第十六章　原子物理学章末教考衔接教师用

原子核衰变的STSE问题【真题1】（2023·浙江1月选考9题）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：714N＋01n→614C＋11H，产生的

614C能自发进行β衰变，A.

614C发生β衰变的产物是B.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

614D.若测得一古木样品的

611C含量为活体植物的14，解析：D碳14的β衰变方程为

614C→714N＋－10e，即

614C发生β衰变的产物是

714N，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

611C【真题2】（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.116 B.C.14 D.解析：B设碘125刚植入时的质量为m0，则经过n＝18060＝3个半衰期以后剩余的质量为m＝12nm0，解得mm0＝【真题3】（2021·重庆高考2题）放射性元素123I会衰变为稳定的123Te，半衰期约为13h，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻123I与123Te的原子数量之比为4∶1，则通过26h后123I与123Te的质量之比（）A.1∶2 B.1∶4C.1∶8 D.1∶16解析：B根据题述，123I与123Te原子数量之比为4∶1，则通过26h（两个半衰期）后，4份123I衰变剩余1份，生成了3份123Te原子，剩余123I与123Te原子数量之比为1∶4，因为123I与123Te原子质量相同，所以通过26h（两个半衰期）后，123I与123Te原子的质量之比为1∶4，故B正确，A、C、D错误。1.人教版选择性必修第三册P114【科学漫步】碳14测年技术自然界中的碳主要是碳12，也有少量的碳14。宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14。核反应方程为714N＋01n碳14具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成氮，核反应方程为614C→7碳14的半衰期T1/2为5730年。碳14不断产生又不断衰变，达到动态平衡，因此，它在大气中的含量相当稳定，大约每1012个碳原子中有一个碳14。活的植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内碳14的比例与大气中的相同。植物枯死后，遗体内的碳14仍在衰变，不断减少，但是不能得到补充。因此，根据放射性强度减小的情况就可以推算植物死亡的时间。2.鲁科版选择性必修第三册P116正文放射性的应用放射性在工业、农业、医疗卫生和科学研究等许多领域已得到了广泛应用。衔接分析：人教版选择性必修第三册P114【科学漫步】介绍了碳14测年技术；鲁科版选择性必修第三册P116正文部分介绍了“放射性在工业、农业、医疗卫生和科学研究等许多领域已得到了广泛应用，如：用专门仪器估测古树木的年代、医学检查上作为示踪剂——PET扫描仪、利用γ射线治疗疾病等”。近几年的高考中常以原子核的衰变及半衰期等有关知识在生产生活、医疗等领域的应用实例为情境进行命题，成为高考的一个考查热点，例如：（1）2023·浙江1月选考9题以“利用碳14的衰变规律推断古木的年代”为情境，考查了原子核的衰变规律及半衰期的理解及应用的问题。（2）2022·山东高考1题以“碘125衰变时产生γ射线在医学上可治疗某些疾病”为情境，考查了半衰期公式的应用问题。（3）2021·重庆高考2题以“放射性元素123I衰变为稳定的123Te，半衰期约为13h，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收”为情境，考查了半衰期的理解及应用问题。1.央视曝光“能量石”核辐射严重超标，该“能量石”含有放射性元素钍

90232Th，90232Th经多次衰变后变成稳定的铅

82208Pb，90232Th半衰期长达1.4A.衰变过程中发生了6次α衰变和4次β衰变B.82208Pb比

90232C.衰变产生的射线中β射线穿透能力最强D.90232解析：A根据α和β衰变的特征可知，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，质量数不变，电荷数增加1，所以

90232Th变成

82208Pb的衰变过程中发生α衰变的次数为n1＝232-2084＝6次，发生β衰变的次数为n2＝2n1－（90－82）＝4次，故A正确；中子数等于质量数减电荷数，所以

82208Pb和

90232Th的中子数分别为126和142，所以

82208Pb比

90232Th少16个中子，故B错误；γ射线通常会伴随α2.宇宙射线与地球大气作用产生中子，中子撞击大气层中的氮引发核反应产生碳14。核反应方程为

714N＋01n→614C＋X，碳14具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成氮，核反应方程为

614C→714N＋Y。碳14可以用来测定物质年代，碳A.X表示电子

－B.Y表示质子

1C.一块古木样品中碳14的含量是现代植物的14，说明古木的历史大概有5730D.一块古木样品中碳14的含量是现代植物的14，说明古木的历史大概有11460解析：D根据质量数守恒和电荷数守恒，可得X表示质子，Y表示电子，故A、B错误；根据放射性物质的剩余质量和半衰期的关系满足m＝m012tT，解得t＝2T＝11460年，故D正确3.“氚电池”利用氚核β衰变产生的能量工作，可以给心脏起搏器供电。已知氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（）A.氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核内中子衰变为质子放出的电子B.氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核外内层电子C.2个氚核经过12.5年后，衰变一个，还剩一个氚核D.20克氚核经过12.5年后，衰变后剩余物的质量变为10克解析：A氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核内中子衰变为质子放出的电子，故A正确，B错误；半衰期是针对大量放射性元素的统计规律，不适用于个别原子核，故C错误；经过一个半衰期，有半数氚核发生衰变转变为其他原子核，并不是总质量变为原来的一半，故D错误。4.如图所示，某轧钢厂的热轧机上安装了一个射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知测厚仪采用放射性同位素

77192Ir作为放射源，

77192Ir发生β衰变时放出β射线和γ射线，半衰期为74天，适合透照厚度在10～100mm之间的钢板，若衰变产生的新核用X表示，下列说法正确的是A.

77192Ir的衰变方程为

77192IrB.探测器探测到的射线增强，说明钢板的厚度增加C.192g放射性同位素

77192Ir经过D.77192Ir的比结合能比衰变后的产物解析：Aβ衰变的实质是核里的一个中子变为一个质子并放出一个电子，反应过程中遵循质量数守恒和