資源簡介

第五章　2.
基礎達標練
1．某放射性元素的原子核發生2次α衰變和6次β衰變，關于原子核的變化，下列說法正確的是( 　　)
A．質子數增加2 B．質子數減小2
C．中子數減小8 D．核子數減小10
答案：A
解析：設該原子核的質量數(核子數)為m，電荷數(質子數)為n，衰變后新核的質量數為x，電荷數為y，根據質量數守恒和電荷數守恒可得x＝m－8，y＝n－4＋6＝n＋2，由此可知與衰變前相比，新核核子數減小8，質子數增加2，中子數減小10，選項A正確。
2．(多選)在勻強磁場中，有一個原來靜止的C原子核，發生衰變后運動軌跡如圖所示，大、小圓半徑分別為R1、R2。則下列關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.C―→N＋e
B.C―→Be＋He
C．R1∶R2＝7∶1
D．R1∶R2＝2∶1
答案：AC
解析：若是α衰變，則新核和α粒子向相反的方向射出，新核和α粒子偏轉方向相反，做勻速圓周運動的軌跡外切，由題意知，兩圓內切，所以該核發生的是β衰變，根據質量數守恒和電荷數守恒可知，衰變方程為C―→N＋e，故A正確，B錯誤；由洛倫茲力提供向心力，可求得半徑r＝，又由于衰變前后動量守恒，即m1v1＝m2v2，所以半徑之比等于電荷量的反比，從而求出半徑之比為R1∶R2＝7∶1，故C正確，D錯誤。
3．放射性元素在衰變過程中，有些放出α射線，有些放出β射線，有些在放出α射線或β射線的同時，還以γ射線的形式釋放能量。例如Th核的衰變過程可表示為Th―→Pa＋e＋γ，這個衰變( 　　)
A．是β衰變，產生的Pa核從高能級向低能級躍遷
B．是β衰變，產生的Pa核從低能級向高能級躍遷
C．是α衰變，產生的Pa核從高能級向低能級躍遷
D．是α衰變，產生的Pa核從低能級向高能級躍遷
答案：A
解析：由核反應方程可知，該核反應生成e，并且釋放能量，正確選項為A。
4．14C發生衰變成為14N，半衰期約為5 730年。已知植物存活期間，其體內14C與12C的比例不變，生命活動結束后，14C的比例會持續減少。現測量某古木樣品中14C的比例，發現正好是現代植物樣品中14C比例的二分之一。則( 　　)
A．該古木生命活動結束的年代距今約為5 730年
B．再過約5 730年，該樣品中的14C將全部衰變殆盡
C．14C衰變為14N的本質是H―→n＋e
D．改變樣品測量環境的溫度和壓強，可以改變14C的衰變快慢
答案：A
解析：設原來14C的質量為M0，衰變后剩余質量為M，則有M＝M0n，其中n為經過半衰期的次數，由題意可知剩余質量為原來的，故n＝1，所以該古木生命活動結束的年代距今約為5 730年，故A正確；再過約5 730年，則又經過了一個半衰期，該樣品中的14C的比例將變成現代植物樣品中14C比例的，故B錯誤；14C衰變為14N的過程中質量數沒有變化而電荷數增加1，所以是其中的一個中子變成了一個質子和一個電子，所以放出β射線，其衰變的本質為n―→H＋e，故C錯誤；放射性元素的半衰期與物理環境以及化學環境無關，故D錯誤。
5．(2024·黑龍江哈爾濱三模)關于原子核衰變，下列說法正確的是( 　　)
A．100個鈾核(U)經一個半衰期后一定剩50個鈾核(U)未發生衰變
B．原子核的半衰期在高溫高壓下會變短
C．放射性元素發生β衰變時所放出的電子來源于原子核外
D．一個鈾核(U)衰變為鉛核(Pb)，要經過8次α衰變和6次β衰變
答案：D
解析：放射性元素的半衰期是大量的放射性元素的原子衰變的統計規律，對個別的原子沒有意義，故A錯誤；放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度無關，與化學狀態也無關。故B錯誤；放射性元素發生β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化為質子時產生的，故C錯誤；令鈾核(U)衰變為鉛核(Pb)的核反應方程為U―→Pb＋mHe＋ne，根據質量數守恒和電荷數守恒238＝206＋4m,92＝82＋2m－n，聯立解得m＝8，n＝6，故D正確。
6．(多選)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產生了人工放射性同位素X，反應方程為He＋Al―→X＋n。X會衰變成原子核Y，衰變方程為X―→Y＋e。則( 　　)
A．X的質量數與Y的質量數相等
B．X的電荷數比Y的電荷數少1
C．X的電荷數比Al的電荷數多2
D．X的質量數與Al的質量數相等
答案：AC
解析：發生核反應前后滿足質量數守恒、電荷數守恒，則可判斷X的質量數與Y的質量數相等；X的電荷數比Y的電荷數多1；X的電荷數比Al的電荷數多2；X的質量數比Al的質量數多3，故A、C正確。
7．某校學生在進行社會實踐活動時，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)并總結出它們的幾種用途。
同位素 放射線 半衰期 同位素 放射線 半衰期
釙210 α 138天 鍶99 β 28年
镅241 β 433天 锝99 γ 6小時
鈷60 γ 5年 氡 α 3.8天
根據表中數據請你分析判斷下面結論正確的是( 　　)
A．塑料公司生產聚乙烯薄膜，方法是讓較厚的聚乙烯膜通過軋輥后變薄，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10年后就一定剩下一個原子核
C．把放射性元素釙210摻雜到其他穩定元素中，放射性元素的半衰期變短
D．锝99可以作示蹤原子，用來診斷人體內的器官是否正常。方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物質，當這些物質的一部分到達要檢查的器官時，可根據放射性同位素的射線情況分析器官正常與否
答案：D
解析：α射線穿透能力弱，無法測量薄膜的厚度，半衰期是對大量原子核的統計規律，對少數原子核不適用，且與元素所處的物理、化學狀態無關，故A、B、C錯誤；檢查時，要在人體外探測到體內輻射出來的射線，而又不能讓放射性物質長期留在體內，所以可選取锝99作為放射源，故D正確。
8．天然放射性鈾(U)發生衰變后產生釷(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，衰變產生的釷(Th)核速度為，且與鈾核速度方向相同，求產生的另一種新核的速度。
答案：(1)U―→Th＋He　(2)v
解析：(2)設另一新核的速度為v′，鈾核質量為238m，由動量守恒定律得：238mv＝234m＋4mv′得：v′＝v。
能力提升練
9．威耳遜云室是最早的帶電粒子徑跡探測器，進入云室的帶電粒子會使云室中的氣體電離，從而顯示其軌跡。如圖所示，云室中存在一個垂直于紙面向里的勻強磁場，某次對某原子核的衰變觀察中，發現有兩處運動軌跡，其中運動軌跡較大的如圖中ab所示，若粒子在運動時，其質量和電荷量都不變，則下列說法正確的是( 　　)
A．粒子一定在接近b處衰變
B．該原子核發生的是α衰變
C．該粒子來自原子核內部
D．該粒子的貫穿能力弱，可以用于治療腫瘤
答案：C
解析：由于粒子在運動過程中受氣體的阻礙，所以運動的速度一定是越來越小的，由R＝可知，該粒子運動的圓周軌道半徑一定越來越小，故一定從a處開始運動，故A錯誤；由左手定則和曲線運動軌跡可判斷，該粒子帶負電，該原子核發生的是β衰變，故B錯誤；發生β衰變時，由動量守恒定律知：0＝m1v1－m2v2，由R＝可知，運動軌跡較大的應為β粒子，是原子核內的中子轉化為質子時放出的電子，故C正確；β粒子的貫穿能力大于α粒子的貫穿能力，小于γ粒子的貫穿能力，不能用于治療腫瘤，故D錯誤。
10．元素周期表上已經列有超過110種不同的化學元素，各種元素所具有的各不相同的物理、化學性質，造就了我們這個多姿多彩、充滿生命力的世界。例如，Og(讀音：ao)是第118號元素，是一種人工合成的稀有氣體元素，是人類目前已合成的最重的元素，這種元素具有放射性，其原子核經過n次α衰變后的產物為Fm(讀音：fei)，Og的半衰期為T，則下列說法正確的是( 　　)
A.Og衰變為Fm時放出一個電子
B．α衰變的次數n＝8
C.Og的中子數比Fm的中子數多18
D．1 g Og經2T時間，剩余物質的質量為0.25 g
答案：C
解析：由題意知，該衰變放出α粒子，故A錯誤；衰變次數n＝＝9，則衰變方程為Og→Fm＋9He，故B錯誤；Og的中子數為294－118＝176，而Fm的中子數為258－100＝158，Og的中子數比Fm的中子數多176－158＝18，故C正確；剩余的Og的質量為0.25 g，但衰變過程中會產生新核，故剩余物質的質量大于0.25 g，故D錯誤。
11．核電池又叫“放射性同位素電池”，它將射線的熱能轉變為電能。核電池已成功地用于航天器電源、心臟起搏器電源和一些特殊軍事領域，其中的燃料钚(Pu)是一種人造同位素，可由下列反應合成：U＋H―→Np＋2X，Np―→Pu＋Y，期間伴隨著γ射線釋放，則下列說法正確的是( 　　)
A．X為質子
B.U核比Pu核少了2個中子
C．Y是Np核中的一個中子轉化成一個質子時產生的
D．γ射線是Np的核外電子從高能級往低能級躍遷時產生的
答案：C
解析：根據質量數和電荷數守恒可知，U＋H―→Np＋2X應為U＋H―→Np＋2n，即X為中子，A錯誤；U的中子數是238－92＝146，Pu的中子數為238－94＝144，U核比Pu核多了2個中子，B錯誤；根據質量數和電荷數守恒可知，Np―→Pu＋Y的核反應方程是Np―→Pu＋e，即發生β衰變，β衰變的實質是核內一個中子轉化成一個質子，同時釋放一個電子，C正確；γ射線是Np核從高能級向低能級躍遷時輻射出來的，D錯誤。
12．勻強電場里有一個原來速度幾乎為零的放射性碳14原子核，它所放射的粒子與反沖核經過相等的時間所形成的徑跡如圖所示(a、b均表示長度)，那么碳14的衰變方程可能是( 　　)
A.C―→He＋Be
B.C―→e＋B
C.C―→e＋N
D.C―→H＋B
答案：A
解析：由軌跡彎曲方向可以看出，反沖核與放出的射線的受力方向均與電場強度方向相同，均帶正電。衰變過程動量守恒，有m1v1＝m2v2，粒子與反沖核均做平拋運動，有b＝v2t,4b＝·t2，a＝v1t,2a＝·t2，聯立以上各式得＝。則核反應方程是C―→He＋Be，故A正確。
13．(2024·河北模擬預測)2024年5月，日本東京電力公司啟動福島第一核電站核污染水的第五輪排海，本輪排海預計將持續到5月7日，排放量與前四次大致相同，排放總量仍為7 800噸左右。日本不顧多個國家的反對，公然將含有大量放射性物質的核廢水排放到太平洋中，其中有一種放射性物質是碳14，它的半衰期大約為5 730年，其衰變方程為C―→N＋X；則下列說法正確的是( 　　)
A．衰變方程中X為α粒子
B．衰變產生的X粒子電離本領比γ光子強
C．碳14半衰期很長，所以短期內不會對人類造成影響
D．如果有100個碳14，經過2 865年將有25個原子核發生衰變
答案：B
解析：根據質量數和電荷數守恒，可知X的質量數為0，核電荷數為－1，所以衰變方程中X為電子，故A錯誤；衰變產生的X粒子電離本領比γ光子強，故B正確；碳14半衰期很長，短期內會對人類造成影響，故C錯誤；半衰期是大量原子核衰變的統計規律，對少量原子核衰變不適用，故D錯誤。
14．一個靜止的鈾核U放出一個α粒子后衰變成釷核Th。
(1)寫出鈾核的衰變反應方程。
(2)圖中哪個是α粒子的軌跡？哪個是釷核的軌跡？求出它們半徑的比值。
(3)若釋放的核能全部轉化為α粒子和新核的動能，已知α粒子的動能為E0，則在此衰變過程中釋放的能量為多少？
答案：(1)U―→Th＋He　(2)3　4　45∶1　(3)E0
解析：(1)根據質量數守恒和電荷數守恒知，該衰變反應方程為U―→Th＋He。
(2)因為兩種產物都帶正電，結合動量守恒和帶電粒子在磁場中的運動規律及左手定則可知，3是α粒子的軌跡，4是釷核的軌跡。根據牛頓第二定律有qvB＝m，解得r＝。α粒子和釷核Th的動量相等，故半徑之比等于電荷量的反比，故Rα∶RTh＝45∶1。
(3)系統動量守恒，釷核和α粒子的動量大小相等，故動能之比等于質量的反比，即pTh＝pα，EkTh＝，Ekα＝E0＝，EkTh＝Ekα＝E0。根據能量守恒定律可得此衰變過程中釋放的能量為ΔE＝EkTh＋Ekα＝E0。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共70張PPT)
第五章　原子核
2．放射性元素的衰變
目標體系構建
1．知道放射現象的實質是原子核的衰變，會正確書寫衰變方程。
2．了解半衰期及其統計意義。
3．知道核反應及其遵從的規律。
4．知道放射性同位素及其應用，知道射線的危害及防護。
1．知道什么是α衰變和β衰變，能運用衰變規律寫出衰變方程。
2．知道半衰期的概念和半衰期的統計意義，能利用半衰期公式進行簡單計算。
3．知道什么是放射性同位素和人工轉變的放射性同位素。
4．了解放射性在生產和科學領域的應用和防護。
課前預習反饋
知識點 1
1.定義
原子核自發地放出__________或________，由于核電荷數變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種________。我們把這種變化稱為原子核的衰變。
2．衰變分類
(1)α衰變：放出α粒子的衰變。
(2)β衰變：放出β粒子的衰變。
原子核的衰變
α粒子
β粒子
原子核
3．衰變過程
4．衰變規律
(1)原子核衰變時________和________都守恒。
(2)任何一種放射性元素只有一種放射性，不能同時既有α放射性又有β放射性，而γ射線伴隨α衰變或β衰變產生。
說明：原子核衰變時質量數守恒，但不是質量守恒，有質量減少(也叫質量虧損)。
電荷數
質量數
『判一判』
(1)發生β衰變是原子核中的電子發射到核外。( 　　)
(2)γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的。( 　　)
×
√
『選一選』
A．8、6 B．6、8
C．4、8 D．8、4
答案：A
解析：在α衰變的過程中，每發生一次α衰變電荷數少2，質量數少4，在β衰變的過程中，每發生一次β衰變，電荷數多1。
由質量數關系知：4m＝238－206；由電荷數關系知：2m－n＝92－82
解得m＝8，n＝6，故A項正確。
知識點 2
1.定義：放射性元素的原子核有______發生衰變所需的時間。
2．決定因素：放射性元素衰變的快慢是由____________的因素決定的，跟原子所處的化學狀態和外部條件沒有關系。不同的放射性元素，半衰期______。
3．應用：利用半衰期非常穩定這一特點，可以測量其衰變程度、推斷時間。
說明：半衰期是大量原子核衰變的統計規律，只對大量原子核有意義，對少數原子核沒有意義。
半衰期
半數
核內部自身
不同
『判一判』
(3)半衰期是原子核有半數發生衰變需要的時間，經過兩個半衰期原子核就全部發生衰變。( 　　)
(4)有1 000個放射性元素，原子核經過一個半衰期，還有500個沒有衰變。( 　　)
×
×
知識點 3
2．定義：原子核在其他粒子的轟擊下產生__________的過程。
3．特點：在核反應中，________守恒、________守恒。
核反應
新原子核
質量數
電荷數
『選一選』
下列核反應方程式中的X粒子為中子的是( 　　)
答案：D
解析：根據核反應方程式中質量數守恒和電荷數守恒可確定各項中的X。可得出D正確。
知識點 4
1.放射性同位素：很多元素都存在一些具有________的同位素，它們被稱為放射性同位素。
2．放射性同位素的應用
(1)射線測厚儀。
(2)放射治療。
(3)培優、保鮮。
(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有________化學性質，用放射性同位素替換非放射性的同位素后，可以探測出原子到達的位置。
放射性同位素的應用與安全
放射性
相同的
3．輻射與安全：人類一直生活在放射性的環境中，過量的射線對人體組織____________。要防止放射性物質對水源、空氣、用具等的污染。
說明：一般放射性同位素半衰期短，而且強度容易控制，使用更廣泛。
有破壞作用
『判一判』
(6)現在用到射線時，既可以用人工放射性同位素，也可以用天然放射性物質。( 　　)
×
×
『想一想』
放射性同位素的放射強度易于控制，它的半衰期比天然放射性物質短得多，因此在生產和科學領域得以廣泛的應用。
(1)能用α射線來測量金屬板的厚度嗎？
(2)γ射線照射食品延長保存期的原理是什么？
提示：(1)不能。
(2)用γ射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發芽，延長保存期。
課內互動探究
探究?
原子核的衰變規律與衰變方程
要點提煉
1.衰變規律
原子核衰變前后的電荷數、質量數、動量、能量守恒，衰變規律是：
(1)α衰變：原子核的質量數減少4，電荷數減少2，成為新核。
(2)β衰變：原子核的質量數不變，電荷數增加1。
2．衰變實質
3．確定衰變次數的方法
(3)根據電荷數和質量數守恒列方程
A＝A′＋4n
Z＝Z′＋2n－m
(1)核反應中遵循質量數守恒而不是質量守恒，核反應過程中反應前后的總質量一般會發生變化(質量虧損)而釋放出核能。
(2)衰變方程的書寫方面：衰變方程用“―→”表示，而不用“＝”表示。
(3)衰變方程表示的變化方面：衰變方程表示的是原子核的變化，而不是原子的變化。
(4)為了確定衰變次數，一般是由質量數的改變先確定α衰變的次數，這是因為β衰變的次數的多少對質量數沒有影響，然后再根據衰變規律確定β衰變的次數。
典例剖析
A．2次α衰變 B．2次β衰變
C．1次α衰變，1次β衰變 D．2次β衰變，1次α衰變
答案：C
解析：由質量數關系知4m＝238－234，由電荷數關系知2m－n＝92－91。解得m＝1，n＝1，選項C正確。
某放射性元素的原子核X經α衰變得到新核Y，Y經β衰變得到原子核Z，則( 　　)
A．原子核Z的中子數比X少2
B．原子核Z的質子數比X少1
C．原子核Z的中子數比Y多1
D．原子核Z的質子數比Y少1
答案：B
對點訓練
探究?
放射性元素的半衰期及其應用
要點提煉
1.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，同一放射元素具有的衰變速率一定，不同元素半衰期不同，有的差別很大。
2．半衰期公式
t表示衰變時間，T表示半衰期，N0、m0表示衰變前的原子數和衰變元素的質量，N余、m余表示衰變后且尚未發生衰變的原子數和衰變元素的質量，則有：
3．適用條件
半衰期是一個統計概念，是對大量的原子核衰變規律的總結，對于一個特定的原子核，無法確定其何時發生衰變，半衰期只適用于大量的原子核。
4．半衰期的應用
利用半衰期非常穩定這一特點，可以通過測量衰變程度來推斷時間、測定地質年代、推斷古生物年齡等。
(1)半衰期由核內部自身的因素決定，與原子所處的化學狀態和外部條件都無關。
(2)半衰期是一個統計規律，適用于對大量原子核衰變的計算，對于個別少數原子核不適用。
典例剖析
已知碘131的半衰期約為8天，下列說法中正確的是( 　　)
A．全部碘131衰變所需時間的一半是8天
B．2個碘131原子核經過8天只剩1個
C．碘131原子質量數減少一半所需的時間是8天
D．1 g碘131原子經過8天，碘131質量剩余一半
答案：D
對點訓練
探究?
核反應、放射性同位素及其應用
要點提煉
1.核反應的條件
用α粒子、質子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發生轉變。
2．核反應的實質
用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內部使核發生了轉變。
3．原子核人工轉變的三大發現
(1)1919年盧瑟福發現質子的核反應：
(2)1932年查德威克發現中子的核反應：
4．人工轉變核反應與衰變的比較
(1)不同點：原子核的人工轉變，是一種核反應，是其他粒子與原子核相碰撞的結果，需要一定的裝置和條件才能發生，而衰變是原子核的自發變化，它不受物理化學條件的影響。
(2)相同點：人工轉變與衰變過程一樣，在發生過程中質量數與電荷數都守恒，反應前后粒子總動量守恒。
5．放射性同位素的主要應用
(1)利用它的射線。
①工業部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性；
②農業應用——γ射線使種子的遺傳基因發生變異，殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發芽，延長保存期等；
③醫療上——利用γ射線的高能量治療癌癥。
(2)作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質，通過探測放射性同位素的射線確定其位置。
(1)核反應過程一般都是不可逆的，核反應方程不能用等號連接，只能用單向箭頭表示反應方向。
(2)核反應方程應以實驗事實為基礎，不能憑空杜撰。
典例剖析
A．X是質子，Y是中子，Z是正電子
B．X是正電子，Y是質子，Z是中子
C．X是中子，Y是正電子，Z是質子
D．X是正電子，Y是中子，Z是質子
答案：D
如圖所示，由天然放射性元素釙(Po)放出的α射線轟擊鈹(Be)時會產生A粒子流，用A粒子流轟擊石蠟時，會打出B粒子流。下列說法正確的是( 　　)
對點訓練
B．該實驗是查德威克發現質子的實驗
C．粒子A為中子，粒子B為質子
D．粒子A為質子，粒子B為中子
答案：C
4．放射性在工農業生產和科學研究中有廣泛的應用，下列關于放射性的應用與防護，說法不正確的是( 　　)
A．利用γ射線照射食品，可以殺死使食物腐敗的細菌，延長保質期
B．利用示蹤原子可以研究生物大分子的結構和功能
C．利用射線的貫穿作用，可以制成射線測厚裝置
D．放射治療利用了射線對病灶細胞的電離作用
答案：D
解析：用γ射線照射食品，可以殺死使食物腐敗的細菌，延長保存期，故A正確；利用示蹤原子可以研究生物大分子的結構和功能，故B正確；利用射線的貫穿作用，可以制成射線測厚裝置，故C正確；放射治療利用了射線對病灶細胞的破壞作用，故D錯誤。
(多選)下列關于放射性同位素的一些應用的說法正確的是( 　　)
A．利用放射性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發生變異
D．在研究農作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子的
答案：BCD
對點訓練
解析：利用放射性消除靜電是利用射線的電離作用，A錯誤；人們利用γ射線穿透能力強的特點，探查較厚的金屬部件內部是否有裂紋或砂眼，B正確；人們利用γ射線照射種子，可以使種子內的遺傳物質發生變異，經過篩選，培育出新的優良品種，C正確；在研究農作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子的，D正確。
核心素養提升
α衰變和β衰變在磁場中的軌跡分析
設有一個質量為M0的原子核，原來處于靜止狀態。當發生一次α(或β)衰變后，釋放的粒子的質量為m，速度為v，產生的反沖核的質量為M，速度為V
1．動量守恒關系
0＝mv＋MV或mv＝－MV
2．在磁場中徑跡的特點
(多選)(2022·北京101中學高二下學期期末)A、B是兩種放射性元素，原來都靜止在同一勻強磁場，其中一個放出α粒子，另一個放出β粒子，運動方向都與磁場方向垂直。圖中a、b與c、d分別表示各粒子的運動軌跡，下列說法中正確的是( 　　)
案例
A．磁場方向一定為垂直紙面向里
B．A放出的是α粒子，B放出的是β粒子
C．b為α粒子運動軌跡，c為β粒子運動軌跡
D．a軌跡中粒子比b軌跡中的粒子動量大
答案：BC
解析：粒子在磁場中做勻速圓周運動，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判斷磁場的方向，故A錯誤；放射性元素放出α粒子時，α粒子與反沖核的速度相反，而電性相同，則兩個粒子受到的洛倫茲力方向相反，兩個粒子的軌跡應為外切圓；而放射性元素放出β粒子時，β粒子與反沖核的速度相反，而電性相反，則兩個粒子受到的洛倫茲力方向相同，兩個粒子的軌跡應為內切圓。故A放出的是α粒子，B放出的是β粒子，故B正確；放射性元素放出粒子時，兩帶電粒子的動量守恒，故a軌跡中粒子與b軌跡中的粒子動量大小相等，方向相反。由半徑公式R＝
課堂達標檢測
一、原子核的衰變
A．α衰變、β衰變和β衰變
B．β衰變、α衰變和β衰變
C．β衰變、β衰變和α衰變
D．α衰變、β衰變和α衰變
答案：A
A．x＝1，y＝3 B．x＝2，y＝3
C．x＝3，y＝1 D．x＝3，y＝2
答案：D
解析：方法一：由質量數守恒和電荷數守恒可得：4x＋220＝232,2x－y＋86＝90，兩式聯立得x＝3，y＝2。
3．(多選)(2024·河南三門峽期末)靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比R1∶R2＝44∶1，如圖所示，則( 　　)
A．α粒子與反沖核的動量大小相等、方向相反
B．衰變瞬間，α粒子與反沖核的動能相等
C．原放射性元素的電荷數為90
D．α粒子和反沖核的速度大小之比為1∶88
答案：AC
二、半衰期
4．地球的年齡到底有多大，科學家利用天然放射性元素的衰變規律，通過對目前發現最古老的巖石中鈾和鉛的含量來推算。測得該巖石中現含有的鈾是巖石形成初期時(巖石形成初期時不含鉛)的一半，鈾238衰變后形成鉛206，鈾238的相對含量隨時間變化規律如圖所示，圖中N為鈾238的原子數，N0為鈾和鉛的總原子數。由此可以判斷出( 　　)
A．鈾238的半衰期為90億年
B．地球的年齡大致為90億年
C．被測定的巖石樣品在90億年時，鈾、鉛原子數之比約為1∶3
D．根據鈾半衰期可知，20個鈾原子核經過一個半衰期后就剩下10個鈾原子核
答案：C
三、核反應、放射性同位素及其應用
5．2021年1月26日8時39分，中國散裂中子源(CSNS)多物理譜儀成功出束，中子束流與預期相符。該譜儀的成功出束標志著國內首臺中子全散射譜儀的設備研制與安裝成功，下列核反應中放出的粒子為中子的是( 　　)
答案：B
A．Z＝92，N＝142，A＝233
B．Z＝92，N＝141，A＝233
C．Z＝90，N＝140，A＝230
D．Z＝90，N＝142，A＝232
答案：B
解析：根據電荷數守恒，U的電荷數為Z＝90＋0＋2＝92，根據質量數守恒，U的質量數為A＝232＋1＝233，U的中子數為N＝A－Z＝141，故B正確。

展開更多......

收起↑