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，會正確書寫原子核的符號.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.會用半衰期描述衰變的快慢，知道半衰期的統(tǒng)計意義． 一、放射性的發(fā)現(xiàn) 1．放射性 1896年法國物理學(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)生查德威克通過實驗證實了中子的存在． 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：X，其中X為元素符號，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 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射線是高速運動的α粒子流，射出時的速度可達(dá)0.1c. (2)β射線是高速運動的電子流，射出時速度可達(dá)0.99c. (3)γ射線是波長很短的電磁波． 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衰變同時產(chǎn)生的，γ射線不改變原子核的電荷數(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的一半所經(jīng)過的時間． 2．公式：m＝，m0表示放射性元素衰變前的質(zhì)量，m為經(jīng)過時間t后剩余的放射性元素的質(zhì)量． 預(yù)習(xí)完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中 問題1 問題2 問題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．原子核的符號和數(shù)量關(guān)系 (1)符號：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： (1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？ (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)強度為B的勻強磁場中，它們運動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　因為原子序數(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)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動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)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)． 針對訓(xùn)練1　在α粒子轟擊金箔的散射實驗中，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符號左上角表示的是核子數(shù)，即為4，故選項B正確． 二、三種射線的本質(zhì)及特點 1．α、β、γ三種射線的性質(zhì)、特征比較 種 類 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 能穿透幾 毫

9、米的鋁板 最強 能穿透幾 厘米的鉛板 電離作用 很強 較弱 很弱 2.在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較 (1)在勻強電場中，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)在勻強磁場中，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電場．進(jìn)入電場后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖2所示，則圖中的射線a為________射線，射線b為________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；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)的強弱． (3)要知道α、β、γ三種射線的本質(zhì)，α、β是實物粒子，γ射線是電磁波譜中的一員． 針對訓(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射線后會變成另一種元素的原子核 C

11、．三種射線中對氣體電離作用最強的是α射線 D．β粒子是電子，但不是原來繞核旋轉(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，不會使原核變成新核，故B錯；三種射線中α射線電離作用最強，故C正確；β粒子是電子，來源于原子核，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，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2. (2)α衰變的實質(zhì)：在放射性元素的原子核中，2個中子和2個

12、質(zhì)子結(jié)合得比較牢固，有時會作為一個整體從較大的原子核中釋放出來，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，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1. (2)β衰變的實質(zhì)：原子核中的中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子且放出一個電子即β粒子，使核電荷數(shù)增加1，但β衰變不改變原子核的質(zhì)量數(shù)，其轉(zhuǎn)化方程為：n→H＋e. 4．衰變規(guī)律： 衰變過程遵循質(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)，不會改變元素在周期表中的位置． 6．確定衰變次數(shù)的方法 設(shè)放射性元素X經(jīng)過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： (1)一共經(jīng)過幾次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)綜合寫出這一衰變過程的方程． 答案　(1)8次α衰變，6次β衰變　(2)10個；22個 (3)見解析 解析　(1)設(shè)U衰變?yōu)镻b經(jīng)過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. 針對訓(xùn)練3　U經(jīng)過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B正確． 四、對半衰期的理解 1．對半衰期的理解 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表示衰變時間，T1/2表示半衰期． 3．適用條件 半衰期是一個統(tǒng)計概念，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對于一個特定的原子核，無法確定其何時發(fā)生衰變，但可以確定各個時刻發(fā)生衰變的概率，即某時衰變的可能性，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________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個半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變，經(jīng)2個半衰期將剩余，即有75 %發(fā)生衰變，即經(jīng)過的時間為16天． 針對訓(xùn)練4　氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會對人的呼吸系統(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________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．它們原子的核外電子數(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)，三個原子核化學(xué)性質(zhì)相同，D正確． 2．人類探測月球時發(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為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成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　由題圖可知電場線方向向右，α射線帶正電，所受電場力方向與電場線方向一致，故α射線向右偏轉(zhuǎn)，即c為α射線；β射線帶負(fù)電，所受電場力方向與電場線方向相反，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B、C正確． 4．(多選)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是(　　) 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關(guān) C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強 E．一個原子核在一次衰變中可同時放出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)無關(guān)，B、C正確；三種射線α、β、γ穿透能力依次增強，D正確；原子核發(fā)生α或β衰變時常常伴隨著γ光子的產(chǎn)生，但同一原子核不會同時發(fā)生α衰變和β衰變，E錯誤． 5．“朝核危機”引起全球矚目，其焦點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． 半衰期的理解與計算 6．放射性元素Na的樣品經(jīng)過6小時還剩下沒有衰變，它的半衰期是(　　) A．2小時 B．1.5小時 C．1.17小時 D．0.75小時 答案　A 解析　放射性元素衰變一半所用的時間是一個半衰期，剩下的元素再經(jīng)一個半衰期只剩下，再經(jīng)一個半衰期剩，所以題中所給的6小時為三個半衰期的時間，因而該放射性同位素的半衰期應(yīng)是2小時，也可根據(jù)m余＝m原，即＝，得T＝2小時． (時間：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Th的原子來說(　　) 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選項正確． 3．(多選)以下說法中正確的是(　　) 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；原子核中的中子數(shù)不一定跟核外電子數(shù)相等，故B錯；正是用α粒子轟擊原子核的實驗才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C正確；因為絕大多數(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)對天然放射現(xiàn)象，下列說法中正確的是(　　) 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)部釋放出來的 答案　AD 解析　α衰變的實質(zhì)是原子核中的兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合成一個氦核放出的，β衰變的實質(zhì)是一個中子變成一個質(zhì)子和一個電子，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、部釋放出來的． 5.放射性元素放出的射線，在電場中分成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射線波長更長的光子流 C．B為比X射線波長更短的光子流 D．A為高速電子組成的電子流 答案　C 解析　根據(jù)射線在電場中的偏轉(zhuǎn)情況，可以判斷，A射線向電場線方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)為帶正電的粒子組成的射線，所以是α射線；B射線在電場中不偏轉(zhuǎn)，所以是γ射線；C射線在電場中受到與電場方向相反的作用力，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驗結(jié)果如圖2所示，由此可推知 (　　) 圖2 A．②來自于原子

26、核外的電子 B．①的電離作用最強，是一種電磁波 C．③的電離作用較強，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　衰變的射線均來自于核內(nèi)，A錯；從題圖中可看出，一張紙能擋?、偕渚€，則①射線一定是α射線，其貫穿本領(lǐng)最差，電離能力最強，但不是電磁波，而是高速粒子流，B錯；鋁板能擋?、?，而不能擋?、?，說明③一定是γ射線，其電離能力最弱，貫穿本領(lǐng)最強，是一種電磁波，屬于原子核內(nèi)以能量形式釋放出來的以光速運行的高能光子，D對． 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)生的新核從高能級向低能級躍遷時，輻射出γ射線 答案　D 解析　原子核發(fā)生衰變時，一次衰變只能是α衰變或β衰變，而不能同時發(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，要向外以γ射線的形式輻射能量，故一次衰變只可能同時產(chǎn)生α射線和γ射線，或β射線和γ射線，A錯，D對；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；原子核內(nèi)的2個中子和2個質(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作為一個整體從較大的原子核中被拋射出來，于是放射性元素發(fā)生了α衰變

28、，C錯． 8．原子核X經(jīng)過一次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衰變減少兩個質(zhì)子和兩個中子，發(fā)生一次β衰變減少一個中子而增加一個質(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)過一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過一次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測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進(jìn)行年代測定的方法．若以橫坐標(biāo)t表示時間，縱坐標(biāo)m表示任意時刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時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，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素P衰變成Si的同時放出另一種粒子，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隨時間衰變的關(guān)系如圖3所示，請估算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)和另一個原子核． (1)請寫出衰變方程； (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，由動量守恒定律得：238mv＝234m·＋4mv′得：v′＝30.25 v 14