2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修三專題5.2 放射性元素的衰變（含答案）

2025人教版物理重難點(diǎn)-選擇性必修三專題5.2放射性元素的衰變（含答案）專題5.2放射性元素的衰變【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1衰變方程】 【題型2衰變的實(shí)質(zhì)】 【題型3衰變次數(shù)問(wèn)題】 【題型4半衰期的認(rèn)識(shí)】 【題型5半衰期的應(yīng)用】 【題型6人工核轉(zhuǎn)變問(wèn)題】 【題型7放射性同位素的應(yīng)用】 【題型8衰變與動(dòng)量綜合】 【題型1衰變方程】【例1】下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是()A.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H B.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n D.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e【變式1-1】在核反應(yīng)堆中，eq\o\al(238,92)U吸收一個(gè)中子后生成eq\o\al(239,94)Pu，eq\o\al(239,94)Pu是重要的核燃料，其衰變方程式為eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(4,2)He＋γ。以下說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程是一個(gè)β衰變過(guò)程B.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程質(zhì)量數(shù)守恒，所以沒(méi)有核能量釋放C.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程中的γ光子是由eq\o\al(235,92)U原子核能級(jí)躍遷產(chǎn)生的D.eq\o\al(238,92)U吸收一個(gè)中子后生成eq\o\al(239,94)Pu的核反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)α衰變過(guò)程【變式1-2】貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。下列屬于放射性衰變的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n【變式1-3】(多選)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的O點(diǎn)有一靜止的原子核eq\o\al(234,90)Th發(fā)生了某種衰變，衰變方程為eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(A,Z)Y＋eq\o\al(0,－1)e，反應(yīng)生成的粒子eq\o\al(0,－1)e的速度方向垂直于磁場(chǎng)方向．關(guān)于該衰變，下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th發(fā)生的是α衰變B.eq\o\al(234,90)Th發(fā)生的是β衰變C．A＝234，Z＝91D．新核eq\o\al(A,Z)Y和粒子eq\o\al(0,－1)e在磁場(chǎng)中的軌跡外切于O點(diǎn)【題型2衰變的實(shí)質(zhì)】【例2】我國(guó)首輛火星車(chē)“祝融號(hào)”采用放射性材料作為發(fā)電能源為火星車(chē)供電。中的元素Pu是，其發(fā)生衰變的半衰期為87.7年。下列說(shuō)法中正確的是（）A．衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子B．發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為C．經(jīng)過(guò)263.1年，大約還有12.5%的原子核Pu沒(méi)發(fā)生衰變D．當(dāng)氣溫和引力環(huán)境發(fā)生改變，Pu的半衰期可能會(huì)發(fā)生變化【變式2-1】eq\o\al(234,90)Th具有放射性，發(fā)生一次β衰變成為新原子核X的同時(shí)放出能量，下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th核能放射出β粒子，說(shuō)明其原子核內(nèi)有β粒子B.新核X的中子數(shù)為143C.eq\o\al(234,90)Th核的質(zhì)量等于新核X與β粒子的質(zhì)量之和D.讓eq\o\al(234,90)Th同其他的穩(wěn)定元素結(jié)合成化合物，其半衰期將增大【變式2-2】（多選）下面說(shuō)法中正確的是（）A．比多2個(gè)中子B．衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子C．射線比射線的電離作用大D．某元素的半衰期為T(mén)，則該元素的10個(gè)原子核經(jīng)過(guò)時(shí)間T，一定有5個(gè)原子數(shù)發(fā)生了衰變【變式2-3】(多選)居室裝修中常用的花崗巖、大理石等材料，有些含有鈾、釷的石材會(huì)釋放出放射性氣體氡，氡吸入呼吸道中會(huì)進(jìn)行放射性衰變，放射出、、射線。這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變，引發(fā)肺癌、白血病等疾病。下列說(shuō)法正確的是()A．三種射線中射線的電離能力最強(qiáng)，射線的穿透能力最強(qiáng)B．放射性元素(鈾核)經(jīng)過(guò)7次衰變和4次衰變后變?yōu)?鉛核)C．將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，其半衰期不變D．射線是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子時(shí)產(chǎn)生的電子【題型3衰變次數(shù)問(wèn)題】【例3】如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為()A．6 B．8C．10 D．14【變式3-1】(多選)由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，下列論斷中正確的是()A.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個(gè)中子B.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子C．衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D．衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變【變式3-2】下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e是β衰變方程，eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂變方程B.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核裂變方程，也是氫彈的核反應(yīng)方程C.eq\o\al(234,90)Th衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rh，經(jīng)過(guò)3次α衰變，2次β衰變D.鋁核eq\o\al(27,13)Al被α粒子擊中后產(chǎn)生的反應(yīng)生成物是磷eq\o\al(30,15)P，同時(shí)放出一個(gè)質(zhì)子【變式3-3】2020年3月15日中國(guó)散列中子源(CSNS)利用中子成像技術(shù)幫助中國(guó)科技大學(xué)進(jìn)行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探測(cè)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的科研裝置。下列關(guān)于中子研究的說(shuō)法正確的是()A.α粒子轟擊eq\o\al(14,7)N，生成eq\o\al(17,8)O并產(chǎn)生了中子B.eq\o\al(238,92)U經(jīng)過(guò)4次α衰變，2次β衰變后，新核與原來(lái)的原子核相比中子數(shù)少了10個(gè)C.γ射線實(shí)質(zhì)是高速中子流，可用于醫(yī)學(xué)的放射治療D.核電站可通過(guò)“慢化劑”控制中子數(shù)目來(lái)控制核反應(yīng)的速度【題型4半衰期的認(rèn)識(shí)】【例4】2021年4月13日，日本政府正式?jīng)Q定，向海洋排放福島第一核電站含有對(duì)海洋環(huán)境有害的核廢水，下列關(guān)于放射性元素半衰期的說(shuō)法正確的是（）A．100個(gè)放射性元素原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后剩余50個(gè)未衰變的原子核B．通過(guò)化學(xué)方法可以改變故射性元素的半衰期C．通過(guò)物理方法可以改變放射性元素的半衰期D．半衰期越長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的影響時(shí)間越長(zhǎng)【變式4-1】醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對(duì)較長(zhǎng)的113Sn衰變產(chǎn)生的。對(duì)于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)-t圖線如圖所示。從圖中可以得到113Sn的半衰期為()A．67.3dB．101.0dC．115.1dD．124.9d【變式4-2】已知eq\o\al(234,90)Th的半衰期為24天.4geq\o\al(234,90)Th經(jīng)過(guò)72天還剩下()A.0 B.0.5gC.1g D.1.5g【變式4-3】現(xiàn)代考古中可利用的衰變規(guī)律測(cè)定古生物的年代，衰變時(shí)放出________（填粒子符號(hào)），并生成新核。如圖所示為放射性元素的衰變規(guī)律的示意圖（縱坐標(biāo)表示的是任意時(shí)刻放射性元素的原子數(shù)與時(shí)的原子數(shù)的比值），則該放射性元素的半衰期是_______年。若從某次考古時(shí)發(fā)掘出來(lái)的木材中，檢測(cè)到所含的比例是正在生長(zhǎng)的植物中的80%，則該木材距今約_______年?！绢}型5半衰期的應(yīng)用】【例5】(多選)活體生物由于需要呼吸，其體內(nèi)的14C含量大致不變，死后停止呼吸，體內(nèi)的14C含量開(kāi)始減少。由于碳元素在自然界的各個(gè)同位素的比例一直都很穩(wěn)定，人們可通過(guò)測(cè)定古木的14C含量，來(lái)估計(jì)它的大概年齡，這種方法稱之為碳定年法。14C衰變?yōu)?4N的半衰期約為5730年，某古木樣品中14C的比例約為現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說(shuō)法正確的是()A.該古木的年齡約為5730年B.14C與14N具有相同的中子數(shù)C.14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出β射線D.升高古木樣品所處環(huán)境的溫度將加速14C的衰變【變式5-1】銀河系中存在大量的鋁同位素26Al。26Al核β＋衰變的衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，測(cè)得26Al核的半衰期為72萬(wàn)年。下列說(shuō)法正確的是()A．26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B．26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C．將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬(wàn)年后全部衰變?yōu)?6Mg【變式5-2】核污水中常含有氚(eq\o\al(3,1)H)等放射性核素，處置不當(dāng)將嚴(yán)重威脅人類安全。氚β衰變的半衰期長(zhǎng)達(dá)12.5年，衰變方程為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是質(zhì)量可忽略不計(jì)的中性粒子，Z＝________，A＝________。若將含有質(zhì)量為m的氚的核污水排入大海，即使經(jīng)過(guò)50年，排入海中的氚還剩________m(用分?jǐn)?shù)表示)?！咀兪?-3】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.eq\f(m,4) B.eq\f(m,8)C.eq\f(m,16) D.eq\f(m,32)【題型6人工核轉(zhuǎn)變問(wèn)題】【例6】(多選)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n。X會(huì)衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋eq\o\al(0,1)e。則()A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C.X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2D.X的質(zhì)量數(shù)與eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)相等【變式6-1】用“中子活化”技術(shù)分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的eq\o\al(14,)7N產(chǎn)生eq\o\al(14,)6C和另一種粒子X(jué)，則X是()A．質(zhì)子 B．α粒子C．β粒子 D．正電子【變式6-2】硼(B)中子俘獲治療是目前最先進(jìn)的癌癥治療手段之一。治療時(shí)先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰(Li)離子。這個(gè)核反應(yīng)的方程是()A.eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,3)Li＋eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(11,5)B＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H D.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(14,6)C＋eq\o\al(1,1)H【變式6-3】下列核反應(yīng)屬于人工轉(zhuǎn)變的是()A.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n【題型7放射性同位素的應(yīng)用】【例7】關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用,下列說(shuō)法正確的是()A.利用γ射線使空氣電離,把靜電荷導(dǎo)走B.利用β射線照射植物的種子,使產(chǎn)量顯著增加C.利用α射線來(lái)治療肺癌、食道癌等疾病D.放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同,可將放射性同位素作為示蹤原子【變式7-1】(多選)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是將放射性同位素815O注入人體,8A.815O在人體內(nèi)的衰變方程式為815OB.正、負(fù)電子的湮滅方程是10e+-C.在PET中,8D.在PET中,8【變式7-2】在醫(yī)學(xué)上鈷-60的放射性常用于癌癥的放射治療。一個(gè)鈷-60原子核（）放出一個(gè)β粒子后衰變成一個(gè)鎳核（），并伴隨產(chǎn)生了γ射線。下列說(shuō)法正確的是（）A．γ射線的電離本領(lǐng)比β射線強(qiáng)B．氫原子的能級(jí)躍遷中不可能放出γ射線C．γ射線與光電效應(yīng)中的光電子是同一種物質(zhì)D．鈷的體積必須大于臨界體積，其衰變反應(yīng)才能順利進(jìn)行【變式7-3】居里夫人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了半衰期為138天的釙元素，該元素通過(guò)一次衰變，變?yōu)殂U。下列說(shuō)法正確的是（）A．經(jīng)過(guò)276天，釙可以全部轉(zhuǎn)化為鉛B．發(fā)生衰變時(shí)，原子核釋放出一個(gè)電子C．射線穿透力很強(qiáng)，可射穿幾厘米厚的鉛板D．Pb元素中的X值為82【題型8衰變與動(dòng)量綜合】【例8】在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中a、b所示，由圖可以判定()A．該核發(fā)生的是α衰變B．該核發(fā)生的是β衰變C．磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里D．磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向外【變式8-1】(多選)靜止的eq\o\al(211,83)Bi原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生衰變后運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，大、小圓半徑分別為R1、R2。則下列關(guān)于此核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值的判斷中正確的是()A.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(207,81)Tl＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(211,84)Po＋eq\o\al(0,－1)eC．R1∶R2＝84∶1D．R1∶R2＝207∶4【變式8-2】一個(gè)eq\o\al(238,92)U原子核靜止在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)原子核發(fā)生衰變后，它放出一個(gè)α粒子(eq\o\al(4,2)He)，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直。關(guān)于α粒子與衰變后的新核在磁場(chǎng)中做的圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A.運(yùn)動(dòng)半徑之比是45∶1B.運(yùn)動(dòng)周期之比是1∶117C.動(dòng)能總是大小相等D.動(dòng)量總是大小相等，方向相反【變式8-3】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于放出一個(gè)α粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44。則：(1)圖中哪一個(gè)圓是α粒子的徑跡？(說(shuō)明理由)(2)這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)是多少？

參考答案【題型1衰變方程】【例1】下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是()A.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H B.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n D.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e解析：選Bα衰變是放射性元素的原子核放出α粒子(eq\o\al(4,2)He)的核反應(yīng)，選項(xiàng)B正確?！咀兪?-1】在核反應(yīng)堆中，eq\o\al(238,92)U吸收一個(gè)中子后生成eq\o\al(239,94)Pu，eq\o\al(239,94)Pu是重要的核燃料，其衰變方程式為eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(4,2)He＋γ。以下說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程是一個(gè)β衰變過(guò)程B.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程質(zhì)量數(shù)守恒，所以沒(méi)有核能量釋放C.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程中的γ光子是由eq\o\al(235,92)U原子核能級(jí)躍遷產(chǎn)生的D.eq\o\al(238,92)U吸收一個(gè)中子后生成eq\o\al(239,94)Pu的核反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)α衰變過(guò)程答案C解析由eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程放出α粒子，為α衰變過(guò)程，故A錯(cuò)誤；eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程質(zhì)量發(fā)生虧損，由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，衰變過(guò)程放出能量，故B錯(cuò)誤；eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程中產(chǎn)生的eq\o\al(235,92)U原子核不穩(wěn)定而發(fā)生躍遷同時(shí)放出光子即釋放能量，故C正確；eq\o\al(238,92)U吸收一個(gè)中子后生成eq\o\al(239,94)Pu的核反應(yīng)過(guò)程沒(méi)有放出α粒子，也不是一個(gè)α衰變過(guò)程，故D錯(cuò)誤。【變式1-2】貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。下列屬于放射性衰變的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n解析：選A放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象。A選項(xiàng)為β衰變方程，B選項(xiàng)為重核裂變方程，C選項(xiàng)為輕核聚變方程，D選項(xiàng)為原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，故A正確?！咀兪?-3】(多選)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的O點(diǎn)有一靜止的原子核eq\o\al(234,90)Th發(fā)生了某種衰變，衰變方程為eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(A,Z)Y＋eq\o\al(0,－1)e，反應(yīng)生成的粒子eq\o\al(0,－1)e的速度方向垂直于磁場(chǎng)方向．關(guān)于該衰變，下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th發(fā)生的是α衰變B.eq\o\al(234,90)Th發(fā)生的是β衰變C．A＝234，Z＝91D．新核eq\o\al(A,Z)Y和粒子eq\o\al(0,－1)e在磁場(chǎng)中的軌跡外切于O點(diǎn)答案BC解析衰變放出一個(gè)電子，所以為β衰變，故A錯(cuò)誤，B正確；由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：A＝234，Z＝91，故C正確；由于新核eq\o\al(A,Z)Y和粒子eq\o\al(0,－1)e電性相反，由左手定則可知，新核eq\o\al(A,Z)Y和粒子eq\o\al(0,－1)e在磁場(chǎng)中的軌跡內(nèi)切于O點(diǎn)，故D錯(cuò)誤．【題型2衰變的實(shí)質(zhì)】【例2】我國(guó)首輛火星車(chē)“祝融號(hào)”采用放射性材料作為發(fā)電能源為火星車(chē)供電。中的元素Pu是，其發(fā)生衰變的半衰期為87.7年。下列說(shuō)法中正確的是（）A．衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子B．發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為C．經(jīng)過(guò)263.1年，大約還有12.5%的原子核Pu沒(méi)發(fā)生衰變D．當(dāng)氣溫和引力環(huán)境發(fā)生改變，Pu的半衰期可能會(huì)發(fā)生變化【答案】C【解析】衰變是原子核放出一個(gè)粒子，形成一個(gè)新核，故A錯(cuò)誤；發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為，故B錯(cuò)誤；發(fā)生衰變后剩余質(zhì)量所以大約還有12.5%的原子核Pu沒(méi)發(fā)生衰變，故C正確；半衰期只與元素自身有關(guān)，故D錯(cuò)誤。選C?！咀兪?-1】eq\o\al(234,90)Th具有放射性，發(fā)生一次β衰變成為新原子核X的同時(shí)放出能量，下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th核能放射出β粒子，說(shuō)明其原子核內(nèi)有β粒子B.新核X的中子數(shù)為143C.eq\o\al(234,90)Th核的質(zhì)量等于新核X與β粒子的質(zhì)量之和D.讓eq\o\al(234,90)Th同其他的穩(wěn)定元素結(jié)合成化合物，其半衰期將增大答案B解析放射出β粒子，是由于原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子放出的，故A錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得新核的質(zhì)子數(shù)為91，質(zhì)量數(shù)為234，則中子數(shù)為234－91＝143，故B正確；發(fā)生β衰變時(shí)會(huì)放出能量，由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，反應(yīng)前后質(zhì)量不相等，故C錯(cuò)誤；元素原子核的半衰期是由元素本身決定，與元素所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】（多選）下面說(shuō)法中正確的是（）A．比多2個(gè)中子B．衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子C．射線比射線的電離作用大D．某元素的半衰期為T(mén)，則該元素的10個(gè)原子核經(jīng)過(guò)時(shí)間T，一定有5個(gè)原子數(shù)發(fā)生了衰變【答案】AB【解析】元素符號(hào)左下角數(shù)字表示質(zhì)子數(shù)，左上角數(shù)字表示質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，故有92個(gè)質(zhì)子、146個(gè)中子，有90個(gè)質(zhì)子、144個(gè)中子，故A正確；衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故B正確；射線是高能電磁波穿透能力最強(qiáng)、電離作用最弱，射線實(shí)質(zhì)是氦原子核，電離作用最大、穿透能力最弱，故C錯(cuò)誤；半衰期指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，原子核的半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核成立，少量原子核是無(wú)法確定其衰變所需要的時(shí)間的，有一半發(fā)生衰變所需時(shí)間并不一定等于半衰期，故D錯(cuò)誤。故選AB?！咀兪?-3】(多選)居室裝修中常用的花崗巖、大理石等材料，有些含有鈾、釷的石材會(huì)釋放出放射性氣體氡，氡吸入呼吸道中會(huì)進(jìn)行放射性衰變，放射出、、射線。這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變，引發(fā)肺癌、白血病等疾病。下列說(shuō)法正確的是()A．三種射線中射線的電離能力最強(qiáng)，射線的穿透能力最強(qiáng)B．放射性元素(鈾核)經(jīng)過(guò)7次衰變和4次衰變后變?yōu)?鉛核)C．將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，其半衰期不變D．射線是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子時(shí)產(chǎn)生的電子【答案】ABC【解析】、、三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)，故A正確；放射性元素鈾衰變?yōu)殂U核，質(zhì)量數(shù)減小28，而質(zhì)子數(shù)減小10，經(jīng)過(guò)一次衰變，質(zhì)量數(shù)減小4，質(zhì)子數(shù)減小2，而一次衰變質(zhì)量數(shù)不變，則質(zhì)子數(shù)增大1，因此要經(jīng)過(guò)7次衰變和4次衰變，故B正確；半衰期與化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，其半衰期不變，故C正確；衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤；故選ABC?！绢}型3衰變次數(shù)問(wèn)題】【例3】如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為()A．6 B．8C．10 D．14解析：選AX的中子數(shù)為146，質(zhì)子數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為146＋92＝238，Y的中子數(shù)為124，質(zhì)子數(shù)為82，質(zhì)量數(shù)為124＋82＝206，質(zhì)量數(shù)減少238－206＝32，發(fā)生α衰變的次數(shù)為32÷4＝8，發(fā)生β衰變的次數(shù)為82－(92－2×8)＝6，即在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為6，A正確?！咀兪?-1】(多選)由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，下列論斷中正確的是()A.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個(gè)中子B.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子C．衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D．衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變解析：選BCeq\o\al(209,83)Bi的中子數(shù)為209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的中子數(shù)為237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子，A錯(cuò)、B對(duì)；衰變過(guò)程中共發(fā)生了α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7次，β衰變的次數(shù)是2×7－(93－83)＝4次，C對(duì)、D錯(cuò)?！咀兪?-2】下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e是β衰變方程，eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂變方程B.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核裂變方程，也是氫彈的核反應(yīng)方程C.eq\o\al(234,90)Th衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rh，經(jīng)過(guò)3次α衰變，2次β衰變D.鋁核eq\o\al(27,13)Al被α粒子擊中后產(chǎn)生的反應(yīng)生成物是磷eq\o\al(30,15)P，同時(shí)放出一個(gè)質(zhì)子答案C解析核反應(yīng)方程eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e放射出電子，是β衰變方程，eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變方程，故A錯(cuò)誤；核反應(yīng)方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核裂變方程，不是氫彈的核反應(yīng)方程，是原子彈的核反應(yīng)方程，故B錯(cuò)誤；在α衰變的過(guò)程中，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，在β衰變的過(guò)程中，電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，設(shè)經(jīng)過(guò)了m次α衰變，則有4m＝234－222＝12，解得m＝3，經(jīng)過(guò)了n次β衰變，則有2m－n＝90－86＝4，解得n＝2，故C正確；鋁核eq\o\al(27,13)Al被α粒子擊中后，核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-3】2020年3月15日中國(guó)散列中子源(CSNS)利用中子成像技術(shù)幫助中國(guó)科技大學(xué)進(jìn)行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探測(cè)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的科研裝置。下列關(guān)于中子研究的說(shuō)法正確的是()A.α粒子轟擊eq\o\al(14,7)N，生成eq\o\al(17,8)O并產(chǎn)生了中子B.eq\o\al(238,92)U經(jīng)過(guò)4次α衰變，2次β衰變后，新核與原來(lái)的原子核相比中子數(shù)少了10個(gè)C.γ射線實(shí)質(zhì)是高速中子流，可用于醫(yī)學(xué)的放射治療D.核電站可通過(guò)“慢化劑”控制中子數(shù)目來(lái)控制核反應(yīng)的速度答案B解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知，eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，故A錯(cuò)誤；每次α衰變，質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，中子數(shù)少2；每次β衰變一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，中子數(shù)少1，所以4次α衰變，2次β衰變，新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)少4×2＋2×1＝10，故B正確；γ射線實(shí)質(zhì)是光子流，故C錯(cuò)誤；鎘棒可以吸收中子，核反應(yīng)堆中，通過(guò)改變鎘棒插入的深度，可以控制核反應(yīng)的速度，故D錯(cuò)誤?！绢}型4半衰期的認(rèn)識(shí)】【例4】2021年4月13日，日本政府正式?jīng)Q定，向海洋排放福島第一核電站含有對(duì)海洋環(huán)境有害的核廢水，下列關(guān)于放射性元素半衰期的說(shuō)法正確的是（）A．100個(gè)放射性元素原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后剩余50個(gè)未衰變的原子核B．通過(guò)化學(xué)方法可以改變故射性元素的半衰期C．通過(guò)物理方法可以改變放射性元素的半衰期D．半衰期越長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的影響時(shí)間越長(zhǎng)【答案】D【解析】半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對(duì)大量原子核適用，對(duì)少數(shù)原子核不適用。故A錯(cuò)誤；半衰期是由放射性元素的性質(zhì)決定，與物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。故BC錯(cuò)誤；半衰期越長(zhǎng)的放射性元素衰變的速度越慢，對(duì)環(huán)境的影響時(shí)間越長(zhǎng)。故D正確。故選D?！咀兪?-1】醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對(duì)較長(zhǎng)的113Sn衰變產(chǎn)生的。對(duì)于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)-t圖線如圖所示。從圖中可以得到113Sn的半衰期為()A．67.3dB．101.0dC．115.1dD．124.9d解析：選C由題圖可知從eq\f(m,m0)＝eq\f(2,3)到eq\f(m,m0)＝eq\f(1,3)，說(shuō)明eq\f(2,3)m0的113Sn恰好衰變了一半，根據(jù)半衰期的定義可知半衰期為T(mén)＝182.4d－67.3d＝115.1d，C正確?！咀兪?-2】已知eq\o\al(234,90)Th的半衰期為24天.4geq\o\al(234,90)Th經(jīng)過(guò)72天還剩下()A.0 B.0.5gC.1g D.1.5g答案B解析由衰變公式m′＝m(eq\f(1,2))，知m′＝4×g＝4×(eq\f(1,2))3g＝0.5g，故B正確.【變式4-3】現(xiàn)代考古中可利用的衰變規(guī)律測(cè)定古生物的年代，衰變時(shí)放出________（填粒子符號(hào)），并生成新核。如圖所示為放射性元素的衰變規(guī)律的示意圖（縱坐標(biāo)表示的是任意時(shí)刻放射性元素的原子數(shù)與時(shí)的原子數(shù)的比值），則該放射性元素的半衰期是_______年。若從某次考古時(shí)發(fā)掘出來(lái)的木材中，檢測(cè)到所含的比例是正在生長(zhǎng)的植物中的80%，則該木材距今約_______年?！敬鸢浮?/p>

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1900【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應(yīng)方程為活體中含量不變，生物死亡后，開(kāi)始減少，設(shè)活體中的含量為，發(fā)掘出的木材中為，設(shè)的半衰期為，則由半衰期的定義得則當(dāng)時(shí)由題圖得半衰期年當(dāng)時(shí)年【題型5半衰期的應(yīng)用】【例5】(多選)活體生物由于需要呼吸，其體內(nèi)的14C含量大致不變，死后停止呼吸，體內(nèi)的14C含量開(kāi)始減少。由于碳元素在自然界的各個(gè)同位素的比例一直都很穩(wěn)定，人們可通過(guò)測(cè)定古木的14C含量，來(lái)估計(jì)它的大概年齡，這種方法稱之為碳定年法。14C衰變?yōu)?4N的半衰期約為5730年，某古木樣品中14C的比例約為現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說(shuō)法正確的是()A.該古木的年齡約為5730年B.14C與14N具有相同的中子數(shù)C.14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出β射線D.升高古木樣品所處環(huán)境的溫度將加速14C的衰變答案AC解析設(shè)原來(lái)14C的質(zhì)量為M0，衰變后剩余質(zhì)量為M，則有M＝M0(eq\f(1,2))n，其中n為半衰期的個(gè)數(shù)，由題意可知剩余質(zhì)量為原來(lái)的eq\f(1,2)，故n＝1，所以死亡時(shí)間為5730年，故A正確；14C的中子數(shù)是8個(gè)，14N的中子數(shù)是7個(gè)，故B錯(cuò)誤；14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中質(zhì)量數(shù)沒(méi)有變化，而核電荷數(shù)增加1，是14C中的一個(gè)中子變成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，放出β射線，故C正確；放射元素的半衰期與所處環(huán)境無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】銀河系中存在大量的鋁同位素26Al。26Al核β＋衰變的衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，測(cè)得26Al核的半衰期為72萬(wàn)年。下列說(shuō)法正確的是()A．26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B．26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C．將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬(wàn)年后全部衰變?yōu)?6Mg解析：選C26Al核發(fā)生β＋衰變的過(guò)程中釋放正電子的同時(shí)還有核能釋放，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以26Al核的質(zhì)量大于26Mg核的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；26Al核的中子數(shù)n1＝26－13＝13，而26Mg核的中子數(shù)n2＝26－12＝14，所以26Al核的中子數(shù)小于26Mg核的中子數(shù)，故B錯(cuò)誤；半衰期是原子核固有的屬性，與物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故C正確；鋁同位素26Al的半衰期為72萬(wàn)年，所以經(jīng)過(guò)144萬(wàn)年也就是兩個(gè)半衰期后還剩下eq\f(1,4)沒(méi)有衰變，故D錯(cuò)誤。【變式5-2】核污水中常含有氚(eq\o\al(3,1)H)等放射性核素，處置不當(dāng)將嚴(yán)重威脅人類安全。氚β衰變的半衰期長(zhǎng)達(dá)12.5年，衰變方程為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是質(zhì)量可忽略不計(jì)的中性粒子，Z＝________，A＝________。若將含有質(zhì)量為m的氚的核污水排入大海，即使經(jīng)過(guò)50年，排入海中的氚還剩________m(用分?jǐn)?shù)表示)。解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得Z＝2，A＝3，經(jīng)過(guò)50年，排入海水中的氚的剩余質(zhì)量為m′＝m答案：23eq\f(1,16)【變式5-3】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.eq\f(m,4) B.eq\f(m,8)C.eq\f(m,16) D.eq\f(m,32)答案C解析根據(jù)衰變規(guī)律m剩＝m·＝m·(eq\f(1,2))4＝eq\f(m,16)，C項(xiàng)正確.【題型6人工核轉(zhuǎn)變問(wèn)題】【例6】(多選)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n。X會(huì)衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋eq\o\al(0,1)e。則()A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C.X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2D.X的質(zhì)量數(shù)與eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)相等答案AC解析根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→X＋eq\o\al(1,0)n方程中X的質(zhì)量數(shù)為30，電荷數(shù)為15，再根據(jù)X→Y＋eq\o\al(0,1)e方程可知Y的質(zhì)量數(shù)為30，電荷數(shù)為14，故X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等，X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，X的電荷數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的電荷數(shù)多2，X的質(zhì)量數(shù)比eq\o\al(27,13)Al的質(zhì)量數(shù)多3，選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】用“中子活化”技術(shù)分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的eq\o\al(14,)7N產(chǎn)生eq\o\al(14,)6C和另一種粒子X(jué)，則X是()A．質(zhì)子 B．α粒子C．β粒子 D．正電子解析：選A該核反應(yīng)方程為eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(14,)6C＋eq\o\al(1,1)H，可知X是質(zhì)子。故A正確?！咀兪?-2】硼(B)中子俘獲治療是目前最先進(jìn)的癌癥治療手段之一。治療時(shí)先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰(Li)離子。這個(gè)核反應(yīng)的方程是()A.eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,3)Li＋eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(11,5)B＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H D.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(14,6)C＋eq\o\al(1,1)H解析：選A由題知，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰(Li)離子，而α粒子為氦原子核，則這個(gè)核反應(yīng)方程為eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,3)Li＋eq\o\al(4,2)He，故選A?！咀兪?-3】下列核反應(yīng)屬于人工轉(zhuǎn)變的是()A.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,54)Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n答案B解析Th234變成Pa234，同時(shí)有一個(gè)電子產(chǎn)生，屬于β衰變，故A錯(cuò)誤；用α粒子轟擊Be，產(chǎn)生了碳原子，屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變，故B正確；C選項(xiàng)中反應(yīng)方程為重核的裂變，故C錯(cuò)誤；氘與氚反應(yīng)生成氦核，屬于輕核聚變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤．【題型7放射性同位素的應(yīng)用】【例7】關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用,下列說(shuō)法正確的是()A.利用γ射線使空氣電離,把靜電荷導(dǎo)走B.利用β射線照射植物的種子,使產(chǎn)量顯著增加C.利用α射線來(lái)治療肺癌、食道癌等疾病D.放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同,可將放射性同位素作為示蹤原子答案：D解析:γ射線的電離作用很弱,應(yīng)利用α射線的電離作用,A錯(cuò)誤;γ射線對(duì)生物具有物理化學(xué)作用,照射種子可使基因變異,可用于放射性治療,β射線不具有生物作用,B、C錯(cuò)誤;同位素的核外電子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)相同,放射性同位素帶有“放射性標(biāo)記”,可用探測(cè)器探測(cè),D正確?！咀兪?-1】(多選)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是將放射性同位素815O注入人體A.815O在人體內(nèi)的衰變方程式為815OB.正、負(fù)電子的湮滅方程是10e+-C.在PET中,8D.在PET中,8答案：BC解析:根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,815O在人體內(nèi)的衰變方程為815O→715N+10e,故A錯(cuò)誤,符合題意;正、負(fù)電子湮滅生成兩個(gè)光子,湮滅方程是【變式7-2】在醫(yī)學(xué)上鈷-60的放射性常用于癌癥的放射治療。一個(gè)鈷-60原子核（）放出一個(gè)β粒子后衰變成一個(gè)鎳核（），并伴隨產(chǎn)生了γ射線。下列說(shuō)法正確的是（）A．γ射線的電離本領(lǐng)比β射線強(qiáng)B．氫原子的能級(jí)躍遷中不可能放出γ射線C．γ射線與光電效應(yīng)中的光電子是同一種物質(zhì)D．鈷的體積必須大于臨界體積，其衰變反應(yīng)才能順利進(jìn)行【答案】B【解析】射線不帶電，其電離本領(lǐng)比射線弱，A錯(cuò)誤；氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)最大能量值為13.6eV，屬于紫外線，不可能放出射線，B正確；射線是光子，與光電子不是同一種物質(zhì)，C錯(cuò)誤；鉆的衰變不需要到達(dá)臨界體積，只有當(dāng)重核裂變到達(dá)臨界體積時(shí)才能發(fā)生，D錯(cuò)誤。故選B。【變式7-3】居里夫人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了半衰期為138天的釙元素，該元素通過(guò)一次衰變，變?yōu)殂U。下列說(shuō)法正確的是（）A．經(jīng)過(guò)276天，釙可以全部轉(zhuǎn)化為鉛B．發(fā)生衰變時(shí)，原子核釋放出一個(gè)電子C．射線穿透力很強(qiáng)，可射穿幾厘米厚的鉛板D．Pb元素中的X值為82【答案】D【解析】根據(jù)其中可知釙經(jīng)過(guò)276天還剩余原來(lái)的，A錯(cuò)誤；發(fā)生α衰變實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)釋放出，B錯(cuò)誤；γ射線具有很強(qiáng)的穿透能力，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，C錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和和荷電荷數(shù)守恒解得D正確。故選D?！绢}型8衰變與動(dòng)量綜合】【例8】在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中a、b所示，由圖可以判定()A．該核發(fā)生的是α衰變B．該核發(fā)生的是β衰變C．磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里D．磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向外[解析]本題考查對(duì)α粒子及β粒子的性質(zhì)的了解，對(duì)動(dòng)量守恒定律以及左手定則的應(yīng)用能力。原來(lái)靜止的核，放出粒子后，總動(dòng)量守恒，所以粒子和反沖核的速度方向一定相反，根據(jù)圖示，它們?cè)谕淮艌?chǎng)中是向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)的，由左手定則可知它們必帶異種電荷，故應(yīng)為β衰變；由于不知它們的旋轉(zhuǎn)方向，因而無(wú)法判定磁場(chǎng)是向里還是向外，即都有可能。[答案]B【變式8-1】(多選)靜止的eq\o\al(211,83)Bi原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生衰變后運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，大、小圓半徑分別為R1、R2。則下列關(guān)于此核衰變方程和兩圓軌跡半徑比值的判斷中正確的是()A.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(207,81)Tl＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(211,83)Bi→eq\o\al(211,84)Po＋eq\o\al(0,－1)eC．R1∶R2＝84∶1D．R1∶R2＝207∶4解析：選BC由動(dòng)量守恒定律可知0＝mv1－Mv2，由左手定則可知此核衰變?yōu)棣滤プ?，故A錯(cuò)誤，B正確；由qvB＝meq\f(v2,R)可知R＝eq\f(mv,qB)，所以R1∶R2＝84∶1，故C正確，D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】一個(gè)eq\o\al(238,92)U原子核靜止在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)原子核發(fā)生衰變后，它放出一個(gè)α粒子(eq\o\al(4,2)He)，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直。關(guān)于α粒子與衰變后的新核在磁場(chǎng)中做的圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A.運(yùn)動(dòng)半徑之比是45∶1B.運(yùn)動(dòng)周期之比是1∶117C.動(dòng)能總是大小相等D.動(dòng)量總是大小相等，方向相反答案A解析衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)X＋eq\o\al(4,2)He，衰變瞬間動(dòng)量守恒，所以pα＝pX，洛倫茲力提供向心力，根據(jù)qvB＝meq\f(v2,R)，解得半徑R＝eq\f(mv,qB)＝eq\f(p,qB)，所以α粒子與衰變后的新核的半徑之比為eq\f(Rα,RX)＝eq\f(qX,qα)＝eq\f(90,2)＝eq\f(45,1)，A正確；原子核在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)＝eq\f(2πm,qB)，所以α粒子與衰變后的新核的周期之比為eq\f(Tα,TX)＝eq\f(qX,qα)·eq\f(mα,mX)＝eq\f(90,2)·eq\f(4,234)＝eq\f(90,117)，B錯(cuò)誤；二者動(dòng)量大小始終相等，根據(jù)動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系p＝mv＝eq\r(2mEk)，可知α粒子與衰變后的新核的質(zhì)量不同，動(dòng)能不同，C錯(cuò)誤；α粒子與衰變后的新核的動(dòng)量大小始終相同，在衰變瞬間，二者方向相反，隨后在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)量方向變化，D錯(cuò)誤。【變式8-3】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于放出一個(gè)α粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44。則：(1)圖中哪一個(gè)圓是α粒子的徑跡？(說(shuō)明理由)(2)這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)是多少？[解析](1)因?yàn)閯?dòng)量守恒，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道2是α粒子的徑跡，圓軌道1是新生核的徑跡，兩者電性相同，運(yùn)動(dòng)方向相反。(2)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1，α粒子的電荷量為q2＝2e，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來(lái)原子核的電荷量q＝q1＋q2。根據(jù)軌道半徑公式有eq\f(r1,r2)＝eq\f(\f(m1v1,Bq1),\f(m2v2,Bq2))＝eq\f(m1v1q2,m2v2q1)，又由于衰變過(guò)程中遵循動(dòng)量守恒定律，則m1v1＝m2v2，以上三式聯(lián)立解得q＝90e。即這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)為90。[答案](1)圓軌道2是α粒子的徑跡，理由見(jiàn)解析(2)90專題5.2放射性元素的衰變【人教版】TOC\o"1-3"\t"正文,1"\h【題型1衰變方程】 【題型2衰變的實(shí)質(zhì)】 【題型3衰變次數(shù)問(wèn)題】 【題型4半衰期的認(rèn)識(shí)】 【題型5半衰期的應(yīng)用】 【題型6人工核轉(zhuǎn)變問(wèn)題】 【題型7放射性同位素的應(yīng)用】 【題型8衰變與動(dòng)量綜合】 【題型1衰變方程】【例1】下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是()A.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H B.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n D.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e解析：選Bα衰變是放射性元素的原子核放出α粒子(eq\o\al(4,2)He)的核反應(yīng)，選項(xiàng)B正確。【變式1-1】在核反應(yīng)堆中，eq\o\al(238,92)U吸收一個(gè)中子后生成eq\o\al(239,94)Pu，eq\o\al(239,94)Pu是重要的核燃料，其衰變方程式為eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(4,2)He＋γ。以下說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程是一個(gè)β衰變過(guò)程B.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程質(zhì)量數(shù)守恒，所以沒(méi)有核能量釋放C.eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程中的γ光子是由eq\o\al(235,92)U原子核能級(jí)躍遷產(chǎn)生的D.eq\o\al(238,92)U吸收一個(gè)中子后生成eq\o\al(239,94)Pu的核反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)α衰變過(guò)程答案C解析由eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程放出α粒子，為α衰變過(guò)程，故A錯(cuò)誤；eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程質(zhì)量發(fā)生虧損，由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，衰變過(guò)程放出能量，故B錯(cuò)誤；eq\o\al(239,94)Pu衰變過(guò)程中產(chǎn)生的eq\o\al(235,92)U原子核不穩(wěn)定而發(fā)生躍遷同時(shí)放出光子即釋放能量，故C正確；eq\o\al(238,92)U吸收一個(gè)中子后生成eq\o\al(239,94)Pu的核反應(yīng)過(guò)程沒(méi)有放出α粒子，也不是一個(gè)α衰變過(guò)程，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。下列屬于放射性衰變的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n解析：選A放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象。A選項(xiàng)為β衰變方程，B選項(xiàng)為重核裂變方程，C選項(xiàng)為輕核聚變方程，D選項(xiàng)為原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，故A正確?！咀兪?-3】(多選)如圖，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的O點(diǎn)有一靜止的原子核eq\o\al(234,90)Th發(fā)生了某種衰變，衰變方程為eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(A,Z)Y＋eq\o\al(0,－1)e，反應(yīng)生成的粒子eq\o\al(0,－1)e的速度方向垂直于磁場(chǎng)方向．關(guān)于該衰變，下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th發(fā)生的是α衰變B.eq\o\al(234,90)Th發(fā)生的是β衰變C．A＝234，Z＝91D．新核eq\o\al(A,Z)Y和粒子eq\o\al(0,－1)e在磁場(chǎng)中的軌跡外切于O點(diǎn)答案BC解析衰變放出一個(gè)電子，所以為β衰變，故A錯(cuò)誤，B正確；由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：A＝234，Z＝91，故C正確；由于新核eq\o\al(A,Z)Y和粒子eq\o\al(0,－1)e電性相反，由左手定則可知，新核eq\o\al(A,Z)Y和粒子eq\o\al(0,－1)e在磁場(chǎng)中的軌跡內(nèi)切于O點(diǎn)，故D錯(cuò)誤．【題型2衰變的實(shí)質(zhì)】【例2】我國(guó)首輛火星車(chē)“祝融號(hào)”采用放射性材料作為發(fā)電能源為火星車(chē)供電。中的元素Pu是，其發(fā)生衰變的半衰期為87.7年。下列說(shuō)法中正確的是（）A．衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子B．發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為C．經(jīng)過(guò)263.1年，大約還有12.5%的原子核Pu沒(méi)發(fā)生衰變D．當(dāng)氣溫和引力環(huán)境發(fā)生改變，Pu的半衰期可能會(huì)發(fā)生變化【答案】C【解析】衰變是原子核放出一個(gè)粒子，形成一個(gè)新核，故A錯(cuò)誤；發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為，故B錯(cuò)誤；發(fā)生衰變后剩余質(zhì)量所以大約還有12.5%的原子核Pu沒(méi)發(fā)生衰變，故C正確；半衰期只與元素自身有關(guān)，故D錯(cuò)誤。選C?！咀兪?-1】eq\o\al(234,90)Th具有放射性，發(fā)生一次β衰變成為新原子核X的同時(shí)放出能量，下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th核能放射出β粒子，說(shuō)明其原子核內(nèi)有β粒子B.新核X的中子數(shù)為143C.eq\o\al(234,90)Th核的質(zhì)量等于新核X與β粒子的質(zhì)量之和D.讓eq\o\al(234,90)Th同其他的穩(wěn)定元素結(jié)合成化合物，其半衰期將增大答案B解析放射出β粒子，是由于原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子放出的，故A錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得新核的質(zhì)子數(shù)為91，質(zhì)量數(shù)為234，則中子數(shù)為234－91＝143，故B正確；發(fā)生β衰變時(shí)會(huì)放出能量，由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，反應(yīng)前后質(zhì)量不相等，故C錯(cuò)誤；元素原子核的半衰期是由元素本身決定，與元素所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】（多選）下面說(shuō)法中正確的是（）A．比多2個(gè)中子B．衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子C．射線比射線的電離作用大D．某元素的半衰期為T(mén)，則該元素的10個(gè)原子核經(jīng)過(guò)時(shí)間T，一定有5個(gè)原子數(shù)發(fā)生了衰變【答案】AB【解析】元素符號(hào)左下角數(shù)字表示質(zhì)子數(shù)，左上角數(shù)字表示質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，故有92個(gè)質(zhì)子、146個(gè)中子，有90個(gè)質(zhì)子、144個(gè)中子，故A正確；衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故B正確；射線是高能電磁波穿透能力最強(qiáng)、電離作用最弱，射線實(shí)質(zhì)是氦原子核，電離作用最大、穿透能力最弱，故C錯(cuò)誤；半衰期指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，原子核的半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核成立，少量原子核是無(wú)法確定其衰變所需要的時(shí)間的，有一半發(fā)生衰變所需時(shí)間并不一定等于半衰期，故D錯(cuò)誤。故選AB?！咀兪?-3】(多選)居室裝修中常用的花崗巖、大理石等材料，有些含有鈾、釷的石材會(huì)釋放出放射性氣體氡，氡吸入呼吸道中會(huì)進(jìn)行放射性衰變，放射出、、射線。這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變，引發(fā)肺癌、白血病等疾病。下列說(shuō)法正確的是()A．三種射線中射線的電離能力最強(qiáng)，射線的穿透能力最強(qiáng)B．放射性元素(鈾核)經(jīng)過(guò)7次衰變和4次衰變后變?yōu)?鉛核)C．將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，其半衰期不變D．射線是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子時(shí)產(chǎn)生的電子【答案】ABC【解析】、、三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)，故A正確；放射性元素鈾衰變?yōu)殂U核，質(zhì)量數(shù)減小28，而質(zhì)子數(shù)減小10，經(jīng)過(guò)一次衰變，質(zhì)量數(shù)減小4，質(zhì)子數(shù)減小2，而一次衰變質(zhì)量數(shù)不變，則質(zhì)子數(shù)增大1，因此要經(jīng)過(guò)7次衰變和4次衰變，故B正確；半衰期與化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中，其半衰期不變，故C正確；衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤；故選ABC。【題型3衰變次數(shù)問(wèn)題】【例3】如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為()A．6 B．8C．10 D．14解析：選AX的中子數(shù)為146，質(zhì)子數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為146＋92＝238，Y的中子數(shù)為124，質(zhì)子數(shù)為82，質(zhì)量數(shù)為124＋82＝206，質(zhì)量數(shù)減少238－206＝32，發(fā)生α衰變的次數(shù)為32÷4＝8，發(fā)生β衰變的次數(shù)為82－(92－2×8)＝6，即在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為6，A正確?！咀兪?-1】(多選)由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，下列論斷中正確的是()A.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個(gè)中子B.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子C．衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D．衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變解析：選BCeq\o\al(209,83)Bi的中子數(shù)為209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的中子數(shù)為237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子，A錯(cuò)、B對(duì)；衰變過(guò)程中共發(fā)生了α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7次，β衰變的次數(shù)是2×7－(93－83)＝4次，C對(duì)、D錯(cuò)?！咀兪?-2】下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e是β衰變方程，eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂變方程B.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核裂變方程，也是氫彈的核反應(yīng)方程C.eq\o\al(234,90)Th衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rh，經(jīng)過(guò)3次α衰變，2次β衰變D.鋁核eq\o\al(27,13)Al被α粒子擊中后產(chǎn)生的反應(yīng)生成物是磷eq\o\al(30,15)P，同時(shí)放出一個(gè)質(zhì)子答案C解析核反應(yīng)方程eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e放射出電子，是β衰變方程，eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變方程，故A錯(cuò)誤；核反應(yīng)方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n是核裂變方程，不是氫彈的核反應(yīng)方程，是原子彈的核反應(yīng)方程，故B錯(cuò)誤；在α衰變的過(guò)程中，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，在β衰變的過(guò)程中，電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，設(shè)經(jīng)過(guò)了m次α衰變，則有4m＝234－222＝12，解得m＝3，經(jīng)過(guò)了n次β衰變，則有2m－n＝90－86＝4，解得n＝2，故C正確；鋁核eq\o\al(27,13)Al被α粒子擊中后，核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-3】2020年3月15日中國(guó)散列中子源(CSNS)利用中子成像技術(shù)幫助中國(guó)科技大學(xué)進(jìn)行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探測(cè)物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的科研裝置。下列關(guān)于中子研究的說(shuō)法正確的是()A.α粒子轟擊eq\o\al(14,7)N，生成eq\o\al(17,8)O并產(chǎn)生了中子B.eq\o\al(238,92)U經(jīng)過(guò)4次α衰變，2次β衰變后，新核與原來(lái)的原子核相比中子數(shù)少了10個(gè)C.γ射線實(shí)質(zhì)是高速中子流，可用于醫(yī)學(xué)的放射治療D.核電站可通過(guò)“慢化劑”控制中子數(shù)目來(lái)控制核反應(yīng)的速度答案B解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知，eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，故A錯(cuò)誤；每次α衰變，質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，中子數(shù)少2；每次β衰變一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，中子數(shù)少1，所以4次α衰變，2次β衰變，新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)少4×2＋2×1＝10，故B正確；γ射線實(shí)質(zhì)是光子流，故C錯(cuò)誤；鎘棒可以吸收中子，核反應(yīng)堆中，通過(guò)改變鎘棒插入的深度，可以控制核反應(yīng)的速度，故D錯(cuò)誤。【題型4半衰期的認(rèn)識(shí)】【例4】2021年4月13日，日本政府正式?jīng)Q定，向海洋排放福島第一核電站含有對(duì)海洋環(huán)境有害的核廢水，下列關(guān)于放射性元素半衰期的說(shuō)法正確的是（）A．100個(gè)放射性元素原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后剩余50個(gè)未衰變的原子核B．通過(guò)化學(xué)方法可以改變故射性元素的半衰期C．通過(guò)物理方法可以改變放射性元素的半衰期D．半衰期越長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的影響時(shí)間越長(zhǎng)【答案】D【解析】半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對(duì)大量原子核適用，對(duì)少數(shù)原子核不適用。故A錯(cuò)誤；半衰期是由放射性元素的性質(zhì)決定，與物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。故BC錯(cuò)誤；半衰期越長(zhǎng)的放射性元素衰變的速度越慢，對(duì)環(huán)境的影響時(shí)間越長(zhǎng)。故D正確。故選D?！咀兪?-1】醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對(duì)較長(zhǎng)的113Sn衰變產(chǎn)生的。對(duì)于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)-t圖線如圖所示。從圖中可以得到113Sn的半衰期為()A．67.3dB．101.0dC．115.1dD．124.9d解析：選C由題圖可知從eq\f(m,m0)＝eq\f(2,3)到eq\f(m,m0)＝eq\f(1,3)，說(shuō)明eq\f(2,3)m0的113Sn恰好衰變了一半，根據(jù)半衰期的定義可知半衰期為T(mén)＝182.4d－67.3d＝115.1d，C正確?！咀兪?-2】已知eq\o\al(234,90)Th的半衰期為24天.4geq\o\al(234,90)Th經(jīng)過(guò)72天還剩下()A.0 B.0.5gC.1g D.1.5g答案B解析由衰變公式m′＝m(eq\f(1,2))，知m′＝4×g＝4×(eq\f(1,2))3g＝0.5g，故B正確.【變式4-3】現(xiàn)代考古中可利用的衰變規(guī)律測(cè)定古生物的年代，衰變時(shí)放出________（填粒子符號(hào)），并生成新核。如圖所示為放射性元素的衰變規(guī)律的示意圖（縱坐標(biāo)表示的是任意時(shí)刻放射性元素的原子數(shù)與時(shí)的原子數(shù)的比值），則該放射性元素的半衰期是_______年。若從某次考古時(shí)發(fā)掘出來(lái)的木材中，檢測(cè)到所含的比例是正在生長(zhǎng)的植物中的80%，則該木材距今約_______年。【答案】

5700

1900【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應(yīng)方程為活體中含量不變，生物死亡后，開(kāi)始減少，設(shè)活體中的含量為，發(fā)掘出的木材中為，設(shè)的半衰期為，則由半衰期的定義得則當(dāng)時(shí)由題圖得半衰期年當(dāng)時(shí)年【題型5半衰期的應(yīng)用】【例5】(多選)活體生物由于需要呼吸，其體內(nèi)的14C含量大致不變，死后停止呼吸，體內(nèi)的14C含量開(kāi)始減少。由于碳元素在自然界的各個(gè)同位素的比例一直都很穩(wěn)定，人們可通過(guò)測(cè)定古木的14C含量，來(lái)估計(jì)它的大概年齡，這種方法稱之為碳定年法。14C衰變?yōu)?4N的半衰期約為5730年，某古木樣品中14C的比例約為現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說(shuō)法正確的是()A.該古木的年齡約為5730年B.14C與14N具有相同的中子數(shù)C.14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出β射線D.升高古木樣品所處環(huán)境的溫度將加速14C的衰變答案AC解析設(shè)原來(lái)14C的質(zhì)量為M0，衰變后剩余質(zhì)量為M，則有M＝M0(eq\f(1,2))n，其中n為半衰期的個(gè)數(shù)，由題意可知剩余質(zhì)量為原來(lái)的eq\f(1,2)，故n＝1，所以死亡時(shí)間為5730年，故A正確；14C的中子數(shù)是8個(gè)，14N的中子數(shù)是7個(gè)，故B錯(cuò)誤；14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中質(zhì)量數(shù)沒(méi)有變化，而核電荷數(shù)增加1，是14C中的一個(gè)中子變成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，放出β射線，故C正確；放射元素的半衰期與所處環(huán)境無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-1】銀河系中存在大量的鋁同位素26Al。26Al核β＋衰變的衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，測(cè)得26Al核的半衰期為72萬(wàn)年。下列說(shuō)法正確的是()A．26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B．26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C．將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬(wàn)年后全部衰變?yōu)?6Mg解析：選C26Al核發(fā)生β＋衰變的過(guò)程中釋放正電子的同時(shí)還有核能釋放，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以26Al核的質(zhì)量大于26Mg核的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；26Al核的中子數(shù)n1＝26－13＝13，而26Mg核的中子數(shù)n2＝26－12＝14，所以26Al核的中子數(shù)小于26Mg核的中子數(shù)，故B錯(cuò)誤；半衰期是原子核固有的屬性，與物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故C正確；鋁同位素26Al的半衰期為72萬(wàn)年，所以經(jīng)過(guò)144萬(wàn)年也就是兩個(gè)半衰期后還剩下eq\f(1,4)沒(méi)有衰變，故D錯(cuò)誤?！咀兪?-2】核污水中常含有氚(eq\o\al(3,1)H)等放射性核素，處置不當(dāng)將嚴(yán)重威脅人類安全。氚β衰變的半衰期長(zhǎng)達(dá)12.5年，衰變方程為eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(A,Z)He＋eq