(人教版2019选择性必修第三册)物理同步易混易错5.1原子核的组成5.2放射性元素的衰变高二物理同步易混易错(原卷版+解析)

第五章原子核第一节原子核的组成第二节放射性元素的衰变[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念知道三种射线的特性，原子核的组成;知道衰变、半衰期及原子核衰变的规律，了解核反应及放射性同位素应用的基本观念和相关实验证据。科学思维理解原子核的衰变规律及半衰期的计算方法，掌握核反应方程的写法与放射性同位素的应用，培养分析、推理能力科学探究分析天然放射现象和a粒子散射实验培养学生分析能力;对放射性元素衰变的探究，学会观察和思考，提升科学探究的能力。科学态度与责任学会坚持实事求是的科学态度，体验科学家探索科学规律的艰辛和科学研究的价值，激发学习兴趣[基础知识深层理解提高]知识点一：天然放射现象1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线．2．物质发出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，放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象．3原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线．4.三种射线的性质：1．α射线：(1)是高速粒子流，其组成与氦原子核相同．(2)速度可达到光速的eq\f(1,10).(3)电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住．2．β射线：(1)是高速电子流．(2)它的速度更大，可达光速的99%.(3)电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．3．γ射线：(1)是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10m以下．(2)电离作用更弱，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知识点二：原子核的组成1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子.2．中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分.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．同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，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eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H.知识点三：原子核的衰变半衰期（一）原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化。2．衰变类型(1)α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，eq\o\al(238,92)U的α衰变方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，eq\o\al(234,90)Th的β衰变方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e。（二）半衰期1．定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。2．特点：(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。(2)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。3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。知识点四：核反应放射性同位素及其应用（一）核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程．2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H.3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．（二）放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．(2)放射治疗．(3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．（三）辐射与安全1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有破坏作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．[典型例题、易错易混点剖析]易错易混点1天然放射现象与三种射线易错易混点辨析: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)质量4mp(mp＝1.67×10－27kg)eq\f(mp,1836)静止质量为零带电荷量2e－e0速率0.1c0.99cc穿透能力最弱，用一张纸就能挡住较强，能穿透几毫米最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土厚的铝板电离作用很强较弱很弱在磁场中偏转偏转不偏转例题1.下列关于近代物理学研究的说法，正确的是（）A．普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说B．汤姆孙研究阴极射线，发现了电子并精确测定了电子的电荷量C．卢瑟福在α粒子散射实验中对小角度偏转的研究提出了原子核式结构模型D．玛丽·居里最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线解析：选A，A．普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说，故A正确；B．汤姆孙研究阴极射线，发现了电子，密立根精确测定了电子的电荷量，故B错误；C．卢瑟福在α粒子散射实验中对大角度偏转的研究提出了原子核式结构模型，故C错误；D．贝克勒尔最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，故D错误。故选A。例题2.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E，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，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；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（

）A．α射线和γ射线 B．α射线和β射线C．β射线和X射线 D．β射线和γ射线解析：选A,三种射线中射线和射线带电，进入电场后会发生偏转，而射线不带电，不受电场力，电场对它没有影响，在电场中不偏转．由题，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线．再将薄铝片移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加，根据射线的特性：穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分析得知射线中含有射线．故放射源所发出的射线可能为射线和射线．A正确易错易混点2原子核的组成及同位素的理解易错易混点辨析：1．原子核(符号eq\o\al(A,Z)X)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．同位素：(1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核。(2)原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质．同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数不同，所以它们的物理性质不同。例题3.下列说法中正确的是A．氦4核中有4个质子，4个中子B．氦4核与氦3核不是互为同位素C．Be中的质子数比中子数少6D．Si中的质子数比中子数少2解析：选D，A．氦4核中有2个质子，2个中子，故A错误；B．氦4核与氦3核是互为同位素，故B错误；C．Be中质子数为4，中子数为6，则质子数比中子数少2，故C错误；D．Si的质子数比中子数少2，故D正确；故选D．例题4原子核表示（）A．的质量数为90 B．核内有234个质子C．核内有144个中子 D．核内有90个核子解析：选C,原子核，234表示质量数，即234个核子，90表示核电荷数，即90个质子，故核内中子数为（234-90=144个），故选C。易错易混点3：.原子核衰变的理解及应用易错易混点辨析：1.α衰变、β衰变的深层理解衰变类型α衰变β衰变衰变方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→AZ＋1Y＋eq\o\al(0,－1)e衰变实质2个质子和2个中子结合成氦核2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He1个中子转化为1个质子和1个电子eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e典型方程eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2．原子核衰变过程中，α粒子、β粒子和新原子核在磁场中的轨迹静止的原子核在匀强磁场中自发衰变，其轨迹为两相切圆，α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切，根据动量守恒定律m1v1＝m2v2和r＝eq\f(mv,qB)知，半径小的为新核，半径大的为α粒子或β粒子，其特点对比如下衰变类型衰变方程匀强磁场中轨迹特点α衰变eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He两圆外切，α粒子轨迹半径大β衰变eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e两圆内切，β粒子轨迹半径大例题5.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天后就剩下一个氡原子核了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，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4解析：选B，A．原子核的衰变是随机的，半衰期是一个统计规律，氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后，即两个半衰期，不一定剩下一个原子核，故A错误；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，故B正确；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，故C错误；D．发生α衰变时，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了4，电荷数减小了2，中子数减小了2，故D错误。故选B。例题6.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，衰变过程动量守恒，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、，则下列说法正确的是（）A．该原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变B．该原子核衰变后发射的粒子可能带正电，也可能带负电C．若衰变方程是，则D．若衰变方程是，则解析：选C,AB．原子核衰变过程动量守恒，由动量守恒定律可知，由于衰变放射出两粒子的动量方向相反，粒子的速度方向相反，由左手定则可知，若生成的两粒子电性相反，则在磁场中的轨迹为内切圆，若生成的两粒子电性相同，则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生α衰变，但不是β衰变，该原子核衰变后发射的粒子可能带正电，不可能带负电，AB错误；CD．原子核衰变过程动量守恒，原子核原来静止，初动量是零，由动量守恒定律可知，由于衰变放射出两粒子的动量大小相等，方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，受洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得解得,由于p、B相同，则粒子的电荷量q越大，其轨道半径r越小，新核的电荷量比衰变粒子的电荷量大，所以新核的轨道半径小于衰变粒子的轨道半径，则有新核的轨道半径是r1，衰变粒子的轨道半径是r2，由原子核的衰变方程则有得C正确，D错误。故选C。易错易混点4：对半衰期公式及规律的理解易错易混点辨析：(1)根据半衰期的概念，可总结出公式：N余＝N原eqeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up6(\f(t,τ))，m余＝m原eqeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up6(\f(t,τ))，式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。(2)半衰期是统计规律，描述的是大量原子核衰变的规律，只有对大量的原子核才成立，对少数的原子核无意义(3)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(如单质、化合物)和外部条件(如温度、压强)无关。(4)经过一个半衰期，有半数原子核发生衰变变为其他物质，而不是消失。例题7.(2021·湖南高考)核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是()A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害解析：选D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，则放射性元素经过两个完整的半衰期后还剩余原来的eq\f(1,4)未衰变，故A错误；原子核衰变时电荷数守恒，质量数守恒，故B错误；放射性元素的半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，而与原子所处的化学状态和外部条件无关，故C错误；过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确。例题8.花岗岩、大理石等装修材料中都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性的说法正确的是(）A.eq\o\al(238,92)U衰变成eq\o\al(206,82)Pb要经过8次β衰变和6次α衰变B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后只剩下1个氡原子核C．α射线与γ射线都是电磁波，α射线的穿透本领远比γ射线弱D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析：选D铀核eq\o\al(238,92)U衰变成铅核eq\o\al(206,82)Pb的过程中，设发生了x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋xeq\o\al(4,2)He＋yeq\o\al(0,－1)e，根据质量数守恒和电荷数守恒有238＝206＋4x,92＝82＋2x－y，解得x＝8，y＝6，即要经过8次α衰变和6次β衰变，故A错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对于少数原子核是不成立的，故B错误；α射线是氦核流，γ射线的实质是电磁波，γ射线的穿透本领远比α射线强，故C错误；放射性元素发生β衰变时，原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D正确。【针对训练】一、单选题1．与原子核内部变化有关的现象是（）A．α粒子散射现象 B．光电效应现象C．电离现象 D．天然放射现象2.关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A．射线在磁场中不能发生偏转B．射线是由氦原子核衰变产生的C．射线是原子核外的电子受激跃迁而产生的D．工业上常用射线来探测塑料板或金属板的厚度关于天然放射性，下列说法正确的是A．天然放射现象说明原子是可分的B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力原子核的表示符号为，下列说法正确的是（）A．原子核的质子数为A B．原子的电子数为AC．原子的质量数为Z D．原子核的质子数为Z氢有三种同位素，分别是氕H、氘H、氚H，则下列说法正确的是（）A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数不相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒尔发现的，该研究使人们认识到原子核具有复杂的结构。关于天然放射性，下列说法正确的是（）A．所以元素都具有天然放射性B．天然放射现象的发现有力证明了原子核内部有复杂的结构C．放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强7.(2021·河北高考)银河系中存在大量的铝同位素26Al。26Al核β＋衰变的衰变方程为eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，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26Mg8.如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A．6B．8C．10D．149.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eq\f(m,m0)­t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为()A．67.3dB．101.0dC．115.1dD．124.9d10．(2021·山东高考)在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的eq\o\al(210,82)Pb，其衰变方程为eq\o\al(210,82)Pb→eq\o\al(210,83)Bi＋X。以下说法正确的是()A．衰变方程中的X是电子B．升高温度可以加快eq\o\al(210,82)Pb的衰变C．eq\o\al(210,82)Pb与eq\o\al(210,83)Bi的质量差等于衰变的质量亏损D．方程中的X来自于eq\o\al(210,82)Pb内质子向中子的转化11．一块含铀矿石的质量为M，其中铀的质量为m，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知铀的半衰期为T，则经过时间T，下列说法正确的是()A．这块矿石的质量为0.5MB．这块矿石的质量为0.5(M－m)C．这块矿石中铀的质量为0.5mD．这块矿石中铅的质量为0.5m12.如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹13.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()A．α射线和β射线的混合放射源B．纯α射线放射源C．纯γ射线放射源D．α射线和γ射线的混合放射源14．1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用放射源进行了实验验证，1957年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖，其中νe是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零，则衰变产物的质量数和核电荷数分别为()A．60，28B．60，26C．59，26D．59，2815．如图所示，天然放射性元素，放出ɑ、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则ɑ射线A．向右偏 B．向左偏C．沿直线前进 D．可能向右偏也可能向左偏如图，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知某车间采用放射性同位素依-192作为放射源，其化学符号是，原子序数，通过衰变放出射线，半衰期为天，适合透照钢板厚度，下列说法正确的是（）A．衰变产生的新核用X表示，铱的衰变方程为份B．若已知钢板厚度标准为，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于，应当增大热轧机两轮之间的厚度间隙C．若有铱，经过天有没有衰变D．放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒和质量守恒我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料作为发电能源为火星车供电，中的元素是，其发生衰变的半衰期为87.7年，下列说法中正确的是（）A．衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子B．发生衰变的核反应方程为C．经过175.4年，元素的所有原子核都完成了衰变D．当气温和引力环境发生改变后，元素的半衰期可能会发生变化目前，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天后就剩下一个氡原子核了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，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4放射性元素经过多次衰变和衰变才能变成稳定的铅，下列说法正确的是（）A．原子序数小于83的元素不再具有放射性B．衰变中产生的射线比射线穿透能力强C．每次衰变都会有核子从原子核里放出D．上述过程的衰变方程为2021年科学家们利用测年法估测出我国三星堆遗址三号坑的大概年份。其测量依据是：大气中的在宇宙射线的双击下转换为，其核反应方程为，通过光合作用和新陈代谢作用进入生物体内，生物活着的时候其体内和的比例保持不变，当生物死后，发生衰变，其含量逐渐减少，的半衰期约为5700年，其衰变方程为，下列说法正确的是（）A．X为光子 B．生物活着时体内不会发生衰变C．发生的是β衰变 D．生物死后11400年，体内将完全衰变成铀（）经过衰变形成稳定的铅（），该过程中共经历了（）A．8次衰变，10次衰变 B．5次衰变，6次衰变C．8次衰变，6次衰变 D．5次衰变，12次衰变22.我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的元素Pu是，其发生衰变的半衰期为87.7年。下列说法中正确的是（）A．衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子B．发生衰变的核反应方程为C．经过263.1年，大约还有12.5%的原子核Pu没发生衰变D．当气温和引力环境发生改变，Pu的半衰期可能会发生变化23.PET（正电子发射型计算机断层显像）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程，在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据PET原理，下列说法不正确的是（）A．衰变的方程式为→B．将放射性同位素注入人体，其作用为示踪原子C．一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子D．PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期24.下列说法错误的是（）A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为B．、、三种射线中，射线的穿透能力最强C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度有关钍核经过6次衰变和4次衰变后变成铅核，则（）A．铅核的符号为，它比少8个中子B．铅核的符号为，它比少16个中子C．铅核的符号为，它比少16个中子D．铅核的符号为，它比少12个中子2021年3月三星堆遗址出土了大量文物，进一步证实了中国历史上商代的存在。考古人员对“祭祀坑”中出土的碳屑样本通过用14C年代检测方法进行了分析，进而推算出商朝年代。14C的衰变方程为C→N＋X，下列说法正确的是（）A．14C发生的是α衰变B．14C衰变时电荷数守恒，但质量数不守恒C．14C的半衰期不会受到阳光、温度、气候变化等自然环境因素影响D．生物体中以CaCO3形式存在的14C半衰期比单质14C的半衰期更长二、多选题27.关于天然放射性，下列说法正确的是（）A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同量放出α、β和γ三种射线28.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．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，放射出的、、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．将、、射线垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来B．放射出的射线的速度等于光速C．射线一般伴随着射线或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．三种射线中，电离能力和穿透能力最强的是射线30．（铀）发生衰变时产生（钍），也具有放射性，它能放出一个粒子而变成（镤）。下列说法正确的是（）A．钍核比铀核少2个质子 B．镤核比铀核少1个质子C．钍核比铀核少4个中子 D．镤核和钍核中子个数相同31.关于放射性同位素，以下说法正确的是（

）A．放射性同位素与放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素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32．日本东部海域9.0级大地震所引发的福岛核电站泄漏事故，让全世界都陷入了恐慌。下列关于核辐射说法正确的是（

）A．核泄漏中放射性物质都是天然放射性元素B．放射性辐射对人类不一定都是有害的C．、B、γ三种射线中只有γ射线是不带电的D．可以通过改变放射性物质的外部环境来改变放射性元素衰变的快慢如图为放射性元素放出的三种射线在磁场中的运动轨迹，下列说法正确的是（

）A．射线1来自于原子核外的电子B．射线3的电离作用最强，但不是电磁波C．射线2的穿透本领最强，工业部门可用其测量产品厚度D．在车站机场检查行李物品的安检机光源发射的是射线22020年2月17日凌晨，“嫦娥五号”返回器携带月球样品着陆地球，实现了中国首次月球无人采样返回，助力月球成因和演化历史等科学研究。为应对月球夜间的低温，“嫦娥五号”除了太阳能板之外，还有一块“核电池”，在月球夜间提供不小于2.5W的电功率，还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了的衰变，其半衰期为T，衰变方程为，下列说法正确的是（）A．m=92，n=4，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒B．100个经过时间T后一定还剩余50个C．发生的是衰变，射线的电离本领大，它在威耳逊云室中的径迹直而清晰D．衰变的半衰期会受到阳光、温度、电磁场等环境因素的影响关于核反应方程（ΔE为释放的核能，X为新生成的粒子），已知的半衰期为1.2min，则下列说法正确的是（）A．此反应为β衰变B．核和Th核具有相同的质量C．具有放射性D．64g的经过6min还有1g尚未衰变36.如图所示，静止的U核发生α衰变后生成反冲核Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（）A．衰变方程可表示为U→Th＋HeB．Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1∶45C．Th核和α粒子的动能之比为1∶45D．Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反三、非选择题37.如图是用来说明原子及原子核结构情况的示意图。由此图提供的信息可知：原子是由原子核和核外带________（“正”或“负”）电的电子组成的；原子核内的质子和中子_______（“有”或“没有”）更精细的结构；若该原子_________（“失去”或“得到”）电子后将带正电。38.(2021·福建高考)核污水中常含有氚(eq\o\al(3,1)H)等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚β衰变的半衰期长达12.5年，衰变方程为eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(A,Z)He＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e，其中eq\x\to(ν)e是质量可忽略不计的中性粒子，Z＝________，A＝________。若将含有质量为m的氚的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的氚还剩________m(用分数表示)。39．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。第五章原子核第一节原子核的组成第二节放射性元素的衰变[核心素养·明目标]核心素养学习目标物理观念知道三种射线的特性，原子核的组成;知道衰变、半衰期及原子核衰变的规律，了解核反应及放射性同位素应用的基本观念和相关实验证据。科学思维理解原子核的衰变规律及半衰期的计算方法，掌握核反应方程的写法与放射性同位素的应用，培养分析、推理能力科学探究分析天然放射现象和a粒子散射实验培养学生分析能力;对放射性元素衰变的探究，学会观察和思考，提升科学探究的能力。科学态度与责任学会坚持实事求是的科学态度，体验科学家探索科学规律的艰辛和科学研究的价值，激发学习兴趣[基础知识深层理解提高]知识点一：天然放射现象1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线．2．物质发出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，放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象．3原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线．4.三种射线的性质：1．α射线：(1)是高速粒子流，其组成与氦原子核相同．(2)速度可达到光速的eq\f(1,10).(3)电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住．2．β射线：(1)是高速电子流．(2)它的速度更大，可达光速的99%.(3)电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．3．γ射线：(1)是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10m以下．(2)电离作用更弱，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知识点二：原子核的组成1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子.2．中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分.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．同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，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eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H.知识点三：原子核的衰变半衰期（一）原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化。2．衰变类型(1)α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，eq\o\al(238,92)U的α衰变方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，eq\o\al(234,90)Th的β衰变方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e。（二）半衰期1．定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。2．特点：(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。(2)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。3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。知识点四：核反应放射性同位素及其应用（一）核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程．2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H.3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．（二）放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．(2)放射治疗．(3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．（三）辐射与安全1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有破坏作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．[典型例题、易错易混点剖析]易错易混点1天然放射现象与三种射线易错易混点辨析: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)质量4mp(mp＝1.67×10－27kg)eq\f(mp,1836)静止质量为零带电荷量2e－e0速率0.1c0.99cc穿透能力最弱，用一张纸就能挡住较强，能穿透几毫米最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土厚的铝板电离作用很强较弱很弱在磁场中偏转偏转不偏转例题1.下列关于近代物理学研究的说法，正确的是（）A．普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说B．汤姆孙研究阴极射线，发现了电子并精确测定了电子的电荷量C．卢瑟福在α粒子散射实验中对小角度偏转的研究提出了原子核式结构模型D．玛丽·居里最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线解析：选A，A．普朗克为解释黑体辐射的规律，提出了能量子假说，故A正确；B．汤姆孙研究阴极射线，发现了电子，密立根精确测定了电子的电荷量，故B错误；C．卢瑟福在α粒子散射实验中对大角度偏转的研究提出了原子核式结构模型，故C错误；D．贝克勒尔最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，故D错误。故选A。例题2.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E，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，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；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（

）A．α射线和γ射线 B．α射线和β射线C．β射线和X射线 D．β射线和γ射线解析：选A,三种射线中射线和射线带电，进入电场后会发生偏转，而射线不带电，不受电场力，电场对它没有影响，在电场中不偏转．由题，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线．再将薄铝片移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加，根据射线的特性：穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分析得知射线中含有射线．故放射源所发出的射线可能为射线和射线．A正确易错易混点2原子核的组成及同位素的理解易错易混点辨析：1．原子核(符号eq\o\al(A,Z)X)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．同位素：(1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核。(2)原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质．同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数不同，所以它们的物理性质不同。例题3.下列说法中正确的是A．氦4核中有4个质子，4个中子B．氦4核与氦3核不是互为同位素C．Be中的质子数比中子数少6D．Si中的质子数比中子数少2解析：选D，A．氦4核中有2个质子，2个中子，故A错误；B．氦4核与氦3核是互为同位素，故B错误；C．Be中质子数为4，中子数为6，则质子数比中子数少2，故C错误；D．Si的质子数比中子数少2，故D正确；故选D．例题4原子核表示（）A．的质量数为90 B．核内有234个质子C．核内有144个中子 D．核内有90个核子解析：选C,原子核，234表示质量数，即234个核子，90表示核电荷数，即90个质子，故核内中子数为（234-90=144个），故选C。易错易混点3：.原子核衰变的理解及应用易错易混点辨析：1.α衰变、β衰变的深层理解衰变类型α衰变β衰变衰变方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→AZ＋1Y＋eq\o\al(0,－1)e衰变实质2个质子和2个中子结合成氦核2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He1个中子转化为1个质子和1个电子eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e典型方程eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒2．原子核衰变过程中，α粒子、β粒子和新原子核在磁场中的轨迹静止的原子核在匀强磁场中自发衰变，其轨迹为两相切圆，α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切，根据动量守恒定律m1v1＝m2v2和r＝eq\f(mv,qB)知，半径小的为新核，半径大的为α粒子或β粒子，其特点对比如下衰变类型衰变方程匀强磁场中轨迹特点α衰变eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He两圆外切，α粒子轨迹半径大β衰变eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e两圆内切，β粒子轨迹半径大例题5.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天后就剩下一个氡原子核了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，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4解析：选B，A．原子核的衰变是随机的，半衰期是一个统计规律，氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后，即两个半衰期，不一定剩下一个原子核，故A错误；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，故B正确；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，故C错误；D．发生α衰变时，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了4，电荷数减小了2，中子数减小了2，故D错误。故选B。例题6.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，衰变过程动量守恒，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、，则下列说法正确的是（）A．该原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变B．该原子核衰变后发射的粒子可能带正电，也可能带负电C．若衰变方程是，则D．若衰变方程是，则解析：选C,AB．原子核衰变过程动量守恒，由动量守恒定律可知，由于衰变放射出两粒子的动量方向相反，粒子的速度方向相反，由左手定则可知，若生成的两粒子电性相反，则在磁场中的轨迹为内切圆，若生成的两粒子电性相同，则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生α衰变，但不是β衰变，该原子核衰变后发射的粒子可能带正电，不可能带负电，AB错误；CD．原子核衰变过程动量守恒，原子核原来静止，初动量是零，由动量守恒定律可知，由于衰变放射出两粒子的动量大小相等，方向相反，粒子在磁场中做匀速圆周运动，受洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律可得解得,由于p、B相同，则粒子的电荷量q越大，其轨道半径r越小，新核的电荷量比衰变粒子的电荷量大，所以新核的轨道半径小于衰变粒子的轨道半径，则有新核的轨道半径是r1，衰变粒子的轨道半径是r2，由原子核的衰变方程则有得C正确，D错误。故选C。易错易混点4：对半衰期公式及规律的理解易错易混点辨析：(1)根据半衰期的概念，可总结出公式：N余＝N原eqeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up6(\f(t,τ))，m余＝m原eqeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up6(\f(t,τ))，式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。(2)半衰期是统计规律，描述的是大量原子核衰变的规律，只有对大量的原子核才成立，对少数的原子核无意义(3)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(如单质、化合物)和外部条件(如温度、压强)无关。(4)经过一个半衰期，有半数原子核发生衰变变为其他物质，而不是消失。例题7.(2021·湖南高考)核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是()A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害解析：选D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，则放射性元素经过两个完整的半衰期后还剩余原来的eq\f(1,4)未衰变，故A错误；原子核衰变时电荷数守恒，质量数守恒，故B错误；放射性元素的半衰期是由原子核内部自身的因素决定的，而与原子所处的化学状态和外部条件无关，故C错误；过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确。例题8.花岗岩、大理石等装修材料中都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性的说法正确的是(）A.eq\o\al(238,92)U衰变成eq\o\al(206,82)Pb要经过8次β衰变和6次α衰变B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后只剩下1个氡原子核C．α射线与γ射线都是电磁波，α射线的穿透本领远比γ射线弱D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析：选D铀核eq\o\al(238,92)U衰变成铅核eq\o\al(206,82)Pb的过程中，设发生了x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋xeq\o\al(4,2)He＋yeq\o\al(0,－1)e，根据质量数守恒和电荷数守恒有238＝206＋4x,92＝82＋2x－y，解得x＝8，y＝6，即要经过8次α衰变和6次β衰变，故A错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对于少数原子核是不成立的，故B错误；α射线是氦核流，γ射线的实质是电磁波，γ射线的穿透本领远比α射线强，故C错误；放射性元素发生β衰变时，原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D正确。【针对训练】一、单选题1．与原子核内部变化有关的现象是（）A．α粒子散射现象 B．光电效应现象C．电离现象 D．天然放射现象解析：选D,A．α粒子散射现象是运动中的α粒子受到金原子核的作用而改变运动方向的现象，与原子核内部无关，故A错误；B．光电效应现象是金属受到光的照射，原子核外电子发生电离，从而释放出光电子，与原子核内部无关，故B错误；C．电离现象是原子核外电子脱离原子核的束缚，成为自由电子的现象，与原子核内部无关，故C错误；D．天然放射现象中的射线包括α射线、β射线、γ射线，α射线、β射线都是由于原子核发生衰变产生的，故与原子核内部有关，故D正确。故选D。2.关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A．射线在磁场中不能发生偏转B．射线是由氦原子核衰变产生的C．射线是原子核外的电子受激跃迁而产生的D．工业上常用射线来探测塑料板或金属板的厚度解析：选A，A．射线不带电，为电磁波，故其在磁场中运动时不会发生偏转，故A正确；B．射线是由衰变产生的氦原子核组成的，故B错误；C．射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子，即粒子，故C错误；D．射线的穿透性较强，工业上常用射线来探测塑料板或金属板的厚度，故D错误。故选A。关于天然放射性，下列说法正确的是A．天然放射现象说明原子是可分的B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力解析：选C，A、天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，A错误；B、放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，B错误；C、放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，C正确；D、机场、车站等地进行安全检查时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了X射线较强的穿透能力，D错误．原子核的表示符号为，下列说法正确的是（）A．原子核的质子数为A B．原子的电子数为AC．原子的质量数为Z D．原子核的质子数为Z解析：选D，原子核的符号中A表示质量数，Z表示质子数。故选D。氢有三种同位素，分别是氕H、氘H、氚H，则下列说法正确的是（）A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数不相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等解析：选A，A．它们是氢的同位素，所以它们的质子数相等，故A正确；B．原子的核外电子数与质子数相等，所以它们的核外电子数相等，故B错误；C．核子数即为质子数、中子数之和，也叫质量数，所以它们的核子数不相等，故C错误；D．左上角数字为质量数，左下角数字为质子数，所以它们的质子数相等而质量数不相等，因而其中子数不相等，故D错误。故选A。天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒尔发现的，该研究使人们认识到原子核具有复杂的结构。关于天然放射性，下列说法正确的是（）A．所以元素都具有天然放射性B．天然放射现象的发现有力证明了原子核内部有复杂的结构C．放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强解析：选B,A．有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；B．天然放射现象的发现证明了原子核内部有复杂的结构，故B正确；C．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C错误；D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误。故选B。7.(2021·河北高考)银河系中存在大量的铝同位素26Al。26Al核β＋衰变的衰变方程为eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，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26Mg解析：选C虽然26Al核和26Mg核的质量数相等，但是26Al核β＋衰变过程释放eq\o\al(0,1)e并有质量亏损，所以26Al核的质量大于26Mg核的质量与eq\o\al(0,1)e的质量之和，当然也大于26Mg核的质量，A错误；26Al核的中子数为26－13＝13,26Mg核的中子数为26－12＝14，则26Al核的中子数小于26Mg核的中子数，B错误；半衰期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无关，C正确；质量为m的26Al核经过144万年即2个半衰期，剩余的26Al核质量为eq\f(1,4)m，不会全部衰变为26Mg，D错误。故选C8.如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A．6B．8C．10D．14解析:选A，由题图可知，这一系列衰变前后的原子核分别为23892X和20682Y，设此过程共经过a次α衰变，b次β衰变，由衰变过程中电荷数与质量数守恒可得238＝206＋4a,92＝82＋2a－b，解得a＝8，b＝6，故此过程中共放射出6个电子，A正确。9.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eq\f(m,m0)­t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为()A．67.3dB．101.0dC．115.1dD．124.9d解析：选C由图可知，从eq\f(m,m0)＝eq\f(2,3)到eq\f(m,m0)＝eq\f(1,3)，113Sn恰好衰变了一半，则半衰期为T＝182.4d－67.3d＝115.1d，故选C。10．(2021·山东高考)在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的eq\o\al(210,82)Pb，其衰变方程为eq\o\al(210,82)Pb→eq\o\al(210,83)Bi＋X。以下说法正确的是()A．衰变方程中的X是电子B．升高温度可以加快eq\o\al(210,82)Pb的衰变C．eq\o\al(210,82)Pb与eq\o\al(210,83)Bi的质量差等于衰变的质量亏损D．方程中的X来自于eq\o\al(210,82)Pb内质子向中子的转化解析：选A，根据原子核衰变时质量数和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；放射性元素的半衰期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，B错误；eq\o\al(210,82)Pb的质量与eq\o\al(210,83)Bi和X的总质量之差等于衰变的质量亏损，C错误；根据β衰变的实质，方程中的X来自于eq\o\al(210,82)Pb内中子向质子的转化，D错误。11．一块含铀矿石的质量为M，其中铀的质量为m，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知铀的半衰期为T，则经过时间T，下列说法正确的是()A．这块矿石的质量为0.5MB．这块矿石的质量为0.5(M－m)C．这块矿石中铀的质量为0.5mD．这块矿石中铅的质量为0.5m解析：选C根据题意，经过时间T，即经过1个铀的半衰期，则这块矿石中铀的质量还剩0.5m；因铀发生衰变最终生成了铅，根据衰变过程会发生质量亏损，可知生成物铅的质量m′<0.5m；则经过时间T，这块矿石的质量M′＝(M－m)＋0.5m＋m′＝M－0.5m＋m′。综上所述，A、B、D错误，C正确。12.如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹解析：选Dγ射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故B错误；α粒子为氦核，带正电，由左手定则知，在图示磁场中逆时针偏转，故C错误；β粒子是带负电的电子流，根据左手定则，在图示磁场中顺时针偏转，故A错误，D正确。13.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()A．α射线和β射线的混合放射源B．纯α射线放射源C．纯γ射线放射源D．α射线和γ射线的混合放射源解析：选D在放射源和计数器之间加薄铝片L后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的α射线，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，说明穿过L的射线不带电，即为γ射线，因此放射源x可能是α射线和γ射线的混合放射源，故A、B、C错误，D正确。14．1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用放射源进行了实验验证，1957年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖，其中νe是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零，则衰变产物的质量数和核电荷数分别为()A．60，28B．60，26C．59，26D．59，28解析：选A,根据核反应的规律，质量数、电荷数守恒，可得：Z＝28，A＝60．A项正确，B、C、D三项错．故选A15．如图所示，天然放射性元素，放出ɑ、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则ɑ射线A．向右偏 B．向左偏C．沿直线前进 D．可能向右偏也可能向左偏解析：选A，由于β射线（电子，带负电）没有偏转，说明它受到水平向左的电场力与水平向右的洛仑兹力平衡．对于α射线（氦核），它进入场区时受到水平向左的洛仑兹力与水平向右的电场力．由于它的速率比β射线的速率小，所以它受到的洛仑兹力小于电场力，即它在向右偏转．故选择A.如图，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。已知某车间采用放射性同位素依-192作为放射源，其化学符号是，原子序数，通过衰变放出射线，半衰期为天，适合透照钢板厚度，下列说法正确的是（）A．衰变产生的新核用X表示，铱的衰变方程为份B．若已知钢板厚度标准为，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于，应当增大热轧机两轮之间的厚度间隙C．若有铱，经过天有没有衰变D．放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒和质量守恒解析：选A，A．衰变的实质是核里的一个中子放出一个电子变为一个质子，反应过程中遵循质量数守恒和核电荷数守恒，故质量数不变核电荷数加一，故A正确；B．探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度增大，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙，故B错误；C．若有铱，经过74天后还有没有衰变，再过74天（即总共经历148天）还有没有衰变，故C错误；D．放射性同位素发生衰变时，因遵循能量守恒，放出了能量出现了质量亏损，质量不守恒，故D错误；故选A。我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料作为发电能源为火星车供电，中的元素是，其发生衰变的半衰期为87.7年，下列说法中正确的是（）A．衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子B．发生衰变的核反应方程为C．经过175.4年，元素的所有原子核都完成了衰变D．当气温和引力环境发生改变后，元素的半衰期可能会发生变化解析：选B,A．衰变是原子核放出一个粒子，形成一个新核，选项A错误；B．发生衰变的核反应方程为选项B正确；C．经过175.4年发生衰变后剩余质所以大约还有25%的原子核Pu没发生衰变，选项C错误；D．半衰期只与元素自身有关，与气温和引力环境无关，选项D错误。故选B。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天后就剩下一个氡原子核了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，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4解析：选B，A．原子核的衰变是随机的，半衰期是一个统计规律，氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后，即两个半衰期，不一定剩下一个原子核，故A错误；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，故B正确；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，故C错误；D．发生α衰变时，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了4，电荷数减小了2，中子数减小了2，故D错误。故选B。放射性元素经过多次衰变和衰变才能变成稳定的铅，下列说法正确的是（）A．原子序数小于83的元素不再具有放射性B．衰变中产生的射线比射线穿透能力强C．每次衰变都会有核子从原子核里放出D．上述过程的衰变方程为解析：选D，A．原子序数大于83的元素都具有放射性，而原子序数小于83的部分元素也具有放射性，A项错误；B．衰变中产生的射线比射线有较大的质量和较小的速度，则穿透能力弱，B项错误；C．衰变有4个核子从原子核飞出，衰变是一种中子变成一个质子和电子，则核子数不变，不会有核子从原子核里放出，C项错误；D．设衰变有次，衰变有次，根据质量数和电荷数守恒可知,解得，故D正确；故选D。2021年科学家们利用测年法估测出我国三星堆遗址三号坑的大概年份。其测量依据是：大气中的在宇宙射线的双击下转换为，其核反应方程为，通过光合作用和新陈代谢作用进入生物体内，生物活着的时候其体内和的比例保持不变，当生物死后，发生衰变，其含量逐渐减少，的半衰期约为5700年，其衰变方程为，下列说法正确的是（）A．X为光子 B．生物活着时体内不会发生衰变C．发生的是β衰变 D．生物死后11400年，体内将完全衰变成解析：选CA．由核反应方程可知，X为，故A错误；B．放射性元素衰变是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学等状态无关，故B错误；C．根据质量数守恒与电荷数守恒可知其衰变方程为所以发生的是β衰变，故C正确；D．生物死后11400年，体内将剩余质量为原来的，故D错误。故选C。铀（）经过衰变形成稳定的铅（），该过程中共经历了（）A．8次衰变，10次衰变 B．5次衰变，6次衰变C．8次衰变，6次衰变 D．5次衰变，12次衰变解析：选C，衰变的次数可用质量数的变化求得，每次衰变质量数减少4，则衰变的次数为次，8次衰变核的质子数减少而整个过程质子数减少每次衰变核的质子数增加1，因此衰变次数次故选C。22.我国首辆火星车“祝融号”采用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的元素Pu是，其发生衰变的半衰期为87.7年。下列说法中正确的是（）A．衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子B．发生衰变的核反应方程为C．经过263.1年，大约还有12.5%的原子核Pu没发生衰变D．当气温和引力环境发生改变，Pu的半衰期可能会发生变化解析：选C，A．衰变是原子核放出一个粒子，形成一个新核，故A错误；B．发生衰变的核反应方程为，故B错误；C．发生衰变后剩余质量所以大约还有12.5%的原子核Pu没发生衰变，故C正确；D．半衰期只与元素自身有关，故D错误。故选C。23.PET（正电子发射型计算机断层显像）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程，在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据PET原理，下列说法不正确的是（）A．衰变的方程式为→B．将放射性同位素注入人体，其作用为示踪原子C．一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子D．PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期解析：选C,A．衰变的方程式为→A正确，不符合题意；B．将放射性同位素注入人体，在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像，故其作用为示踪原子，B正确，不符合题意；C．一对正负电子湮灭后生成两个光子，C错误，符合题意；D．PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期，否则无法通过探测器探测到，D正确，不符合题意。故选C。24.下列说法错误的是（）A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为B．、、三种射线中，射线的穿透能力最强C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度有关解析：选D,A．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了质子，其核反应方程是故A正确；B．、、三种射线中，射线的电离能力最弱，穿透能力最强，故B正确；C．放射性元素的放射性不会受到环境及化合态的影响，故C正确；D．放射性元素的半衰期与元素所处环境的温度无关，故D错误。本题选错误的，故选D。钍核经过6次衰变和4次衰变后变成铅核，则（）A．铅核的符号为，它比少8个中子B．铅核的符号为，它比少16个中子C．铅核的符号为，它比少16个中子D．铅核的符号为，它比少12个中子解析：选C，经过1次α衰变电荷数少2，质量数少4，经过1次β衰变，电荷数增1，质量数不变。则钍核经过6次α衰变和4次β衰变后电荷数少8，质量数少24，铅核的符号为，质量数等于质子数加中子数，则中子数少16，故C正确，ABD错误。2021年3月三星堆遗址出土了大量文物，进一步证实了中国历史上商代的存在。考古人员对“祭祀坑”中出土的碳屑样本通过用14C年代检测方法进行了分析，进而推算出商朝年代。14C的衰变方程为C→N＋X，下列说法正确的是（）A．14C发生的是α衰变B．14C衰变时电荷数守恒，但质量数不守恒C．14C的半衰期不会受到阳光、温度、气候变化等自然环境因素影响D．生物体中以CaCO3形式存在的14C半衰期比单质14C的半衰期更长解析：选C,AB．14C衰变时电荷数和质量数都守恒，由此可知X电荷数为-1，为，所以14C发生的是β衰变，故AB错误；CD．半衰期是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件均无关，故C正确，D错误。故选C。二、多选题27.关于天然放射性，下列说法正确的是（）A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同量放出α、β和γ三种射线解析：选BCD,A．并不是所有的元素都能衰变，只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，故A错误；B．放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，故B正确；C．放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，故C正确；D．α、β和γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，故D正确；E．一个原子核在一次衰变中，要么是α衰变要么是β衰变，同时伴随着能量的释放即γ射线，故E错误。故选BCD。28.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．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解析：选AD，A．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；B．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；CD．放射性元素的放射性是原子核自身决定的，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；故选AD。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