径之比为＝，带电粒子在轨迹圆上运动的周期之比为＝。设衰变过程释放的核能全部转化成射线粒子和反冲核的动能。（1）求A粒子和B粒子的电荷量之比；（2）求A粒子和B粒子的质量之比；（3）写出核反应方程（反冲核的元素符号可用Y 表示）。2.放射性元素的衰变1.AD 天然放射现象中放出的射线是由原子核放出的，说明原子核具有复杂结构，故A正确；β射线是由原子核放出的，不是核外电子电离产生的，故B错误；放射性元素的放射性是由原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并不能改变物质的放射性，故C错误，D正确。2.A 在电磁波谱中，γ射线是波长最短的电磁波，具有很高的能量，可以破坏生物组织细胞的原子或分子结构，故A正确；γ射线在三种射线中电离本领最弱而穿透本领最强，故B错误；β衰变的实质是原子核中的中子转化为质子和电子，故C错误；放射性元素的半衰期与元素的物理、化学状态无关，不会随温度变化而变化，故D错误。3.AB 放射性同位素可以由天然衰变产生，也可用人工方法获得，但人工放射性同位素的半衰期比较短，故A正确，C、D错误；工业部门经常使用人工放射性同位素发出的射线来测量厚度，故B正确。4.CBi的原子核比Np的原子核少10个质子，质子数和中子数总共少28，故Bi的原子核比Np的原子核少18个中子，故A错误；设需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒，有93＝2x－y＋83，4x＝237－209，解得x＝7，y＝4，故C正确；一个原子核在一次衰变中要么是α衰变、要么是β衰变，同时伴随γ射线的产生，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，故B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，故D错误。5.BPo连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生新核的质量数为206，核电荷数为83；则新核的中子数为206－83＝123，比质子数多123－83＝40个，故选项B正确。6.B 根据质量数守恒和电荷数守恒知He＋NO＋H，可知产生了质子，故A错误；每次α衰变，质量数少4，电荷数少2，中子数少2，每次β衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，中子数少1，所以4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少4×2＋2×1＝10，故B正确；γ射线实质是光子流，故C错误；β衰变中释放的电子是核内中子转化为质子过程中产生的，故D错误。7.D 分析可知A经过6次衰变，B经过2次衰变，因此有 mA＝mB，解得它们原来的质量之比为mA∶mB＝16∶1，D正确。8.D 半衰期对大量原子核有统计意义，对少量原子核无法计算具体数量，故A错误；半衰期是原子核自身的性质，与外界物理因素无关，故B错误；113Sn原子与O2反应后生成的氧化物中113Sn核仍有放射性，故C错误；由图可知113Sn从＝到＝恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知其半衰期为182.4 d－67.3 d＝115.1 d，故D正确。9.CAl和Mg的质量数均为26（相等），但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A错误Al核的中子数为n1＝26－13＝13Mg核的中子数为n2＝26－12＝14，B错误；半衰期是放射性元素的固有的属性，与所处的物理、化学环境无关，C正确；质量为m的Al的半衰期为72万年，经过144万年即2个半衰期，剩余Al的质量为m，不会全部衰变为Mg，D错误。10.B 设新核和粒子的质量分别为m1、m2，速度大小分别为v1、v2，电荷量分别为q1、q2。新核做圆周运动过程中洛伦兹力提供向心力，则q1v1B＝，则新核做圆周运动的半径为r1＝，同理可得，粒子做圆周运动的半径为 r2＝，静止的氡原子核由于衰变放出某种粒子而生成一个新的原子核的过程动量守恒，则有m1v1＝m2v2，联立可得＝＝，由上述分析可知，轨迹半径与电荷量成反比，故小圆轨迹是新核的，大圆轨迹是粒子的，新核与粒子受力方向相反，速度方向也相反，由左手定则可知，新核与粒子电性相同，故二者均带正电，且电荷量之比为85∶1，故A、C错误，B正确；由上述分析可知，小圆轨迹是新核的，大圆轨迹是粒子的，因为新核与粒子均带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，D错误。11.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。12.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＝，故B正确。13.（1） （2） （3XHeY解析：（1）A、B两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m解得q＝衰变过程A、B两粒子动量守恒，即mAvA＝mBvB联立上式解得＝＝。（2）A、B两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB＝mR又T＝联立解得m＝所以＝＝×＝。（3）由＝，＝，可知A为He，B为Y，根据质量守恒定律可得核反应方程为XHeY。2 / 32.放射性元素的衰变核心素养目标 物理观念 1.了解放射性、放射性元素和天然放射现象的概念。 2.知道三种放射线的特点。 3.了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。 4.知道半衰期的概念科学思维 1.掌握半衰期的计算方法，会利用半衰期解决相关问题。 2.掌握α衰变和β衰变的规律和衰变方程知识点一 天然放射性1.1896年，法国物理学家 发现铀化合物能够发出某种射线。2.物质发射 的性质称为放射性，具有 的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出 的现象，叫作天然放射现象。3.原子序数 或等于83的元素，都能自发地放出射线，原子序数 83的元素，有的也能放出射线。知识点二 射线的性质1.α射线其实就是α粒子（氦原子核）流。α粒子带 ，速度只有光速的10％，穿透能力 ，容易被物质吸收。一张薄薄的铝箔，或一层包裹底片的黑纸，甚至人体皮肤的角质层，都能将它挡住。2.β射线是带负电的 ，它的速度很快，穿透力 ，在空气中可以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了。3.γ射线本质上是一种波长极短的 ，波长约是X射线波长的1％，穿透力 ，能穿过厚的混凝土和铅板。知识点三 人工放射性同位素1.放射性同位素：具有 的同位素。2.放射性同位素的类型： 放射性同位素和 放射性同位素。3.人工放射性同位素具有放射强度 ，半衰期比天然放射性物质 和放射性废料容易 的优点。知识点四 衰变1.定义放射性元素是不稳定的，会自发地蜕变为另一种元素，同时放出 的现象，称为放射性衰变。2.衰变类型（1）α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变过程。放出一个α粒子后，核的质量数 ，电荷数 ，成为新核。（2）β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变过程。放出一个β粒子后，核的质量数 ，电荷数 。3.衰变规律原子核衰变前、后 和 均守恒。知识点五 半衰期1.定义放射性元素的原子核由于衰变而数目减少至原来 所需的时间。2.半衰期描述的是 ，不适用于单个原子核的衰变。3.放射性元素衰变的半衰期是由 的因素决定的，跟原子所处的化学状态和 （压力、温度等）没有关系。【情景思辨】1896年，法国物理学家贝克勒尔首先发现了天然放射现象。放射源放出的射线打在照相底片上，可以看到感光斑。请对以下说法作出判断：（1）将射线垂直射入匀强电场，发现照相底片上出现左、中、右三个感光斑，说明射线由三种不同的射线粒子组成。（ ）（2）在（1）中放射源和照相底片间放上一张厚纸板，照相底片上只剩两个感光斑，说明消失的感光斑对应的粒子穿透能力较弱。（ ）（3）放射源放出的射线粒子有的来源于原子核内，有的来源于原子核外。（ ）（4）若放射源中放射性元素的半衰期为1年，则经过2年时间放射源中的放射性元素将全部衰变完。（ ）要点一 三种射线的比较1.α、β、γ三种射线的比较种类 α射线 β射线 γ射线组成 高速 氦核流 高速电子流 光子流 （高频电磁波）速率 0.1c 0.99c c续表种类 α射线 β射线 γ射线贯透本领 最弱，用一张纸就能挡住 较强，在空气中可以走几十米远，不能穿透几毫米厚的铝板 最强，能穿透厚的混凝土和铅板电离作用 很强 较弱 很弱2.在电场、磁场中的偏转情况（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，如图甲所示。（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，如图乙所示。【典例1】 （多选）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（ ）尝试解答 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，但不能挡住β射线和γ射线B.γ射线在电场或磁场中均不偏转，是中子流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2.如图所示的是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，下列说法正确的是（ ）A.甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱B.乙为β射线，它的穿透能力和电离作用都较强C.丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD.以上说法都不对要点二 人工放射性同位素的特点和应用1.人工放射性同位素的特点放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状，放射性废料容易处理。2.人工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）医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症。（3）农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等。（4）做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质。【典例2】 关于人工放射性同位素的应用，下列说法正确的有（ ）A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C.用γ射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害尝试解答 1.（多选）下列关于人工放射性同位素的应用的一些说法中正确的是（ ）A.利用放射线消除静电是利用射线的穿透作用B.利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用C.利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异D.在研究农作物合理施肥中是以放射性同位素作为示踪原子2.如图所示，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，计数器的计数率大幅度减小；在L和计数器之间再加方向竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是（ ）A.α射线和β射线的混合放射源B.纯α射线放射源C.α射线和γ射线的混合放射源D.纯γ射线放射源要点三 原子核的衰变【探究】 如图所示为α衰变、β衰变的示意图。（1）当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？（2）当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？【归纳】1.原子核衰变的理解衰变类型 α衰变 β衰变衰变方程 XYHe XYe衰变实质 2个质子和2个中子结合成氦核，H＋nHe 1个中子转化为1个质子和1个电子，He典型方程 UThHe ThPae衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2.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：先由质量数的改变确定α衰变的次数（β衰变对质量数没有影响），然后根据电荷数守恒确定β衰变的次数。【典例3】 U核经一系列的衰变后变为 Pb 核。（1）则一共经过几次α衰变和几次β衰变？（2Pb与U相比，质子和中子数各少多少？（3）综合写出这一衰变过程的方程。尝试解答1.某原子核A先进行一次β衰变变成原子核B，再进行一次α衰变变成原子核C，则（ ）A.核C的质子数比核A的质子数少2B.核A的质量数减核C的质量数等于3C.核A的中子数减核C的中子数等于3D.核A的中子数减核C的中子数等于52.（多选）放射性元素U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成X（X代表某种元素），也可以经一次衰变变成TlX和Tl最后都变成Pb，衰变路径如图所示，则（ ）A.a＝82，b＝211BBiX是α衰变BiTl是β衰变CXPb是α衰变DTl经过一次β衰变变成Pb要点四 半衰期的理解及其应用【探究】 始祖鸟的化石如图所示，美国科学家维拉·黎比运用了半衰期的原理发明“碳14计年法”，并因此荣获了1960年的诺贝尔奖。利用“碳14计年法”可以估算出始祖鸟的年龄。（1）为什么能够运用半衰期来计算始祖鸟的年龄？（2）若有10个具有放射性的原子核，经过一个半衰期，则一定有5个原子核发生了衰变，这种说法是否正确，为什么？【归纳】对半衰期规律的理解意义 表示放射性元素衰变的快慢衰变规律 N余＝N原，m余＝m原式中N原、m原分别表示衰变前的原子核数和质量，N余、m余分别表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期影响因素 由原子核内部因素决定，跟原子所处的外部条件、化学状态无关应用 利用半衰期非常稳定的特点，可以测算其衰变过程，推算时间等注意事项 半衰期是对大量原子核衰变行为作出的统计结果，可以对大量原子核衰变行为进行预测，而对单个特定原子核的衰变行为不可预测【典例4】 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？尝试解答规律方法（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＝N原。1.一块铀矿石中含U的质量为m，铀衰变后生成铅PbU的半衰期为T。则下列说法中正确的是（ ）A.一个U原子核中含有92个中子B.加热该铀矿石能使铀核衰变速度变快C.经过2T时间后该矿石中U的质量还剩D.400个U原子核经半衰期T后还剩余200个2.下列有关半衰期的说法中正确的是（ ）A.所有放射性元素都有半衰期，其半衰期的长短与元素的质量有关B.半衰期是放射性元素有半数原子核发生衰变所需要的时间C.一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期后，它的总质量仅剩下一半D.放射性元素在高温和高压下，半衰期变短，在与其他物质组成化合物时半衰期要变长3.宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应NnCH，产生的C能自发进行β衰变，其半衰期为5 730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是（ ）A.C发生β衰变的产物是NB.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外原子C.近年来由于地球的温室效应，引起C的半衰期发生微小变化D.若测得一古木样品的C含量为活体植物的，则该古木距今约为11 460年1.用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是（ ）A.质子，α衰变 B.电子，α衰变C.α粒子，β衰变 D.正电子，β衰变2.有人欲减缓放射性元素的衰变，下面的说法正确的是（ ）A.把放射性元素放置在密封的铅盒里B.把放射性元素放置在低温处C.把放射性元素同其它稳定性的元素结合成化合物D.上述各种办法都无法减缓放射性元素的衰变3.（多选）联合国环境规划署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238。贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物会长期危害环境，下列关于残留物长期危害环境的理由，正确的是（ ）A.爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B.爆炸后的弹片不会对人体产生危害C.铀235的衰变速度很快D.铀238的半衰期很长4.考古学家在考古发掘的过程中常用到14C断代法，生物体死亡时，14C的摄入停止，体内的14C与原有含量的比值P满足衰变规律 P＝，其中t的单位为年。现通过测量得知，某古生物样品中P约为0.125，则下面判断正确的是（ ）A.14C衰变为14N的过程中放出α射线B.该古生物的年代距今10 460年C.伴随着14C衰变过程将向外释放能量D.具体推测结果还需要考虑该古生物样品的发掘位置的气候、湿度、岩层等的影响2.放射性元素的衰变【基础知识·准落实】知识点一1.亨利·贝克勒尔 2.射线 放射性 射线 3.大于 小于知识点二1.正电 弱 2.电子流 强 3.电磁波 极强知识点三1.放射性 2.天然 人工 3.容易控制 短得多 处理知识点四1.射线 2.（1）减少4 减少2 （2）不变 增加13.电荷数 质量数知识点五1.一半 2.统计规律 3.核内部自身 外部条件情景思辨（1）√ （2）√ （3）× （4）×【核心要点·快突破】要点一【典例1】 AD 因α射线是高速氦核流，α粒子带正电荷，根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力向左，β射线是高速电子流，带负电荷，受到的洛伦兹力向右，在磁场中偏转时，qαvB＝mα，qevB＝me，可得rα＝，re＝，因为＞，所以rα＞re，γ射线是光子流，是电中性的，在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转，故A正确，B错误；因α射线为氦核流，带正电，β射线为电子流，带负电，且α粒子的质量比β粒子的质量大得多，由类平抛运动规律知，α粒子侧向偏移量小于β粒子的侧向偏移量，γ射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点可知，向左偏的为β射线，不偏转的为γ射线，向右偏的为α射线，故C错误，D正确。素养训练1.ACD 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，但β射线和γ射线不能被挡住，故A正确；γ射线是一种电磁波，不是中子流，故B错误；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。2.C α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，穿透能力较强，电离作用较弱；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故甲为α射线，乙为β射线，丙为γ射线，γ射线在真空中的传播速度是3.0×108 m/s，故C选项正确；A、B、D选项错误。要点二【典例2】 D 利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离成为导体，将静电消除，A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，C错误；用γ射线治疗肿瘤时对人体有副作用，因此要严格地控制剂量，D正确。素养训练1.BCD 消除静电是利用射线的电离作用，A错误；探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改良品种分别是利用它的穿透作用和射线可使DNA发生变异，B、C正确；研究农作物对肥料的吸收是利用其作为示踪原子，D正确。2.C α射线是氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是波长极短的电磁波，γ射线的运动方向不受磁场影响，α射线穿透本领最弱，不能透过薄铝片，选项C正确，A、B、D错误。要点三知识精研【探究】 提示：（1）α衰变时，质子数减少2，中子数减少2。（2）β衰变时，新核的核电荷数增加1。新核在元素周期表中的位置向后移动一位。【典例3】 （1）8次α衰变，6次β衰变 （2）10 22 （3）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。由质量数守恒和电荷数守恒可得238＝206＋4x92＝82＋2x－y联立解得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衰变中子数少1，而质子数增1，故Pb较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 原子核A进行一次β衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次α衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A比核C多3个中子和1个质子，核A的质量数比核C质量数多于4，选项C正确，A、B、D错误。2.CDBi经过一次衰变变成X，质量数没有发生变化，为β衰变，即BiXe，解得 a＝84Bi经过一次衰变变成Tl，核电荷数减少2，为α衰变，即BiHe，解得b＝206，故A、B错误；结合A、B可知PbHe，是α衰变；TlPbe，是β衰变，故C、D正确。要点四知识精研【探究】 提示：（1）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。能够运用它来计算始祖鸟的年龄是因为半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关。（2）这种说法是错误的，因为半衰期描述的是大量放射性元素衰变的统计规律，不适用于少量原子核的衰变。【典例4】 （1CeN （2）11 460年解析：（1C的β衰变方程为CNe。（2C的半衰期τ＝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。素养训练1.C 一个U原子核中含有92个质子，中子数为238－92＝146个，故A错误；放射性元素的半衰期是由原子核内部因素决定的，与环境的温度无关，故B错误；衰变前总质量m、衰变后U质量m1、衰变时间t、半衰期τ之间关系为 m1＝m，经过2T剩余U的质量为m1＝m＝，故C正确；半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数的原子核不适用，故D错误。2.B 放射性元素的半衰期由原子核内部因素决定，与所处的化学状态和外部条件无关，故A、D错误；半衰期是放射性元素有半数原子核发生衰变所需要的时间，故B正确；一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期后，该放射性元素的原子的个数剩下一半，但衰变后的产物仍存在于矿石中，所以它的总质量要大于原来的一半，故C错误。3.D 碳14的β衰变方程为CNe，即C发生β衰变的产物是N，选项A错误；β衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；半衰期由放射性元素的原子核内部结构决定，与外界环境无关，选项C错误；古木样品的C含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为11 460年，选项D正确。【教学效果·勤检测】1.C 根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可知X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X为α粒子，钠24衰变后生成镁24，质量数不变，所以只能是β衰变，故C正确。2.D 放射性元素的半衰期是由原子核的内部结构决定的，与外部条件，如压强、温度等无关，也与是否是单质和化合物无关，即各种办法都无法减缓放射性元素的衰变。故选D。3.AD 铀具有放射性，爆炸后的残留物仍然具有放射性，对环境、对人体会产生长期危害，所以选项A正确，B错误；铀235与铀238的半衰期都很长，所以选项C错误，D正确。4.C 根据电荷数守恒、质量数守恒CNe，14C衰变为14N的过程中放出电子，即放出β射线，选项A错误；因古生物样品中14C的比例正好是现代该生物样品的八分之一，则可知经过的时间为三个半衰期，即该古生物的年代距今约为17 190年，选项B错误；14C发生β衰变的同时还会向外释放γ射线，会释放能量，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误。8 / 8(共84张PPT)2.放射性元素的衰变核心素养目标 物理观念 1.了解放射性、放射性元素和天然放射现象的概念。2.知道三种放射线的特点。3.了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。4.知道半衰期的概念科学思维 1.掌握半衰期的计算方法，会利用半衰期解决相关问题。2.掌握α衰变和β衰变的规律和衰变方程目 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 天然放射性1. 1896年，法国物理学家 发现铀化合物能够发出某种射线。2. 物质发射 的性质称为放射性，具有 的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出 的现象，叫作天然放射现象。3. 原子序数 或等于83的元素，都能自发地放出射线，原子序数 83的元素，有的也能放出射线。亨利·贝克勒尔 射线 放射性 射线 大于 小于 知识点二 射线的性质1. α射线其实就是α粒子（氦原子核）流。α粒子带 ，速度只有光速的10％，穿透能力 ，容易被物质吸收。一张薄薄的铝箔，或一层包裹底片的黑纸，甚至人体皮肤的角质层，都能将它挡住。2. β射线是带负电的 ，它的速度很快，穿透力 ，在空气中可以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了。3. γ射线本质上是一种波长极短的 ，波长约是X射线波长的1％，穿透力 ，能穿过厚的混凝土和铅板。正电 弱 电子流 强 电磁波 极强 知识点三 人工放射性同位素1. 放射性同位素：具有 的同位素。2. 放射性同位素的类型： 放射性同位素和 放射性同位素。3. 人工放射性同位素具有放射强度 ，半衰期比天然放射性物质 和放射性废料容易 的优点。放射性 天然 人工 容易控制 短得多 处理 知识点四 衰变1. 定义放射性元素是不稳定的，会自发地蜕变为另一种元素，同时放出 的现象，称为放射性衰变。2. 衰变类型（1）α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变过程。放出一个α粒子后，核的质量数 ，电荷数 ，成为新核。（2）β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变过程。放出一个β粒子后，核的质量数 ，电荷数 。3. 衰变规律原子核衰变前、后 和 均守恒。射线 减少4 减少2 不变 增加1 电荷数 质量数 知识点五 半衰期1. 定义放射性元素的原子核由于衰变而数目减少至原来 所需的时间。2. 半衰期描述的是 ，不适用于单个原子核的衰变。3. 放射性元素衰变的半衰期是由 的因素决定的，跟原子所处的化学状态和 （压力、温度等）没有关系。一半 统计规律 核内部自身 外部条件 【情景思辨】1896年，法国物理学家贝克勒尔首先发现了天然放射现象。放射源放出的射线打在照相底片上，可以看到感光斑。请对以下说法作出判断：（1）将射线垂直射入匀强电场，发现照相底片上出现左、中、右三个感光斑，说明射线由三种不同的射线粒子组成。 （ √ ）（2）在（1）中放射源和照相底片间放上一张厚纸板，照相底片上只剩两个感光斑，说明消失的感光斑对应的粒子穿透能力较弱。（ √ ）（3）放射源放出的射线粒子有的来源于原子核内，有的来源于原子核外。 （ × ）（4）若放射源中放射性元素的半衰期为1年，则经过2年时间放射源中的放射性元素将全部衰变完。 （ × ）√√××核心要点·快突破互动探究 深化认知02要点一 三种射线的比较1. α、β、γ三种射线的比较种类 α射线 β射线 γ射线组成 高速氦核流 高速电子流 光子流（高频电磁波）速率 0.1c 0.99c c贯透本领 最弱，用一张纸就能挡住 较强，在空气中可以走几十米远，不能穿透几毫米厚的铝板 最强，能穿透厚的混凝土和铅板电离作用 很强 较弱 很弱2. 在电场、磁场中的偏转情况（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，如图甲所示。（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，如图乙所示。【典例1】 （多选）将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如图表示射线偏转情况中正确的是（ ）解析：因α射线是高速氦核流，α粒子带正电荷，根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力向左，β射线是高速电子流，带负电荷，受到的洛伦兹力向右，在磁场中偏转时，qαvB＝mα，qevB＝me，可得rα＝，re＝，因为＞，所以rα＞re，γ射线是光子流，是电中性的，在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转，故A正确，B错误；因α射线为氦核流，带正电，β射线为电子流，带负电，且α粒子的质量比β粒子的质量大得多，由类平抛运动规律知，α粒子侧向偏移量小于β粒子的侧向偏移量，γ射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点可知，向左偏的为β射线，不偏转的为γ射线，向右偏的为α射线，故C错误，D正确。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，但不能挡住β射线和γ射线B. γ射线在电场或磁场中均不偏转，是中子流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，但β射线和γ射线不能被挡住，故A正确；γ射线是一种电磁波，不是中子流，故B错误；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。2. 如图所示的是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，下列说法正确的是（ ）A. 甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱B. 乙为β射线，它的穿透能力和电离作用都较强C. 丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD. 以上说法都不对解析： α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，穿透能力较强，电离作用较弱；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故甲为α射线，乙为β射线，丙为γ射线，γ射线在真空中的传播速度是3.0×108 m/s，故C选项正确；A、B、D选项错误。要点二 人工放射性同位素的特点和应用1. 人工放射性同位素的特点放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状，放射性废料容易处理。2. 人工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）医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症。（3）农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等。（4）做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质。【典例2】 关于人工放射性同位素的应用，下列说法正确的有（ ）A. 放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的B. 利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C. 用γ射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种D. 用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害解析：利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离成为导体，将静电消除，A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，C错误；用γ射线治疗肿瘤时对人体有副作用，因此要严格地控制剂量，D正确。1. （多选）下列关于人工放射性同位素的应用的一些说法中正确的是（ ）A. 利用放射线消除静电是利用射线的穿透作用B. 利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用C. 利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异D. 在研究农作物合理施肥中是以放射性同位素作为示踪原子解析： 消除静电是利用射线的电离作用，A错误；探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改良品种分别是利用它的穿透作用和射线可使DNA发生变异，B、C正确；研究农作物对肥料的吸收是利用其作为示踪原子，D正确。2. 如图所示，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，计数器的计数率大幅度减小；在L和计数器之间再加方向竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是（ ）A. α射线和β射线的混合放射源B. 纯α射线放射源C. α射线和γ射线的混合放射源D. 纯γ射线放射源解析： α射线是氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是波长极短的电磁波，γ射线的运动方向不受磁场影响，α射线穿透本领最弱，不能透过薄铝片，选项C正确，A、B、D错误。要点三 原子核的衰变【探究】 如图所示为α衰变、β衰变的示意图。（1）当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？提示：α衰变时，质子数减少2，中子数减少2。（2）当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？提示：β衰变时，新核的核电荷数增加1。新核在元素周期表中的位置向后移动一位。【归纳】1. 原子核衰变的理解衰变类型 α衰变 β衰变衰变方程 XYHe XYe衰变实质 2个质子和2个中子结合成氦核，H＋nHe 1个中子转化为1个质子和1个电子，nHe典型方程 UThHe ThPae衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2. 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：先由质量数的改变确定α衰变的次数（β衰变对质量数没有影响），然后根据电荷数守恒确定β衰变的次数。【典例3】 U核经一系列的衰变后变为Pb核。（1）则一共经过几次α衰变和几次β衰变？答案：8次α衰变，6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。由质量数守恒和电荷数守恒可得238＝206＋4x92＝82＋2x－y联立解得x＝8，y＝6。即一共经过8次α衰变和6次β衰变。（2Pb与U相比，质子和中子数各少多少？答案：10 22 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衰变中子数少1，而质子数增1，故Pb较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。答案：见解析1. 某原子核A先进行一次β衰变变成原子核B，再进行一次α衰变变成原子核C，则（ ）A. 核C的质子数比核A的质子数少2B. 核A的质量数减核C的质量数等于3C. 核A的中子数减核C的中子数等于3D. 核A的中子数减核C的中子数等于5解析： 原子核A进行一次β衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次α衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A比核C多3个中子和1个质子，核A的质量数比核C质量数多于4，选项C正确，A、B、D错误。2. （多选）放射性元素U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成X（X代表某种元素），也可以经一次衰变变成TlX和Tl最后都变成Pb，衰变路径如图所示，则（ ）A. a＝82，b＝211BBiX是α衰变BiTl是β衰变CXPb是α衰变DTl经过一次β衰变变成Pb解析：Bi经过一次衰变变成X，质量数没有发生变化，为β衰变，即BiXe，解得 a＝84Bi经过一次衰变变成Tl，核电荷数减少2，为α衰变，即BiTlHe，解得b＝206，故A、B错误；结合A、B可知XPbHe，是α衰变；TlPbe，是β衰变，故C、D正确。要点四 半衰期的理解及其应用【探究】始祖鸟的化石如图所示，美国科学家维拉·黎比运用了半衰期的原理发明“碳14计年法”，并因此荣获了1960年的诺贝尔奖。利用“碳14计年法”可以估算出始祖鸟的年龄。（1）为什么能够运用半衰期来计算始祖鸟的年龄？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。能够运用它来计算始祖鸟的年龄是因为半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关。（2）若有10个具有放射性的原子核，经过一个半衰期，则一定有5个原子核发生了衰变，这种说法是否正确，为什么？提示：这种说法是错误的，因为半衰期描述的是大量放射性元素衰变的统计规律，不适用于少量原子核的衰变。【归纳】对半衰期规律的理解意义 表示放射性元素衰变的快慢衰变规律 N余＝N原，m余＝m原式中N原、m原分别表示衰变前的原子核数和质量，N余、m余分别表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期意义 表示放射性元素衰变的快慢影响因素 由原子核内部因素决定，跟原子所处的外部条件、化学状态无关应用 利用半衰期非常稳定的特点，可以测算其衰变过程，推算时间等注意事项 半衰期是对大量原子核衰变行为作出的统计结果，可以对大量原子核衰变行为进行预测，而对单个特定原子核的衰变行为不可预测【典例4】 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CNe。（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：11 460年解析： C的半衰期τ＝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。规律方法（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＝N原。1. 一块铀矿石中含U的质量为m，铀衰变后生成铅PbU的半衰期为T。则下列说法中正确的是（ ）A. 一个U原子核中含有92个中子B. 加热该铀矿石能使铀核衰变速度变快C. 经过2T时间后该矿石中U的质量还剩D. 400个U原子核经半衰期T后还剩余200个解析： 一个U原子核中含有92个质子，中子数为238－92＝146个，故A错误；放射性元素的半衰期是由原子核内部因素决定的，与环境的温度无关，故B错误；衰变前总质量m、衰变后U质量m1、衰变时间t、半衰期τ之间关系为m1＝m，经过2T剩余U的质量为m1＝m＝，故C正确；半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数的原子核不适用，故D错误。2. 下列有关半衰期的说法中正确的是（ ）A. 所有放射性元素都有半衰期，其半衰期的长短与元素的质量有关B. 半衰期是放射性元素有半数原子核发生衰变所需要的时间C. 一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期后，它的总质量仅剩下一半D. 放射性元素在高温和高压下，半衰期变短，在与其他物质组成化合物时半衰期要变长解析： 放射性元素的半衰期由原子核内部因素决定，与所处的化学状态和外部条件无关，故A、D错误；半衰期是放射性元素有半数原子核发生衰变所需要的时间，故B正确；一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期后，该放射性元素的原子的个数剩下一半，但衰变后的产物仍存在于矿石中，所以它的总质量要大于原来的一半，故C错误。3. 宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应NnCH，产生的C能自发进行β衰变，其半衰期为5 730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是（ ）A. C发生β衰变的产物是NB. β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外原子C. 近年来由于地球的温室效应，引起C的半衰期发生微小变化D. 若测得一古木样品的C含量为活体植物的，则该古木距今约为11 460年解析： 碳14的β衰变方程为CNe，即C发生β衰变的产物是N，选项A错误；β衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；半衰期由放射性元素的原子核内部结构决定，与外界环境无关，选项C错误；古木样品的C含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为11 460年，选项D正确。04课时训练·提素能分层达标 素养提升1. 用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是（ ）A. 质子，α衰变 B. 电子，α衰变C. α粒子，β衰变 D. 正电子，β衰变解析： 根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可知X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X为α粒子，钠24衰变后生成镁24，质量数不变，所以只能是β衰变，故C正确。2. 有人欲减缓放射性元素的衰变，下面的说法正确的是（ ）A. 把放射性元素放置在密封的铅盒里B. 把放射性元素放置在低温处C. 把放射性元素同其它稳定性的元素结合成化合物D. 上述各种办法都无法减缓放射性元素的衰变解析： 放射性元素的半衰期是由原子核的内部结构决定的，与外部条件，如压强、温度等无关，也与是否是单质和化合物无关，即各种办法都无法减缓放射性元素的衰变。故选D。3. （多选）联合国环境规划署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238。贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物会长期危害环境，下列关于残留物长期危害环境的理由，正确的是（ ）A. 爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B. 爆炸后的弹片不会对人体产生危害C. 铀235的衰变速度很快D. 铀238的半衰期很长解析： 铀具有放射性，爆炸后的残留物仍然具有放射性，对环境、对人体会产生长期危害，所以选项A正确，B错误；铀235与铀238的半衰期都很长，所以选项C错误，D正确。4. 考古学家在考古发掘的过程中常用到14C断代法，生物体死亡时，14C的摄入停止，体内的14C与原有含量的比值P满足衰变规律P＝，其中t的单位为年。现通过测量得知，某古生物样品中P约为0.125，则下面判断正确的是（ ）A. 14C衰变为14N的过程中放出α射线B. 该古生物的年代距今10 460年C. 伴随着14C衰变过程将向外释放能量D. 具体推测结果还需要考虑该古生物样品的发掘位置的气候、湿度、岩层等的影响解析： 根据电荷数守恒、质量数守恒CNe，14C衰变为14N的过程中放出电子，即放出β射线，选项A错误；因古生物样品中14C的比例正好是现代该生物样品的八分之一，则可知经过的时间为三个半衰期，即该古生物的年代距今约为17 190年，选项B错误；14C发生β衰变的同时还会向外释放γ射线，会释放能量，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误。03教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏题组一 三种射线的比较1. （多选）关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）A. 天然放射现象说明原子核具有复杂结构B. β射线是由原子核外电子电离产生的C. 物质的放射性与物质的存在状态有关D. 通过化学反应不能改变物质的放射性12345678910111213解析： 天然放射现象中放出的射线是由原子核放出的，说明原子核具有复杂结构，故A正确；β射线是由原子核放出的，不是核外电子电离产生的，故B错误；放射性元素的放射性是由原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并不能改变物质的放射性，故C错误，D正确。123456789101112132. 2021年4月13日，日本政府单方面决定将福岛第一核电站上百万吨核污水排入大海，对全人类来说无疑是一场“人祸”。如图所示为国际标准组织（ISO）和国际原子能机构（IAEA）推出的核辐射新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形，该方案通俗易懂，对于放射现象下列说法正确的是（ ）A. γ射线是高频电磁波，具有很高能量，可以破坏生物组织细胞的原子或分子结构B. 在三种射线中γ射线电离本领和穿透本领都是最强的C. β衰变的实质是原子核中的质子转化为中子所产生的D. 放射性元素的半衰期随环境温度的变化而变化12345678910111213解析： 在电磁波谱中，γ射线是波长最短的电磁波，具有很高的能量，可以破坏生物组织细胞的原子或分子结构，故A正确；γ射线在三种射线中电离本领最弱而穿透本领最强，故B错误；β衰变的实质是原子核中的中子转化为质子和电子，故C错误；放射性元素的半衰期与元素的物理、化学状态无关，不会随温度变化而变化，故D错误。12345678910111213题组二 人工放射性同位素的特点和应用3. （多选）关于人工放射性同位素，以下说法正确的是（ ）A. 人工放射性同位素与天然同位素相比，半衰期比较短B. 工业部门经常使用人工放射性同位素发出的射线来测量厚度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： 放射性同位素可以由天然衰变产生，也可用人工方法获得，但人工放射性同位素的半衰期比较短，故A正确，C、D错误；工业部门经常使用人工放射性同位素发出的射线来测量厚度，故B正确。123456789101112134. 由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知Np经过α衰变和β衰变后变成 Bi，下列选项中正确的是（ ）A. Bi的原子核比Np的原子核少28个中子BNp经过衰变变成Bi，衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子C. 衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变DNp的半衰期等于任一个Np原子核发生衰变的时间12345678910111213解析：Bi的原子核比Np的原子核少10个质子，质子数和中子数总共少28，故Bi的原子核比Np的原子核少18个中子，故A错误；设需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒，有93＝2x－y＋83，4x＝237－209，解得x＝7，y＝4，故C正确；一个原子核在一次衰变中要么是α衰变、要么是β衰变，同时伴随γ射线的产生，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，故B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，故D错误。12345678910111213题组三 原子核的衰变5. 据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋（Po）”，如果每天抽1包香烟，一年后累积的辐射相当于200次胸透的辐Po连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，新核的中子数比新核的质子数多（ ）A. 39个 B. 40个解析：Po连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生新核的质量数为206，核电荷数为83；则新核的中子数为206－83＝123，比质子数多123－83＝40个，故选项B正确。C. 42个 D. 43个123456789101112136. 2020年3月15日中国散裂中子源（CSS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是（ ）A. α粒子轰击N，生成O并产生了中子BU经过4次α衰变，2次β衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个C. γ射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗D. β衰变中释放的电子是核内质子转化为中子过程中产生的12345678910111213解析： 根据质量数守恒和电荷数守恒知He＋NOH，可知产生了质子，故A错误；每次α衰变，质量数少4，电荷数少2，中子数少2，每次β衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，中子数少1，所以4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少4×2＋2×1＝10，故B正确；γ射线实质是光子流，故C错误；β衰变中释放的电子是核内中子转化为质子过程中产生的，故D错误。12345678910111213题组四 半衰期的理解及其应用7. A、B两种放射性元素，A的半衰期为10天，B的半衰期为30天，经60天后两种放射性元素剩余的质量相等，那么它们原来的质量之比为（ ）A. 1∶3 B. 3∶1C. 1∶16 D. 16∶1解析： 分析可知A经过6次衰变，B经过2次衰变，因此有mA＝mB，解得它们原来的质量之比为mA∶mB＝16∶1，D正确。123456789101112138. 医学治疗中常用放射性核素 113In产生γ射线，而 113In 是由半衰期相对较长的 113Sn 衰变产生的。对于质量为m0的 113Sn，经过时间t后剩余的 113Sn 质量为m，其-t图线如图所示。下列说法正确的是（ ）A. 100个113In原子核在经过一个半衰期后，一定还剩50个B. 温度升高113Sn原子运动更剧烈，其半衰期将变小C. 113Sn原子与O2反应后生成的氧化物将不再具有放射性D. 从图中可以得到113Sn的半衰期为115.1 d12345678910111213解析： 半衰期对大量原子核有统计意义，对少量原子核无法计算具体数量，故A错误；半衰期是原子核自身的性质，与外界物理因素无关，故B错误；113Sn原子与O2反应后生成的氧化物中 113Sn核仍有放射性，故C错误；由图可知113Sn从＝到＝恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知其半衰期为182.4 d－67.3 d＝115.1 d，故D正确。123456789101112139. 银河系中存在大量的铝同位素 26Al，26Al 核发生β＋衰变的衰变方程为AlMge，测得 26Al 核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（ ）A. 26Al核的质量等于26Mg核的质量B. 26Al核的中子数大于26Mg核的中子数C. 将铝同位素 26Al 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D. 银河系中现有的铝同位素 26Al 将在144万年后全部衰变为26Mg12345678910111213解析：Al和Mg的质量数均为26（相等），但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A错误Al核的中子数为n1＝26－13＝13Mg核的中子数为n2＝26－12＝14，B错误；半衰期是放射性元素的固有的属性，与所处的物理、化学环境无关，C正确；质量为m的 Al 的半衰期为72万年，经过144万年即2个半衰期，剩余Al的质量为m，不会全部衰变为Mg，D错误。1234567891011121310. 如图所示，静止的氡原子核Rn）在垂直于纸面的匀强磁场中，由于衰变放出某种粒子而生成一个新的原子核，新核和粒子的运动径迹是两个在纸面内的外切圆。已知大圆与小圆直径之比是85∶1。则（ ）A. 该核反应方程是RnFreB. 该核反应方程是RnAteC. 该核反应方程是RnPoHeD. 大圆轨迹是新核的，磁场方向垂直纸面向里12345678910111213解析： 设新核和粒子的质量分别为m1、m2，速度大小分别为v1、v2，电荷量分别为q1、q2。新核做圆周运动过程中洛伦兹力提供向心力，则q1v1B＝，则新核做圆周运动的半径为r1＝，同理可得，粒子做圆周运动的半径为r2＝，静止的氡原子核由于衰变放出某种粒子而生成一个新的原子核的过程动量守恒，则有m1v1＝m2v2，联立可得＝＝，由上述分析可知，轨迹半径与12345678910111213电荷量成反比，故小圆轨迹是新核的，大圆轨迹是粒子的，新核与粒子受力方向相反，速度方向也相反，由左手定则可知，新核与粒子电性相同，故二者均带正电，且电荷量之比为85∶1，故A、C错误，B正确；由上述分析可知，小圆轨迹是新核的，大圆轨迹是粒子的，因为新核与粒子均带正电，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，D错误。1234567891011121311. 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。1234567891011121312. 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.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＝，故B正确。1234567891011121313. 静止在匀强磁场中的放射性原子核X衰变为两个粒子A和B，衰变后A的运动速度方向和磁感线垂直。两轨迹圆半径之比为＝，带电粒子在轨迹圆上运动的周期之比为＝。设衰变过程释放的核能全部转化成射线粒子和反冲核的动能。（1）求A粒子和B粒子的电荷量之比；答案： 12345678910111213解析：A、B两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m解得q＝衰变过程A、B两粒子动量守恒，即mAvA＝mBvB联立上式解得＝＝。12345678910111213（2）求A粒子和B粒子的质量之比；答案：解析： A、B两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB＝mR又T＝联立解得m＝所以＝＝×＝。12345678910111213（3）写出核反应方程（反冲核的元素符号可用Y 表示）。解析： 由＝，＝，可知A为He，B为Y，根据质量守恒定律可得核反应方程为XHeY。答案：XHeY12345678910111213谢谢观看! 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2.放射性元素的衰变.docx 2.放射性元素的衰变.pptx 2.放射性元素的衰变（练习，含解析）.docx
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