2024屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)與測(cè)試第一部分專題五熱學(xué)光學(xué)原子物理第15講原子結(jié)構(gòu)與原子核命題點(diǎn)二原子核的衰變半衰期

命題點(diǎn)二原子核的衰變、半衰期1．原子核的衰變．(1)衰變：原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化．(2)分類．α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He，如eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e，如eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e【溫馨提示】平衡或書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，但不是總質(zhì)量守恒．2．三種射線的成分和性質(zhì)．名稱構(gòu)成符號(hào)電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核eq\o\al(4,2)He＋2e4u最強(qiáng)最弱β射線電子eq\o\al(0,－1)e－eeq\f(1,1837)u較強(qiáng)較強(qiáng)γ射線光子γ00最弱最強(qiáng)3.半衰期的理解．半衰期的公式：N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,τ))，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,τ)).式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期．(2023·廣東卷)理論認(rèn)為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過(guò)程，受核反應(yīng)eq\o\al(12,)6C＋Y→eq\o\al(16,8)O的影響．下列說(shuō)法正確的是()A．Y是β粒子，β射線穿透能力比γ射線強(qiáng)B．Y是β粒子，β射線電離能力比γ射線強(qiáng)C．Y是α粒子，α射線穿透能力比γ射線強(qiáng)D．Y是α粒子，α射線電離能力比γ射線強(qiáng)解析：根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒的特點(diǎn)得出Y的類型，結(jié)合射線的不同特點(diǎn)和題目選項(xiàng)即可完成分析．核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，由此可得：Y的質(zhì)子數(shù)為：8－6＝2，Y的質(zhì)量數(shù)為：16－12＝4，即Y是α粒子，而α射線的電離能力比γ射線強(qiáng)，故D項(xiàng)正確，A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤；故選D.答案：D對(duì)于質(zhì)量為m0的放射性元素p，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余p的質(zhì)量為m，其圖線如圖所示，從圖中可以得到p的半衰期為()A．0.6dB．2.2dC．3.0dD．3.6d解析：由圖像可知，放射性元素的質(zhì)量從eq\f(2,3)m0變?yōu)閑q\f(1,3)m0，剛好衰變了一半的放射性元素，經(jīng)歷的時(shí)間為一個(gè)半衰期，則有T＝5.5d－2.5d＝3.0d．故選C.答案：C1．醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT是借助于示蹤劑可以聚集到病變部位的特點(diǎn)來(lái)發(fā)現(xiàn)疾?。聚檮┏＠猛凰豦q\o\al(11,)6C作示蹤原子標(biāo)記，其半衰期僅為20min.eq\o\al(11,)6C由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊eq\o\al(14,)7N獲得，則下列說(shuō)法正確的是()A．用高速質(zhì)子轟擊eq\o\al(14,7)N，生成eq\o\al(11,6)C的同時(shí)釋放出中子B．用高速質(zhì)子轟擊eq\o\al(14,7)N，生成eq\o\al(11,6)C的同時(shí)釋放出α粒子C．1g的eq\o\al(11,6)C經(jīng)40min后，剩余eq\o\al(11,6)C的質(zhì)量為0.2gD．將eq\o\al(11,6)C置于回旋加速器加速時(shí)，其半衰期可能會(huì)發(fā)生變化解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，寫(xiě)出用高速質(zhì)子轟擊eq\o\al(14,7)N生成eq\o\al(11,6)C的核反應(yīng)方程式為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(11,6)C＋eq\o\al(4,2)He，可知同時(shí)釋放出α粒子，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；eq\o\al(11,6)C的半衰期為20min，1g的eq\o\al(11,6)C經(jīng)40min后，剩余eq\o\al(11,6)C的質(zhì)量為0.25g，C項(xiàng)錯(cuò)誤；放射性物質(zhì)的半衰期是物質(zhì)本身的屬性，與外界物理環(huán)境或化學(xué)環(huán)境無(wú)關(guān)，故將eq\o\al(11,6)C置于回旋加速器加速時(shí)，其半衰期不會(huì)發(fā)生變化，D錯(cuò)誤．故選B.答案：B2．(2023·浙江卷)“玉兔二號(hào)”裝有核電池，不懼漫長(zhǎng)寒冷的月夜．核電池將23894Pu衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能.23894Pu的衰變方程為23894Pu→eq\o\al(x,94)U＋eq\o\al(4,2)He，則()A．衰變方程中的x等于233B.eq\o\al(4,2)He的穿透能力比γ射線強(qiáng)C.eq\o\al(238,94)Pu比eq\o\al(x,92)U的比結(jié)合能小D．月夜的寒冷導(dǎo)致eq\o\al(238,94)Pu的半衰期變大解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋eq\o\al(4,2)He，即衰變方程中的x＝234，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；eq\o\al(4,2)He是α粒子，穿透能力比γ射線弱，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，由于23894Pu衰變成為了eq\o\al(234,92)U，故eq\o\al(234