2017-2018學(xué)年高中物理 第四章 原子核 4.1 走進(jìn)原子核 4.2 核衰變與核反應(yīng)方程教學(xué)案 粵教版選修3-5

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1、 第一節(jié)　走進(jìn)原子核 第二節(jié)　放射性元素的衰變 [目標(biāo)定位]　1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現(xiàn)象.2.知道原子核的組成，會(huì)正確書(shū)寫(xiě)原子核的符號(hào).3.知道原子核的衰變及兩種衰變的規(guī)律，掌握三種射線的特性.4.會(huì)用半衰期描述衰變的快慢，知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義． 一、放射性的發(fā)現(xiàn) 1．放射性 1896年法國(guó)物理學(xué)家享利·貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物都能夠發(fā)出看不見(jiàn)的射線，物質(zhì)放射出射線的性質(zhì)叫做放射性． 2．放射性元素 具有放射性的元素叫放射性元素． 瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強(qiáng)的新元素，命名為釙(Po)和鐳(Ra)． 3．天然放射性元素

2、 能自發(fā)地放出射線的元素叫做天然放射性元素．原子序數(shù)大于83的所有元素，都有放射性．原子序數(shù)小于等于83的元素，有的也具有放射性． 4．放射性發(fā)現(xiàn)的意義 放射性的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性． 二、原子核的組成 1．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福用α粒子轟擊氮核獲得了質(zhì)子． 2．中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福的學(xué)生查德威克通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了中子的存在． 3．原子核的組成：由質(zhì)子和中子組成，因此它們統(tǒng)稱為核子． 4．原子核的電荷數(shù)：等于原子核的質(zhì)子數(shù)即原子的原子序數(shù)． 5．原子核的質(zhì)量數(shù)：等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的總和． 6．原子核的符號(hào)：X，其中X為元素符號(hào)，A為原子核的質(zhì)量數(shù)，Z為原子核的電荷數(shù)． 三、放

3、射線的本質(zhì) 1．射線種類(lèi) 放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有三種：α射線、β射線、γ射線． 2．放射線的本質(zhì) (1)α射線是高速運(yùn)動(dòng)的α粒子流，射出時(shí)的速度可達(dá)0.1c. (2)β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，射出時(shí)速度可達(dá)0.99c. (3)γ射線是波長(zhǎng)很短的電磁波． 四、原子核的衰變 1．衰變 一種元素經(jīng)放射過(guò)程變成另一種元素的現(xiàn)象． 2．衰變方程 (1)α衰變的一般方程為X→Y＋He，每發(fā)生一次α衰變，新元素與舊元素相比較，核電荷數(shù)減2，質(zhì)量數(shù)減4. (2)β衰變的一般方程為X→Y＋e，每發(fā)生一次β衰變，新元素與舊元素相比較，核電荷數(shù)加1，質(zhì)量數(shù)不變． 3．γ射線 γ射線是伴隨

4、α衰變、β衰變同時(shí)產(chǎn)生的，γ射線不改變?cè)雍说碾姾蓴?shù)和質(zhì)量數(shù)． 五、半衰期 1．定義：原子核數(shù)目因衰變減少到原來(lái)的一半所經(jīng)過(guò)的時(shí)間． 2．公式：m＝，m0表示放射性元素衰變前的質(zhì)量，m為經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的放射性元素的質(zhì)量． 預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問(wèn)題記錄在下面的表格中 問(wèn)題1 問(wèn)題2 問(wèn)題3 一、原子核的組成 1．原子核的組成 原子核是由質(zhì)子、中子構(gòu)成的，質(zhì)子帶正電，中子不帶電．不同的原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的個(gè)數(shù)并不相同．原子核的直徑為10－15～10－14 m. 2．原子核的符號(hào)和數(shù)量關(guān)系 (1)符號(hào)：X. (2)基本關(guān)系：核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝

5、元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)．質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)． 【例1】　已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問(wèn)： (1)鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子？幾個(gè)中子？ (2)鐳核所帶電量是多少？ (3)若鐳原子呈電中性，它核外有幾個(gè)電子？ (4)Ra是鐳的一種同位素，讓Ra和Ra以相同速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑之比是多少？ 答案　(1)88　138　(2)1.41×10－17 C　(3)88 (4)113∶114 解析　因?yàn)樵有驍?shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的，原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．由此可得： (

6、1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即 N＝A－Z＝226－88＝138. (2)鐳核所帶電荷量 Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C. (3)鐳原子呈電中性，則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故核外電子數(shù)為88. (4)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為洛倫茲力，故有Bqv＝m，兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故＝＝. 借題發(fā)揮　對(duì)核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解 (1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子的質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱為核子，所以質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)． (2)電荷數(shù)(Z)：原子核

7、所帶的電荷等于質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個(gè)數(shù)表示原子核的電量，叫做原子核的電荷數(shù)． (3)質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量總和，而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)． 針對(duì)訓(xùn)練1　在α粒子轟擊金箔的散射實(shí)驗(yàn)中，α粒子可以表示為He，He中的4和2分別表示(　　) A．4為核子數(shù)，2為中子數(shù) B．4為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，2為質(zhì)子數(shù) C．4為核外電子數(shù)，2為中子數(shù) D．4為中子數(shù)，2為質(zhì)子數(shù) 答案　B 解析　根據(jù)He所表示的物理意義，原子核的質(zhì)子數(shù)決定核外電子數(shù)，原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也就是這

8、種元素的原子序數(shù)．原子核的質(zhì)量數(shù)就是核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，即為核內(nèi)的核子數(shù).He符號(hào)的左下角表示的是質(zhì)子數(shù)或相應(yīng)中性原子核外電子數(shù)，即為2，He符號(hào)左上角表示的是核子數(shù)，即為4，故選項(xiàng)B正確． 二、三種射線的本質(zhì)及特點(diǎn) 1．α、β、γ三種射線的性質(zhì)、特征比較 種 類(lèi) α射線 β射線 γ射線 組 成 高速氦核流 高速電子流 光子流 (高頻電磁波) 帶電荷量 2e －e 0 質(zhì) 量 4mp (mp＝1.67× 10－27 kg) 靜止質(zhì)量為零 速 率 0.1c 0.99c c 貫穿本領(lǐng) 最弱 用一張紙 就能擋住 較強(qiáng) 能穿透幾 毫

9、米的鋁板 最強(qiáng) 能穿透幾 厘米的鉛板 電離作用 很強(qiáng) 較弱 很弱 2.在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的比較 (1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α射線偏轉(zhuǎn)較小，β射線偏轉(zhuǎn)較大，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖1甲所示． 圖1 (2)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，α射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，β射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示． 【例2】　一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的α、β和γ射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．進(jìn)入電場(chǎng)后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來(lái)方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖2所示，則圖中的射線a為_(kāi)_______射線，射線b為_(kāi)_______射線． 圖2 答案　γ　β

10、 解析　在三種射線中，α射線帶正電，穿透能力最弱，γ射線不帶電，穿透能力最強(qiáng)；β射線帶負(fù)電，穿透能力一般，綜上所述，結(jié)合題意可知，a射線應(yīng)為γ射線，b射線應(yīng)為β射線． 借題發(fā)揮　(1)α射線是α、β、γ三種射線中貫穿本領(lǐng)最弱的一種，它穿不過(guò)白紙． (2)要知道三種射線的成分，貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng)的強(qiáng)弱． (3)要知道α、β、γ三種射線的本質(zhì)，α、β是實(shí)物粒子，γ射線是電磁波譜中的一員． 針對(duì)訓(xùn)練2　(多選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說(shuō)法正確的是 (　　) A．一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線 B．某原子核在放出γ射線后會(huì)變成另一種元素的原子核 C

11、．三種射線中對(duì)氣體電離作用最強(qiáng)的是α射線 D．β粒子是電子，但不是原來(lái)繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子 答案　ACD 解析　由三種射線的本質(zhì)和特點(diǎn)可知，α射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住β射線和γ射線，故A正確；γ射線是伴隨α、β衰變而產(chǎn)生的一種電磁波，不會(huì)使原核變成新核，故B錯(cuò)；三種射線中α射線電離作用最強(qiáng)，故C正確；β粒子是電子，來(lái)源于原子核，故D正確． 三、原子核的衰變 1．原子核放出α粒子或β粒子后，變成另一種原子核，這種現(xiàn)象稱為原子核的衰變． 2．α衰變： (1)原子核進(jìn)行α衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2. (2)α衰變的實(shí)質(zhì)：在放射性元素的原子核中，2個(gè)中子和2個(gè)

12、質(zhì)子結(jié)合得比較牢固，有時(shí)會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中釋放出來(lái)，這就是放射性元素發(fā)生的α衰變現(xiàn)象． 3．β衰變： (1)原子核進(jìn)行β衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1. (2)β衰變的實(shí)質(zhì)：原子核中的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子且放出一個(gè)電子即β粒子，使核電荷數(shù)增加1，但β衰變不改變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)，其轉(zhuǎn)化方程為：n→H＋e. 4．衰變規(guī)律： 衰變過(guò)程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒． 5．γ射線是在發(fā)生α或β衰變過(guò)程中伴隨產(chǎn)生的，且γ射線是不帶電的，因此γ射線并不影響原子核的核電荷數(shù)，不會(huì)改變?cè)卦谥芷诒碇械奈恢茫? 6．確定衰變次數(shù)的方法 設(shè)放射性元素X經(jīng)過(guò)n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新

13、元素Y，則衰變方程為 X―→Y＋nHe＋me. 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m. 【例3】　U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)镻b核，問(wèn)： (1)一共經(jīng)過(guò)幾次α衰變和幾次β衰變？ (2)Pb與U相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少？ (3)綜合寫(xiě)出這一衰變過(guò)程的方程． 答案　(1)8次α衰變，6次β衰變　(2)10個(gè)；22個(gè) (3)見(jiàn)解析 解析　(1)設(shè)U衰變?yōu)镻b經(jīng)過(guò)x次α衰變和y次β衰變，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得 238＝206＋4x ① 92＝82＋2x－y ② 聯(lián)立①②解得x＝8，y＝6.即一共經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變． (

14、2)由于每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少2，每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)少1，而質(zhì)子數(shù)增加1，故Pb較U質(zhì)子數(shù)少10，中子數(shù)少22. (3)核反應(yīng)方程為U→Pb＋8He＋6e. 借題發(fā)揮　衰變次數(shù)的判斷方法 (1)衰變過(guò)程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒． (2)每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2. (3)每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)減少1，質(zhì)子數(shù)增加1. 針對(duì)訓(xùn)練3　U經(jīng)過(guò)m次α衰變和n次β衰變，變成Pb，則(　　) A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4 C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18 答案　B 解析　根據(jù)題意有：235－4m＝207,92－2m＋n＝82，解

15、得m＝7，n＝4，選項(xiàng)B正確． 四、對(duì)半衰期的理解 1．對(duì)半衰期的理解 半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差別很大． 2．半衰期公式 N余＝N原，m余＝m0 式中N原、m0表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，T1/2表示半衰期． 3．適用條件 半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對(duì)于一個(gè)特定的原子核，無(wú)法確定其何時(shí)發(fā)生衰變，但可以確定各個(gè)時(shí)刻發(fā)生衰變的概率，即某時(shí)衰變的可能性，因此，半衰期只適用于大量的原子核． 【例4】　碘131核不穩(wěn)定

16、，會(huì)發(fā)生β衰變，其半衰期為8天． (1)碘131核的衰變方程：I―→________(衰變后的元素用X表示)． (2)經(jīng)過(guò)________天75 %的碘131核發(fā)生了衰變． 答案　(1)X＋e　(2)16 解析　(1)根據(jù)衰變過(guò)程電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可得衰變方程：I―→X＋e. (2)每經(jīng)1個(gè)半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變，經(jīng)2個(gè)半衰期將剩余，即有75 %發(fā)生衰變，即經(jīng)過(guò)的時(shí)間為16天． 針對(duì)訓(xùn)練4　氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷．它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一．其衰變方程是Rn→Po＋________.已知Rn的半衰期約為3.8天

17、，則約經(jīng)過(guò)________天，16 g的Rn衰變后還剩1 g. 答案　He　15.2 解析　根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得該反應(yīng)的另一種生成物為He. 根據(jù)m余＝m原和＝4， 解得t＝3.8×4天＝15.2天. 原子核的組成 1．(多選)氫的原子核有三種，分別是氕(H)、氘(H)、氚(H)，則(　　) A．它們的質(zhì)子數(shù)相等 B．它們?cè)拥暮送怆娮訑?shù)不相等 C．它們的核子數(shù)相等 D．它們的化學(xué)性質(zhì)相同 答案　AD 解析　氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)均相同，都是1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，A正確；元素化學(xué)性質(zhì)決

18、定于中性原子的核外電子數(shù)，三個(gè)原子核化學(xué)性質(zhì)相同，D正確． 2．人類(lèi)探測(cè)月球時(shí)發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可作為未來(lái)核聚變的重要原料之一，氦的該種原子核應(yīng)表示為(　　) A.He B.He C.He D.He 答案　B 解析　氦的同位素質(zhì)子數(shù)一定相同，質(zhì)量數(shù)為3，故應(yīng)表示為He，B正確． 原子核的衰變及三種射線的性質(zhì) 3. (多選)圖3中P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線在電場(chǎng)的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是(　　) 圖3 A．a(chǎn)為α射線、b為β射線 B．a(chǎn)為β射線、b為γ射線 C．b為γ射線、c為α射線 D．b為α射

19、線、c為γ射線 答案　BC 解析　由題圖可知電場(chǎng)線方向向右，α射線帶正電，所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向一致，故α射線向右偏轉(zhuǎn)，即c為α射線；β射線帶負(fù)電，所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相反，故β射線向左偏轉(zhuǎn)，即a為β射線；γ射線不帶電，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即b為γ射線．故選項(xiàng)B、C正確． 4．(多選)關(guān)于天然放射性，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān) C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng) E．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線 答案　BCD 解析　原子序數(shù)

20、大于83的元素才可以發(fā)生衰變，原子序數(shù)小于等于83的元素有的可以發(fā)生衰變，有的不可以發(fā)生衰變，A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，B、C正確；三種射線α、β、γ穿透能力依次增強(qiáng)，D正確；原子核發(fā)生α或β衰變時(shí)常常伴隨著γ光子的產(chǎn)生，但同一原子核不會(huì)同時(shí)發(fā)生α衰變和β衰變，E錯(cuò)誤． 5．“朝核危機(jī)”引起全球矚目，其焦點(diǎn)就是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆．重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(Pu)，這種钚239可由鈾239(U)經(jīng)過(guò)n次β衰變而產(chǎn)生，則n為(　　) A．2 B．239 C．145 D．92 答案　A 解析　β衰變規(guī)律是質(zhì)

21、量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1.Pu比U質(zhì)子數(shù)增加2，所以發(fā)生2次β衰變，A對(duì)． 半衰期的理解與計(jì)算 6．放射性元素Na的樣品經(jīng)過(guò)6小時(shí)還剩下沒(méi)有衰變，它的半衰期是(　　) A．2小時(shí) B．1.5小時(shí) C．1.17小時(shí) D．0.75小時(shí) 答案　A 解析　放射性元素衰變一半所用的時(shí)間是一個(gè)半衰期，剩下的元素再經(jīng)一個(gè)半衰期只剩下，再經(jīng)一個(gè)半衰期剩，所以題中所給的6小時(shí)為三個(gè)半衰期的時(shí)間，因而該放射性同位素的半衰期應(yīng)是2小時(shí)，也可根據(jù)m余＝m原，即＝，得T＝2小時(shí)． (時(shí)間：60分鐘) 題組一　原子核的組成 1．關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．原子核(除氫核外

22、)由質(zhì)子和中子構(gòu)成 B．質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子 C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在 D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在 答案　D 解析　原子核內(nèi)存在質(zhì)子和中子，中子和質(zhì)子統(tǒng)稱為核子，盧瑟福只發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，以后又預(yù)言了中子的存在． 2．若用x代表一個(gè)中性原子中核外的電子數(shù)，y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù)，則對(duì)Th的原子來(lái)說(shuō)(　　) A．x＝90　y＝90　z＝234 B．x＝90　y＝90　z＝144 C．x＝144　y＝144　z＝90 D．x＝234　y＝234　z＝324 答案　B 解析　質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，中性原子中：質(zhì)

23、子數(shù)＝核外電子數(shù)，所以選B選項(xiàng)正確． 3．(多選)以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．原子中含有帶負(fù)電的電子，所以原子帶負(fù)電 B．原子核中的中子數(shù)一定跟核外電子數(shù)相等 C．用α粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質(zhì)子，因此人們斷定質(zhì)子是原子核的組成部分 D．絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子 答案　CD 解析　原子中除了有帶負(fù)電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故A錯(cuò)；原子核中的中子數(shù)不一定跟核外電子數(shù)相等，故B錯(cuò)；正是用α粒子轟擊原子核的實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C正確；因?yàn)榻^大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之

24、比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，才確定原子核內(nèi)還有別的中性粒子，故D正確． 題組二　三種射線性質(zhì)的比較 4．(多選)對(duì)天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．α粒子帶正電，所以α射線一定是從原子核中射出的 B．β粒子帶負(fù)電，所以β射線有可能是核外電子 C．γ粒子是光子，所以γ射線有可能是由原子發(fā)光產(chǎn)生的 D．α射線、β射線、γ射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來(lái)的 答案　AD 解析　α衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氦核放出的，β衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，然后釋放出電子，γ射線是伴隨α衰變和β衰變而產(chǎn)生的．所以這三種射線都是從原子核內(nèi)

25、部釋放出來(lái)的． 5.放射性元素放出的射線，在電場(chǎng)中分成A、B、C三束，如圖1所示，其中(　　) 圖1 A．C為氦原子核組成的粒子流 B．B為比X射線波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光子流 C．B為比X射線波長(zhǎng)更短的光子流 D．A為高速電子組成的電子流 答案　C 解析　根據(jù)射線在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況，可以判斷，A射線向電場(chǎng)線方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)為帶正電的粒子組成的射線，所以是α射線；B射線在電場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，所以是γ射線；C射線在電場(chǎng)中受到與電場(chǎng)方向相反的作用力，應(yīng)為帶負(fù)電的粒子，所以是β射線． 6．天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示，由此可推知 (　　) 圖2 A．②來(lái)自于原子

26、核外的電子 B．①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波 C．③的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波 D．③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子 答案　D 解析　衰變的射線均來(lái)自于核內(nèi)，A錯(cuò)；從題圖中可看出，一張紙能擋住①射線，則①射線一定是α射線，其貫穿本領(lǐng)最差，電離能力最強(qiáng)，但不是電磁波，而是高速粒子流，B錯(cuò)；鋁板能擋?、?，而不能擋住③，說(shuō)明③一定是γ射線，其電離能力最弱，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，是一種電磁波，屬于原子核內(nèi)以能量形式釋放出來(lái)的以光速運(yùn)行的高能光子，D對(duì)． 題組三　原子核的衰變及半衰期 7．由原子核的衰變可知(　　) A．放射性元素一次衰變就同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線 B．放射性元素發(fā)生

27、β衰變，產(chǎn)生的新核的化學(xué)性質(zhì)不變 C．α衰變說(shuō)明原子核內(nèi)部存在氦核 D．放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線 答案　D 解析　原子核發(fā)生衰變時(shí)，一次衰變只能是α衰變或β衰變，而不能同時(shí)發(fā)生α衰變和β衰變，發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級(jí)，要向外以γ射線的形式輻射能量，故一次衰變只可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和γ射線，或β射線和γ射線，A錯(cuò)，D對(duì)；原子核發(fā)生衰變后，核電荷數(shù)發(fā)生了變化，變成了新核，故化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，B錯(cuò)；原子核內(nèi)的2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子能十分緊密地結(jié)合在一起，因此在一定條件下它們會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中被拋射出來(lái)，于是放射性元素發(fā)生了α衰變

28、，C錯(cuò)． 8．原子核X經(jīng)過(guò)一次α衰變成原子核Y，原子核Y再經(jīng)一次β衰變變成原子核Z，則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．核X的中子數(shù)比核Z的中子數(shù)多2 B．核X的質(zhì)子數(shù)比核Z的質(zhì)子數(shù)多5 C．核Z的質(zhì)子數(shù)比核X的質(zhì)子數(shù)少1 D．原子核X的中性原子的電子數(shù)比原子核Y的中性原子的電子數(shù)少1 答案　C 解析　根據(jù)衰變規(guī)律，發(fā)生一次α衰變減少兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，發(fā)生一次β衰變減少一個(gè)中子而增加一個(gè)質(zhì)子．中性原子的電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)． 9．鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90(Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過(guò)一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(Zr)，這些衰變是(　　) A．1次α衰變，6次β衰變 B．4次β衰變

29、 C．2次α衰變 D．2次α衰變，2次β衰變 答案　B 解析　原子核每經(jīng)過(guò)一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過(guò)一次β衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變． 方法一　α衰變的次數(shù)為n＝＝0(次)， β衰變的次數(shù)為m＝40－36＝4(次)． 方法二　設(shè)氪90(Kr)經(jīng)過(guò)x次α衰變，y次β衰變后變成鋯90(Zr)，由衰變前后的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得4x＋90＝90,2x－y＋40＝36，解得x＝0，y＝4. 10．14C測(cè)年法是利用14C衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法．若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時(shí)14C的質(zhì)量．下面四幅圖中能正確反映14

30、C衰變規(guī)律的是(　　) 答案　C 解析　由公式m＝m0可知14C的衰變圖象應(yīng)為C. 11．碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過(guò)32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　根據(jù)半衰期公式m＝m0，將題目中的數(shù)據(jù)代入可得C正確． 題組四　綜合應(yīng)用 12．約里奧·居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素P衰變成Si的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是________.P是P的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù).1 mg P隨時(shí)間衰變的關(guān)系如圖3所示，請(qǐng)估算4 mg的

31、P經(jīng)________天的衰變后還剩0.25 mg. 圖3 答案　正電子　56 解析　衰變方程為P―→Si＋e，即這種粒子是正電子．由題圖可以看出P的半衰期為14天，則4×＝0.25，得t＝56天． 13．天然放射性鈾(U)發(fā)生衰變后產(chǎn)生釷(Th)和另一個(gè)原子核． (1)請(qǐng)寫(xiě)出衰變方程； (2)若衰變前鈾(U)核的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷(Th)核速度為，且與鈾核速度方向相同，求產(chǎn)生的另一種新核的速度． 答案　(1)見(jiàn)解析　(2)30.25 v 解析　(1)U―→Th＋He (2)設(shè)另一新核的速度為v′，鈾核質(zhì)量為238m，由動(dòng)量守恒定律得：238mv＝234m·＋4mv′得：v′＝30.25 v 14