資源簡介

2　放射性元素的衰變
(分值：100分)
選擇題1～12題，每小題7分，共84分。
對點題組練
題組一　天然放射性及射線的性質(zhì)
1.(2023·廣東卷)理論認為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程，受核反應(yīng)C＋Y→O的影響。下列說法正確的是(　　)
Y是β粒子，β射線穿透能力比γ射線強
Y是β粒子，β射線電離能力比γ射線強
Y是α粒子，α射線穿透能力比γ射線強
Y是α粒子，α射線電離能力比γ射線強
2.(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法中正確的有(　　)
打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線、β射線
α射線和β射線的軌跡是拋物線
α射線和β射線的軌跡是圓弧
如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b
題組二　人工放射性同位素
3.(多選)關(guān)于人工放射性同位素，下列說法正確的是(　　)
人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)的半衰期長很多
人工放射性同位素的放射強度容易控制
人工放射性同位素的γ射線能進行金屬探傷
使用人工放射性同位素也要遵守操作規(guī)程，防止對空氣、水源、用具等的污染
4.在放射性同位素的應(yīng)用中，下列做法正確的是(　　)
應(yīng)該用α射線探測物體的厚度
應(yīng)該用γ射線放射源制成“煙霧報警器”
放射育種是利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異
醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較長的放射性同位素
題組三　衰變
5.某放射性元素的原子核內(nèi)有N個核子，其中有n個質(zhì)子，該原子核發(fā)生2次α衰變和1次β衰變，變成1個新核，則(　　)
衰變前原子核有(N－n)個中子
衰變后新核有(n－4)個質(zhì)子
衰變后新核的核子數(shù)為(N－3)
衰變后新核的中子數(shù)為(N－n－3)
6.U是一種放射性元素，能夠自發(fā)地進行一系列放射性衰變，如圖所示，則下列說法正確的是(　　)
圖中a是208
Y和Z都是β衰變
X衰變放出的電子是中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的
X衰變中放出的射線電離能力最強
題組四　半衰期
7.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(　　)
8.(2024·四川德陽市期末)日本福島核電站廢水中具有大量的放射性元素，其中Cs是主要成分，Cs經(jīng)大約30年的時間有半數(shù)發(fā)生β衰變，同時生成新核X。則下列說法正確的是(　　)
發(fā)生β衰變時放出的β射線是電子流
Cs原子核衰變的本質(zhì)是核外電子的躍遷
Cs衰變時，衰變產(chǎn)物中的X比Cs多一個中子
隨著未衰變原子核數(shù)量的減少，Cs的半衰期也會變短
綜合提升練
9.煙霧探測器使用了一種半衰期為432年的放射性元素镅(Am)來探測煙霧。當正常空氣分子穿過探測器時，Am衰變所釋放的射線會將它們電離，從而產(chǎn)生電流。一旦有煙霧進入探測腔內(nèi)，煙霧中的微粒會吸附部分射線，導(dǎo)致電流減小，從而觸發(fā)警報，則(　　)
Am原子核中有95個中子
Am衰變放出的是β射線
1 g的Am經(jīng)864年將有0.75 g發(fā)生衰變
發(fā)生火災(zāi)時，煙霧探測器中的 Am因溫度升高而半衰期變短
10.如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數(shù)器之間加上L后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，則x可能是(　　)
α射線和β射線的混合放射源
純α射線放射源
純γ射線放射源
α射線和γ射線的混合放射源
11.氡222檢測是指使用采樣泵或自由擴散方法將待測空氣中的氡抽入或擴散進入測量室，通過直接測量所收集氡產(chǎn)生的子體產(chǎn)物或經(jīng)靜電吸附濃集后的子體產(chǎn)物的α放射性，推算出待測空氣中氡的濃度的測量過程。已知質(zhì)量為m0的氡222，經(jīng)過時間t后剩余的氡222質(zhì)量為m，其－t圖像如圖所示。從圖中可以得到氡222的半衰期為(　　)
1.22 d 3.91 d
5.02 d 3.80 d
12.某校學生在進行社會綜合實踐活動時，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線(見下表)，并總結(jié)出它們的幾種用途。
同位素 釙210 镅241 鍶90 锝99 鈷60 氡
放射線 α β β γ γ α
半衰期 138天 433天 28年 6小時 5年 3.8天
請你根據(jù)上表分析判斷下面結(jié)論正確的是(　　)
塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓較厚的聚乙烯薄膜通過軋輥后變薄，利用α射線來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻
鈷60的半衰期為5年，若取4個鈷60原子核，經(jīng)10年后就一定剩下1個原子核
把放射性元素釙210摻雜到其他穩(wěn)定元素中，放射性元素的半衰期變短
用锝99可以作為示蹤原子，用來診斷人體內(nèi)的器官是否正常，方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的某些物質(zhì)，當這些物質(zhì)的一部分到達要檢查的器官時，可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否
培優(yōu)加強練
13.(16分)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)(8分)請寫出衰變方程；
(2)(8分)若衰變前鈾(U)核的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷(Th)核的速度為，且與鈾核速度方向相同，試估算產(chǎn)生的另一種新核的速度。
2　放射性元素的衰變
1.D　[根據(jù)核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，Y是α粒子(He)，三種射線的穿透能力是γ射線最強，α射線最弱；三種射線的電離能力是α射線最強，γ射線最弱，故D正確。]
2.AC　[由于γ射線不帶電，故不偏轉(zhuǎn)，打在b點；由左手定則可知，粒子向右射出后，在勻強磁場中α粒子受的洛倫茲力向上，β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧，A、C正確，B錯誤；由于α粒子的速度約是光速的，而β粒子的速度接近光速，所以在同樣的復(fù)合場中不可能都做直線運動，D錯誤。]
3.BCD　[人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)的短，故選項A錯誤；人工放射性同位素的放射強度容易控制，故選項B正確；人工放射性同位素的γ射線能進行金屬探傷，故選項C正確；使用人工放射性同位素也要遵守操作規(guī)程，防止對空氣、水源、用具等的污染，故選項D正確。]
4.C　[γ射線的貫穿能力最強，應(yīng)該用γ射線探測物體的厚度，故A錯誤；因為α粒子的電離本領(lǐng)強，所以應(yīng)該用α粒子放射源制成”煙霧報警器”，故B錯誤；γ射線的貫穿能力最強，從而使DNA發(fā)生變異，所以放射育種利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異，故C正確；如果放射性同位素的半衰期較短，則其廢料易于處理，所以醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較短的放射性同位素，故D錯誤。]
5.A　[核子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，所以衰變前原子核有(N－n)個中子，A正確；衰變后新核有n－(2×2－1)＝(n－3)個質(zhì)子，B錯誤；衰變后新核的核子數(shù)為N－2×4＝N－8，C錯誤；衰變后新核的中子數(shù)為(N－n－5)，D錯誤。]
6.C　[Bi衰變成Tl，核電荷數(shù)少2，所以Y衰變?yōu)棣了プ儯派涑靓亮Ｗ樱|(zhì)量數(shù)少4，則a＝206，Po衰變成Pb，質(zhì)量數(shù)少4，核電荷數(shù)少2，所以Z衰變?yōu)棣了プ儯蔄、B錯誤；Bi衰變成Po，質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1，所以發(fā)生的是β衰變，其放出的β射線電離能力比α射線的電離能力弱，其本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子，放出一個電子，故C正確，D錯誤。]
7.C　[由半衰期公式m′＝m可知，m′＝m×＝m，故選項C正確。]
8.A　[β射線是高速電子流，故A正確；根據(jù)β衰變的本質(zhì)可知，β衰變中生成的電子是原子核內(nèi)部的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子同時生成一個電子，這種轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外形成β射線，故B錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得銫的衰變方程為Cs→X＋e，Cs的中子數(shù)為82，X的中子數(shù)為81，所以衰變產(chǎn)物中的X比Cs少一個中子，故C錯誤；半衰期是由原子核本身的性質(zhì)決定的，是統(tǒng)計學概念，與其他條件無關(guān)，不會隨未衰變原子核數(shù)量的減少而變化，故D錯誤。]
9.C　[Am原子核中有95個質(zhì)子，146個中子，故A錯誤；依題意，Am衰變所釋放的射線會將空氣分子電離，可知為α射線，故B錯誤；半衰期為432年，所以1 g的Am經(jīng)864年(兩個半衰期)將有0.75 g發(fā)生衰變，故C正確；發(fā)生火災(zāi)時，煙霧探測器中的Am不會因溫度升高而半衰期變短，因為半衰期受原子核內(nèi)部因素影響，與外界環(huán)境變化沒有關(guān)系，故D錯誤。]
10.D　[在放射源和計數(shù)器之間加薄鋁片L后，發(fā)現(xiàn)計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，說明射線中含有穿透能力弱的粒子，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場B，計數(shù)器的計數(shù)率不變，說明剩下的射線不帶電，即為γ射線，因此放射源x可能是α射線和γ射線的混合放射源，故A、B、C錯誤，D正確。]
11.D　[由題圖可知0.8m0的氡222質(zhì)量減少到0.4m0所用的時間Δt＝3.80 d，0.4m0的氡222質(zhì)量減少到0.2m0所用的時間Δt＝3.80 d，即氡222的半衰期為3.80 d，故A、B、C錯誤，D正確。]
12.D　[因為α射線穿透能力弱，不適合測量薄膜的厚度，故A錯誤；鈷60的半衰期為5年是指大量鈷60原子核因衰變而減少到它原來數(shù)目的一半所需要的時間，對少量原子核不適用，故B錯誤；半衰期由元素本身決定，與原子核所處環(huán)境，狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；檢查時，要在人體外探測到體內(nèi)輻射出來的射線，而又不能讓放射性物質(zhì)長期留在體內(nèi)，所以應(yīng)選取锝99作為示蹤原子，故D正確。]
13.(1)U→Th＋He　(2)v，方向與鈾核速度方向相同
解析　(1)由原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒可得其衰變方程為：U→Th＋He。
(2)由(1)知新核為氦核，設(shè)氦核的速度為v′，一個核子的質(zhì)量為m，則氦核的質(zhì)量為4m、鈾核的質(zhì)量為238m、釷核的質(zhì)量為234m
由動量守恒定律得238mv＝234m·＋4mv′
解得v′＝v，方向與鈾核速度方向相同。2　放射性元素的衰變
學習目標　1.了解天然放射性，理解三種射線的性質(zhì)。2.了解衰變的概念，掌握衰變遵從的規(guī)律。3.理解α衰變和β衰變的規(guī)律和實質(zhì)，并能熟練書寫衰變方程。4.理解半衰期的概念，學會利用半衰期解決相關(guān)問題。
知識點一　天然放射性及射線的性質(zhì)
1896年，法國物理學家貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象。
(1)貝克勒爾是根據(jù)什么發(fā)現(xiàn)的天然放射現(xiàn)象？
(2)貝克勒爾以后又是誰發(fā)現(xiàn)了兩種更強的放射性元素？
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1.天然放射性
(1)1896年，法國物理學家________發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線。
(2)物質(zhì)發(fā)射________的性質(zhì)稱為放射性，具有________的元素稱為放射性元素，放射性元素自發(fā)地發(fā)出________的現(xiàn)象，叫作天然放射現(xiàn)象。
(3)原子序數(shù)________或等于83的元素，都能自發(fā)地放出射線，原子序數(shù)________83的元素，有的也能放出射線。
2.射線的性質(zhì)
(1)α射線其實就是α粒子(氦原子核)流。α粒子帶________，速度只有光速的10%，穿透能力________，容易被物質(zhì)吸收。一張薄薄的鋁箔，或一層包裹底片的黑紙，甚至人體皮膚的角質(zhì)層，都能將它擋住。
(2)β射線是帶負電的________，它的速度很快，穿透力________，在空氣中可以走幾十米遠，而碰到幾毫米厚的鋁片就不能穿過了。
(3)γ射線本質(zhì)上是一種波長極短的________，波長約是X射線波長的1%，穿透力________，能穿過厚的混凝土和鉛板。
3.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)
速 率 0.1c 0.99c c
貫穿本領(lǐng) 最弱，用一張紙就能擋住 較強，幾毫米厚的鋁片就不能穿過 最強，能穿透幾厘米的鉛板
電離作用 很強 較弱 很弱
【思考】 如果α射線、β射線都是帶電粒子流，按照圖中標出的徑跡判斷，三種射線分別帶什么電荷？
如果不用磁場而用電場判斷它們帶電的性質(zhì)，兩個電極怎樣放置可以使三種射線大致沿圖示的方向偏轉(zhuǎn)？
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例1 如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中。下列說法正確的是(　　)
A.①表示γ射線，③表示α射線
B.②表示β射線，③表示α射線
C.④表示α射線，⑤表示γ射線
D.⑤表示β射線，⑥表示α射線
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相同初速度的三種射線在電場、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)，如圖甲所示。
(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。
訓(xùn)練1 (多選)如圖所示，R是一種放射性物質(zhì)，它能放出α、β、γ三種射線，虛線框內(nèi)有豎直方向的勻強電場，LL′是紙板，MM′是熒光屏，實驗時發(fā)現(xiàn)在熒光屏上只有O、P兩點處有亮斑。下列說法正確的是(　　)
A.電場方向豎直向下，到達O點的是γ射線
B.電場方向豎直向上，到達O點的是γ射線
C.電場方向豎直向上，到達P點的是β射線
D.電場方向豎直向下，到達P點的是α射線
知識點二　人工放射性同位素
1.定義
具有________的同位素。
2.類型
________放射性同位素和________放射性同位素。
3.人工放射性同位素具有________豐富，放射強度________，還可以制成各種所需的形狀，半衰期________和放射性廢料容易________等優(yōu)點。
【思考】
1.放射性同位素放出的α射線有何作用？
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2.放射性同位素放出的γ射線有何作用？
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例2 關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法正確的有(　　)
A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，從而達到消除有害靜電的目的
B.利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視
C.用γ射線照射作物種子使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是更優(yōu)秀的品種
D.用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害
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放射性同位素的主要作用
(1)工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性。
(2)醫(yī)學上——利用γ射線的高能量治療癌癥。
(3)農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長保存期等。
(4)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質(zhì)。
訓(xùn)練2 (多選)下列關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用的一些說法中正確的是(　　)
A.利用放射線消除靜電是利用射線的穿透作用
B.利用射線探測機器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋是利用射線的穿透作用
C.利用射線改良品種是因為射線可使DNA發(fā)生變異
D.在研究農(nóng)作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子
知識點三　衰　變
在古代，不論是東方還是西方，都有一批人追求“點石成金”之術(shù)，他們試圖利用化學方法將一些普通的礦石變成黃金。當然，這些煉金術(shù)士的希望都破滅了。
那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過程嗎？
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1.定義
放射性元素是不穩(wěn)定的，會自發(fā)地蛻變?yōu)榱硪环N元素，同時放出________，我們稱這種現(xiàn)象為放射性衰變。
2.衰變類型
(1)α衰變：放射性元素放出α粒子的衰變過程。放出一個α粒子后，核的質(zhì)量數(shù)________，電荷數(shù)________，成為新核。
(2)β衰變：放射性元素放出β粒子的衰變過程。放出一個β粒子后，核的質(zhì)量數(shù)________，電荷數(shù)________，成為新核。
3.衰變規(guī)律
原子核衰變前、后________和________均守恒。
4.原子核衰變的理解
衰變類型 α衰變 β衰變
衰變方程 X→Y＋He X→　AZ＋1Y＋　e
衰變實質(zhì) 2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成氦核 2H＋2n→He 1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和1個電子n→H＋e
典型方程 U→90Th＋He Th→ Pa＋　e
衰變規(guī)律 電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒
【思考】
1.如圖為α衰變、β衰變示意圖。
(1)當原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？
(2)當發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數(shù)相對原來的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化？
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2.原子核發(fā)生β衰變是否為原子核中的電子發(fā)射到核外了呢？
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例3 (多選)放射性元素 U衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成 Bi，而 Bi可以經(jīng)一次衰變變成X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成 b81Tl，X和 b81Tl最后都變成 Pb，衰變路徑如圖所示，則(　　)
A.a＝82，b＝211
B. Bi→X是α衰變， Bi→Tl是β衰變
C.aX→Pb是α衰變
D. b81Tl經(jīng)過一次β衰變變成Pb
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1.衰變方程的書寫：衰變方程用“→”，而不用“＝”表示，因為衰變方程表示的是原子核的變化，而不是原子的變化。
2.衰變次數(shù)的判斷技巧
(1)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。
(2)技巧：為了確定衰變次數(shù)，一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)(這是因為β衰變的次數(shù)多少對質(zhì)量數(shù)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。
訓(xùn)練3 原子核U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍薚h，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍薖a，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍薝，則放射性衰變①、②和③依次為(　　)
A.α衰變、β衰變和β衰變
B.β衰變、β衰變和α衰變
C.β衰變、α衰變和β衰變
D.α衰變、β衰變和α衰變
知識點四　半衰期
1.定義
放射性元素的原子核由于衰變而數(shù)目減少至原來________所需的時間。
2.半衰期描述的是________，不適用于單個原子核的衰變。
3.放射性元素衰變的半衰期是由____________的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和________(壓力、溫度等)沒有關(guān)系。
4.對半衰期規(guī)律的理解
(1)衰變規(guī)律
N余＝N原，m余＝m原
式中N原、m原分別表示衰變前的原子核數(shù)和質(zhì)量，N余、m余分別表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間，τ表示半衰期。
(2)半衰期規(guī)律是對大量原子核衰變行為作出的統(tǒng)計結(jié)果，可以對大量原子核衰變行為進行預(yù)測，而單個特定原子核的衰變行為不可預(yù)測。
(3)放射性元素衰變的半衰期是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件(壓力、溫度等)沒有關(guān)系。
【思考】
1.鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期為1 620年，有人說：20 g鐳226經(jīng)過1 620年有一半發(fā)生衰變，鐳226還有10 g，再經(jīng)過1 620年另一半鐳226也發(fā)生了衰變，鐳226就沒有了。這種說法對嗎？為什么？
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2.某種放射性元素的半衰期對少數(shù)原子核發(fā)生衰變有意義嗎？
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例4 下列關(guān)于放射性元素半衰期的說法正確的是(　　)
A.半衰期越長對環(huán)境的影響時間越長
B.通過化學方法可以改變放射性元素的半衰期
C.通過物理方法可以改變放射性元素的半衰期
D.100個放射性元素原子核經(jīng)過一個半衰期后剩余50個未衰變的原子核
訓(xùn)練4 一塊鈾礦石中含U的質(zhì)量為m，鈾衰變后生成鉛Pb，U的半衰期為T。則下列說法中正確的是(　　)
A.一個U原子核中含有92個中子
B.加熱該鈾礦石能使鈾核衰變速度變快
C.經(jīng)過2T時間后該礦石中U的質(zhì)量還剩
D.400個U原子核經(jīng)半衰期T后還剩余200個
隨堂對點自測
1.(天然放射性及射線的性質(zhì))放射性元素衰變時，通常會放出α、β、γ三種射線，這三種射線穿透本領(lǐng)的示意圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.射線x可能為γ射線
B.射線x可以用來消除工業(yè)生產(chǎn)中的有害靜電
C.射線y的速度約為光速的
D.射線z的本質(zhì)為高速電子流
2.(人工放射性同位素)(多選)下列有關(guān)放射性同位素P的說法，正確的是(　　)
A.P與X互為同位素
B.P與其同位素有相同的化學性質(zhì)
C.用P制成化合物后它的半衰期變長
D.P能釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對植物的影響
3.(衰變)下列表示放射性元素碘131(I)β衰變的方程是(　　)
A.I→Sb＋He B.I→Xe＋e
C.I→I＋n D.I→Te＋H
4.(半衰期)(2024·奉新縣第一中學期中)放射性同位素C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物的年代。宇宙射線中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會形成很不穩(wěn)定的C，它很容易發(fā)生β衰變，變成一個新核，其半衰期為5 730年，
(1)寫出該衰變的核反應(yīng)方程式；
(2)C的生成和衰變通常是平衡的，即生物活體中C的含量是不變的。當生物體死亡后，機體內(nèi)C的含量將會不斷減少。若測得一具古生物遺骸中C含量只有活體中的12.5%，則這具遺骸距今約有多少年。
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2　放射性元素的衰變
知識點一
導(dǎo)學　提示　(1)貝克勒爾是根據(jù)鈾和含鈾的礦物質(zhì)能使用密封完好的照相底片感光，發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象。
(2)后來瑪麗·居里和她丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了釙、鐳兩種放射性元素。
知識梳理
1.(1)貝克勒爾　(2)射線　放射性　射線　(3)大于　小于　
2.(1)正電　弱　(2)電子流　強　(3)電磁波　極強
[思考]
提示　放射性元素會放出三種射線
因為α粒子帶正電、β粒子帶負電、γ射線不帶電。要想用電場出現(xiàn)如圖中的偏轉(zhuǎn)，所加極板帶電正負如圖所示，β粒子受電場力作用向正極偏轉(zhuǎn)，說明β粒子帶負電；α粒子受電場力作用向負極偏轉(zhuǎn)，說明α粒子帶正電，γ射線不偏轉(zhuǎn)，說明γ射線不帶電。
例1 C　[α射線帶正電，β射線帶負電，γ射線不帶電，γ射線在電場和磁場中一定不偏轉(zhuǎn)，②⑤為γ射線；如題干左圖所示的電場中，α射線向右偏，β射線向左偏，①為β射線，③為α射線；在如題干右圖所示磁場中，由左手定則判斷，α射線向左偏，β射線向右偏，即④為α射線，⑥為β射線，故選項C正確。]
訓(xùn)練1 BC　[α射線穿透能力最弱，所以穿不過LL′紙板，只有β、γ兩種射線穿過紙板到達MM′熒光屏，其中γ射線不帶電，不在電場中偏轉(zhuǎn)，只有β射線偏轉(zhuǎn)，所以到達O點的是γ射線，到達P點的是β射線，β射線帶負電，在電場中向下偏轉(zhuǎn)，說明受到向下的靜電力，所以電場方向豎直向上，故B、C正確。]
知識點二
1.放射性　2.天然　人工　3.資源　容易控制　較短　處理
[思考]
1.提示　利用α射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電。
2.提示　(1)利用人工放射性同位素放出的γ射線的穿透能力探傷，檢查金屬部件是否存在砂眼、裂痕等；利用γ射線的穿透能力來確定鋼板的厚度。
(2)利用γ射線誘變育種，癌癥放療。
例2 D　[利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離作用，使空氣分子電離成為導(dǎo)體，將靜電消除，A錯誤；γ射線對人體細胞傷害太大，不能用來進行人體透視，B錯誤；作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過篩選才能培育出優(yōu)良品種，C錯誤；用γ射線治療腫瘤對人體肯定有副作用，因此要科學地控制劑量，D正確。]
訓(xùn)練2 BCD　[消除靜電是利用射線的電離作用，A錯誤；探測機器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋和改良品種分別是利用它的穿透作用和射線可使DNA發(fā)生變異，B、C正確；研究農(nóng)作物對肥料的吸收是利用其作示蹤原子，D正確。]
知識點三
導(dǎo)學　提示　存在能讓一種元素變成另一種元素的過程，這就是我們要講的原子核的衰變過程以及后面要學習的原子核的人工轉(zhuǎn)變。
類似于“點石成金”的事一直就在自然界中進行著，這就是伴隨著天然放射現(xiàn)象發(fā)生的原子核“衰變”過程。
知識梳理
1.射線　2.(1)減少4　減少2　(2)不變　增加1　3.電荷數(shù)　質(zhì)量數(shù)
[思考]
1.提示　(1)α衰變時，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2。
(2)β衰變時，新核的核電荷數(shù)增加1。新核在元素周期表中的位置向后移動一位。
2.提示　不是，原子核中沒有電子。
例3 CD　[Bi經(jīng)過一次衰變變成X，質(zhì)量數(shù)沒有發(fā)生變化，為β衰變，即 Bi→X＋e，解得a＝84；Bi經(jīng)過一次衰變變成Tl，核電荷數(shù)少2，為α衰變，即Bi→Tl＋He，解得b＝206，故A、B錯誤；結(jié)合A、B可知X→ Pb＋He，是α衰變；Tl→Pb＋　e，是β衰變，故C、D正確。]
訓(xùn)練3 A　[根據(jù)α、β衰變特點可知，U經(jīng)過一次α衰變變?yōu)門h，Th經(jīng)過1次β衰變變?yōu)镻a，Pa再經(jīng)過一次β衰變變?yōu)閁，故①、②和③依次為α衰變、β衰變和β衰變，故A正確。]
知識點四
1.一半　2.統(tǒng)計規(guī)律　3.核內(nèi)部自身　外部條件
[思考]
1.提示　不對。放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫作這種元素的半衰期。經(jīng)過第二個1 620年后鐳226還剩5 g。
2.提示　沒有意義。只對大量原子核有意義，對少數(shù)原子核沒有意義，某一個原子核何時發(fā)生衰變，是未知的。
例4 A　[半衰期越長的放射性元素衰變的速度越慢，對環(huán)境的影響時間越長，A正確；半衰期是由放射性元素的核內(nèi)部自身的因素決定，與所處的化學狀態(tài)和外部物理環(huán)境無關(guān)，B、C錯誤；半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子核適用，對少數(shù)原子核不適用，D錯誤。]
訓(xùn)練4 C　[一個U原子核中含有92個質(zhì)子，中子數(shù)為238－92＝146個，故A錯誤；半衰期是由放射性元素本身決定的，與環(huán)境的溫度無關(guān)，故B錯誤；總質(zhì)量m，設(shè)衰變后U的質(zhì)量為m1，經(jīng)過2T剩余U為m1＝m＝m，故C正確；半衰期是對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)的原子核不適用，故D錯誤。]
隨堂對點自測
1.B　[α射線的穿透本領(lǐng)最弱，γ射線的穿透本領(lǐng)最強，因此射線x應(yīng)為α射線，射線y應(yīng)為β射線，射線z應(yīng)為γ射線；α射線的電離本領(lǐng)最強，可以用來消除有害靜電，故A錯誤，B正確；β射線的本質(zhì)為高速電子流，其速度可達光速的99%，即接近光速，故C錯誤；γ射線的穿透本領(lǐng)最強，射線z應(yīng)為γ射線，γ射線的本質(zhì)是高能光子，故D錯誤。]
2.BD　[同位素有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的質(zhì)量數(shù)，故A錯誤；同位素有相同的化學性質(zhì)，故B正確；半衰期與原子的物理、化學狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；P為放射性同位素，可用作示蹤原子，故D正確。]
3.B　[β衰變是原子核自發(fā)地釋放一個β粒子(即電子)產(chǎn)生新核的過程，原子核衰變時質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，結(jié)合選項分析可知，B正確。]
4.(1)C→N＋e　(2)17 190
解析　(1)發(fā)生β衰變，釋放電子，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知
C→N＋e。
(2)測得一具古生物遺骸中C含量只有活體中的12.5%，即，經(jīng)過了3個半衰期，故這具遺骸距今約有5 730×3＝17 190年。(共65張PPT)
2　放射性元素的衰變
第五章 原子核與基本粒子
1.了解天然放射性，理解三種射線的性質(zhì)。2.了解衰變的概念，掌握衰變遵從的規(guī)律。3.理解α衰變和β衰變的規(guī)律和實質(zhì)，并能熟練書寫衰變方程。4.理解半衰期的概念，學會利用半衰期解決相關(guān)問題。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓(xùn)練
03
知識點
1
知識點二　人工放射性同位素
知識點一　天然放射性及射線的性質(zhì)
知識點三　衰　變
知識點四　半衰期
知識點一　天然放射性及射線的性質(zhì)
1896年，法國物理學家貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象。
(1)貝克勒爾是根據(jù)什么發(fā)現(xiàn)的天然放射現(xiàn)象？
(2)貝克勒爾以后又是誰發(fā)現(xiàn)了兩種更強的放射性元素？
提示　(1)貝克勒爾是根據(jù)鈾和含鈾的礦物質(zhì)能使用密封完好的照相底片感光，發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象。
(2)后來瑪麗·居里和她丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了釙、鐳兩種放射性元素。
1.天然放射性
(1)1896年，法國物理學家____________發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線。
(2)物質(zhì)發(fā)射______的性質(zhì)稱為放射性，具有________的元素稱為放射性元素，放射性元素自發(fā)地發(fā)出______的現(xiàn)象，叫作天然放射現(xiàn)象。
(3)原子序數(shù)______或等于83的元素，都能自發(fā)地放出射線，原子序數(shù)______83的元素，有的也能放出射線。
貝克勒爾
射線
放射性
射線
大于
小于
2.射線的性質(zhì)
(1)α射線其實就是α粒子(氦原子核)流。α粒子帶______，速度只有光速的10%，穿透能力____，容易被物質(zhì)吸收。一張薄薄的鋁箔，或一層包裹底片的黑紙，甚至人體皮膚的角質(zhì)層，都能將它擋住。
(2)β射線是帶負電的________，它的速度很快，穿透力____，在空氣中可以走幾十米遠，而碰到幾毫米厚的鋁片就不能穿過了。
(3)γ射線本質(zhì)上是一種波長極短的________，波長約是X射線波長的1%，穿透力______，能穿過厚的混凝土和鉛板。
正電
弱
電子流
強
電磁波
極強
3.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)
速 率 0.1c 0.99c c
貫穿本領(lǐng) 最弱，用一張紙就能擋住 較強，幾毫米厚的鋁片就不能穿過 最強，能穿透幾厘米的鉛板
電離作用 很強 較弱 很弱
【思考】 如果α射線、β射線都是帶電粒子流，按照圖中標出的徑跡判斷，三種射線分別帶什么電荷？
如果不用磁場而用電場判斷它們帶電的性質(zhì)，兩個電極怎樣放置可以使三種射線大致沿圖示的方向偏轉(zhuǎn)？
因為α粒子帶正電、β粒子帶負電、γ射線不帶電。要想用電場出現(xiàn)如圖中的偏轉(zhuǎn)，所加極板帶電正負如圖所示，β粒子受電場力作用向正極偏轉(zhuǎn)，說明β粒子帶負電；α粒子受電場力作用向負極偏轉(zhuǎn)，說明α粒子帶正電，γ射線不偏轉(zhuǎn)，說明γ射線不帶電。
C
例1 如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中。下列說法正確的是(　　)
A.①表示γ射線，③表示α射線
B.②表示β射線，③表示α射線
C.④表示α射線，⑤表示γ射線
D.⑤表示β射線，⑥表示α射線
解析　α射線帶正電，β射線帶負電，γ射線不帶電，γ射線在電場和磁場中一定不偏轉(zhuǎn)，②⑤為γ射線；如題干左圖所示的電場中，α射線向右偏，β射線向左偏，①為β射線，③為α射線；在如題干右圖所示磁場中，由左手定則判斷，α射線向左偏，β射線向右偏，即④為α射線，⑥為β射線，故選項C正確。
相同初速度的三種射線在電場、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)，如圖甲所示。
(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。
訓(xùn)練1 (多選)如圖所示，R是一種放射性物質(zhì)，它能放出α、β、γ三種射線，虛線框內(nèi)有豎直方向的勻強電場，LL′是紙板，MM′是熒光屏，實驗時發(fā)現(xiàn)在熒光屏上只有O、P兩點處有亮斑。下列說法正確的是(　　)
BC
A.電場方向豎直向下，到達O點的是γ射線
B.電場方向豎直向上，到達O點的是γ射線
C.電場方向豎直向上，到達P點的是β射線
D.電場方向豎直向下，到達P點的是α射線
解析　α射線穿透能力最弱，所以穿不過LL′紙板，只有β、γ兩種射線穿過紙板到達MM′熒光屏，其中γ射線不帶電，不在電場中偏轉(zhuǎn)，只有β射線偏轉(zhuǎn)，所以到達O點的是γ射線，到達P點的是β射線，β射線帶負電，在電場中向下偏轉(zhuǎn)，說明受到向下的靜電力，所以電場方向豎直向上，故B、C正確。
知識點二　人工放射性同位素
1.定義
具有________的同位素。
2.類型
______放射性同位素和______放射性同位素。
3.人工放射性同位素具有______豐富，放射強度__________，還可以制成各種所需的形狀，半衰期______和放射性廢料容易______等優(yōu)點。
放射性
天然
人工
資源
容易控制
較短
處理
【思考】
1.放射性同位素放出的α射線有何作用？
提示　利用α射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電。
2.放射性同位素放出的γ射線有何作用？
提示　(1)利用人工放射性同位素放出的γ射線的穿透能力探傷，檢查金屬部件是否存在砂眼、裂痕等；利用γ射線的穿透能力來確定鋼板的厚度。
(2)利用γ射線誘變育種，癌癥放療。
D
例2 關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法正確的有(　　)
A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，從而達到消除有害靜電的目的
B.利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視
C.用γ射線照射作物種子使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是更優(yōu)秀的品種
D.用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害
解析　利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離作用，使空氣分子電離成為導(dǎo)體，將靜電消除，A錯誤；γ射線對人體細胞傷害太大，不能用來進行人體透視，B錯誤；作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過篩選才能培育出優(yōu)良品種，C錯誤；用γ射線治療腫瘤對人體肯定有副作用，因此要科學地控制劑量，D正確。
放射性同位素的主要作用
(1)工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性。
(2)醫(yī)學上——利用γ射線的高能量治療癌癥。
(3)農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長保存期等。
(4)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質(zhì)。
BCD
訓(xùn)練2 (多選)下列關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用的一些說法中正確的是( 　　)
A.利用放射線消除靜電是利用射線的穿透作用
B.利用射線探測機器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋是利用射線的穿透作用
C.利用射線改良品種是因為射線可使DNA發(fā)生變異
D.在研究農(nóng)作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子
解析　消除靜電是利用射線的電離作用，A錯誤；探測機器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋和改良品種分別是利用它的穿透作用和射線可使DNA發(fā)生變異，B、C正確；研究農(nóng)作物對肥料的吸收是利用其作示蹤原子，D正確。
知識點三　衰　變
在古代，不論是東方還是西方，都有一批人追求“點石成金”之術(shù)，他們試圖利用化學方法將一些普通的礦石變成黃金。當然，這些煉金術(shù)士的希望都破滅了。
那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過程嗎？
提示　存在能讓一種元素變成另一種元素的過程，這就是我們要講的原子核的衰變過程以及后面要學習的原子核的人工轉(zhuǎn)變。
類似于“點石成金”的事一直就在自然界中進行著，這就是伴隨著天然放射現(xiàn)象發(fā)生的原子核“衰變”過程。
1.定義
放射性元素是不穩(wěn)定的，會自發(fā)地蛻變?yōu)榱硪环N元素，同時放出______，我們稱這種現(xiàn)象為放射性衰變。
射線
2.衰變類型
(1)α衰變：放射性元素放出α粒子的衰變過程。放出一個α粒子后，核的質(zhì)量數(shù)________，電荷數(shù)________，成為新核。
(2)β衰變：放射性元素放出β粒子的衰變過程。放出一個β粒子后，核的質(zhì)量數(shù)______，電荷數(shù)________，成為新核。
3.衰變規(guī)律
原子核衰變前、后________和________均守恒。
減少4
減少2
不變
增加1
電荷數(shù)
質(zhì)量數(shù)
4.原子核衰變的理解
【思考】
1.如圖為α衰變、β衰變示意圖。
(1)當原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？
(2)當發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數(shù)相對原來的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化？
提示　(1)α衰變時，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2。
(2)β衰變時，新核的核電荷數(shù)增加1。新核在元素周期表中的位置向后移動一位。
2.原子核發(fā)生β衰變是否為原子核中的電子發(fā)射到核外了呢？
提示　不是，原子核中沒有電子。
CD
A
知識點四　半衰期
1.定義
放射性元素的原子核由于衰變而數(shù)目減少至原來______所需的時間。
2.半衰期描述的是__________，不適用于單個原子核的衰變。
3.放射性元素衰變的半衰期是由_______________的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和__________ (壓力、溫度等)沒有關(guān)系。
一半
統(tǒng)計規(guī)律
核內(nèi)部自身
外部條件
4.對半衰期規(guī)律的理解
【思考】
1.鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期為1 620年，有人說：20 g鐳226經(jīng)過1 620年有一半發(fā)生衰變，鐳226還有10 g，再經(jīng)過1 620年另一半鐳226也發(fā)生了衰變，鐳226就沒有了。這種說法對嗎？為什么？
提示　不對。放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫作這種元素的半衰期。經(jīng)過第二個1 620年后鐳226還剩5 g。
2.某種放射性元素的半衰期對少數(shù)原子核發(fā)生衰變有意義嗎？
提示　沒有意義。只對大量原子核有意義，對少數(shù)原子核沒有意義，某一個原子核何時發(fā)生衰變，是未知的。
A
例4 下列關(guān)于放射性元素半衰期的說法正確的是(　　)
A.半衰期越長對環(huán)境的影響時間越長
B.通過化學方法可以改變放射性元素的半衰期
C.通過物理方法可以改變放射性元素的半衰期
D.100個放射性元素原子核經(jīng)過一個半衰期后剩余50個未衰變的原子核
解析　半衰期越長的放射性元素衰變的速度越慢，對環(huán)境的影響時間越長，A正確；半衰期是由放射性元素的核內(nèi)部自身的因素決定，與所處的化學狀態(tài)和外部物理環(huán)境無關(guān)，B、C錯誤；半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子核適用，對少數(shù)原子核不適用，D錯誤。
C
隨堂對點自測
2
B
1.(天然放射性及射線的性質(zhì))放射性元素衰變時，通常會放出α、β、γ三種射線，這三種射線穿透本領(lǐng)的示意圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
解析　α射線的穿透本領(lǐng)最弱，γ射線的穿透本領(lǐng)最強，因此射線x應(yīng)為α射線，射線y應(yīng)為β射線，射線z應(yīng)為γ射線；α射線的電離本領(lǐng)最強，可以用來消除有害靜電，故A錯誤，B正確；β射線的本質(zhì)為高速電子流，其速度可達光速的99%，即接近光速，故C錯誤；γ射線的穿透本領(lǐng)最強，射線z應(yīng)為γ射線，γ射線的本質(zhì)是高能光子，故D錯誤。
BD
解析　同位素有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的質(zhì)量數(shù)，故A錯誤；同位素有相同的化學性質(zhì)，故B正確；半衰期與原子的物理、化學狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；P為放射性同位素，可用作示蹤原子，故D正確。
B
解析　β衰變是原子核自發(fā)地釋放一個β粒子(即電子)產(chǎn)生新核的過程，原子核衰變時質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，結(jié)合選項分析可知，B正確。
課后鞏固訓(xùn)練
3
D
對點題組練
AC
2.(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法中正確的有(　　)
A.打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線、β射線
B.α射線和β射線的軌跡是拋物線
C.α射線和β射線的軌跡是圓弧
D.如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b
BCD
題組二　人工放射性同位素
3.(多選)關(guān)于人工放射性同位素，下列說法正確的是(　 　)
A.人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)的半衰期長很多
B.人工放射性同位素的放射強度容易控制
C.人工放射性同位素的γ射線能進行金屬探傷
D.使用人工放射性同位素也要遵守操作規(guī)程，防止對空氣、水源、用具等的污染
解析　人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物質(zhì)的短，故選項A錯誤；人工放射性同位素的放射強度容易控制，故選項B正確；人工放射性同位素的γ射線能進行金屬探傷，故選項C正確；使用人工放射性同位素也要遵守操作規(guī)程，防止對空氣、水源、用具等的污染，故選項D正確。
C
4.在放射性同位素的應(yīng)用中，下列做法正確的是(　　)
A.應(yīng)該用α射線探測物體的厚度
B.應(yīng)該用γ射線放射源制成“煙霧報警器”
C.放射育種是利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異
D.醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較長的放射性同位素
解析　γ射線的貫穿能力最強，應(yīng)該用γ射線探測物體的厚度，故A錯誤；因為α粒子的電離本領(lǐng)強，所以應(yīng)該用α粒子放射源制成”煙霧報警器”，故B錯誤；γ射線的貫穿能力最強，從而使DNA發(fā)生變異，所以放射育種利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異，故C正確；如果放射性同位素的半衰期較短，則其廢料易于處理，所以醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較短的放射性同位素，故D錯誤。
A
題組三　衰變
5.某放射性元素的原子核內(nèi)有N個核子，其中有n個質(zhì)子，該原子核發(fā)生2次α衰變和1次β衰變，變成1個新核，則(　　)
A.衰變前原子核有(N－n)個中子
B.衰變后新核有(n－4)個質(zhì)子
C.衰變后新核的核子數(shù)為(N－3)
D.衰變后新核的中子數(shù)為(N－n－3)
解析　核子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，所以衰變前原子核有(N－n)個中子，A正確；衰變后新核有n－(2×2－1)＝(n－3)個質(zhì)子，B錯誤；衰變后新核的核子數(shù)為N－2×4＝N－8，C錯誤；衰變后新核的中子數(shù)為(N－n－5)，D錯誤。
C
A.圖中a是208
B.Y和Z都是β衰變
C.X衰變放出的電子是中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的
D.X衰變中放出的射線電離能力最強
C
A
C
綜合提升練
D
10.如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數(shù)器之間加上L后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，則x可能是(　　)
A.α射線和β射線的混合放射源
B.純α射線放射源
C.純γ射線放射源
D.α射線和γ射線的混合放射源
解析　在放射源和計數(shù)器之間加薄鋁片L后，發(fā)現(xiàn)計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，說明射線中含有穿透能力弱的粒子，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場B，計數(shù)器的計數(shù)率不變，說明剩下的射線不帶電，即為γ射線，因此放射源x可能是α射線和γ射線的混合放射源，故A、B、C錯誤，D正確。
D
A.1.22 d B.3.91 d C.5.02 d D.3.80 d
解析　由題圖可知0.8m0的氡222質(zhì)量減少到0.4m0所用的時間Δt＝3.80 d，0.4m0的氡222質(zhì)量減少到0.2m0所用的時間Δt＝3.80 d，即氡222的半衰期為3.80 d，故A、B、C錯誤，D正確。
D
12.某校學生在進行社會綜合實踐活動時，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線(見下表)，并總結(jié)出它們的幾種用途。
同位素 釙210 镅241 鍶90 锝99 鈷60 氡
放射線 α β β γ γ α
半衰期 138天 433天 28年 6小時 5年 3.8天
請你根據(jù)上表分析判斷下面結(jié)論正確的是(　　)
A.塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓較厚的聚乙烯薄膜通過軋輥后變薄，利用α射線來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻
B.鈷60的半衰期為5年，若取4個鈷60原子核，經(jīng)10年后就一定剩下1個原子核
C.把放射性元素釙210摻雜到其他穩(wěn)定元素中，放射性元素的半衰期變短
D.用锝99可以作為示蹤原子，用來診斷人體內(nèi)的器官是否正常，方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的某些物質(zhì)，當這些物質(zhì)的一部分到達要檢查的器官時，可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否
解析　因為α射線穿透能力弱，不適合測量薄膜的厚度，故A錯誤；鈷60的半衰期為5年是指大量鈷60原子核因衰變而減少到它原來數(shù)目的一半所需要的時間，對少量原子核不適用，故B錯誤；半衰期由元素本身決定，與原子核所處環(huán)境，狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；檢查時，要在人體外探測到體內(nèi)輻射出來的射線，而又不能讓放射性物質(zhì)長期留在體內(nèi)，所以應(yīng)選取锝99作為示蹤原子，故D正確。
同位素 釙210 镅241 鍶90 锝99 鈷60 氡
放射線 α β β γ γ α
半衰期 138天 433天 28年 6小時 5年 3.8天

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