第十六章　第3課時　原子核-2025物理大一輪復習講義人教版

第3課時原子核目標要求1.了解天然放射現(xiàn)象及三種射線的性質(zhì)。2.了解原子核的衰變，掌握半衰期的概念，并會進行有關(guān)計算。3.了解四種核反應類型，能根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒寫出核反應方程。4.認識原子核的結(jié)合能與比結(jié)合能，能進行有關(guān)核能的計算。考點一原子核的衰變半衰期1.原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。2．天然放射現(xiàn)象放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結(jié)構(gòu)。原子序數(shù)大于83的元素都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于或等于83的，有的也能發(fā)出射線。3．三種射線的比較名稱構(gòu)成符號電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核eq\o\ar(4,2)He＋2e4u最強最弱β射線電子eq\o\ar(0,－1)e－eeq\f(1,1837)u較強較強γ射線光子γ00最弱最強4.原子核的衰變(1)衰變：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。(2)α衰變、β衰變衰變類型α衰變β衰變衰變方程eq\o\ar(M,Z)X→eq\o\ar(M－4,Z－2)Y＋eq\o\ar(4,2)Heeq\o\ar(M,Z)X→eq\o\ar(M,Z＋1)Y＋eq\o\ar(0,－1)e衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2eq\o\ar(1,1)H＋2eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(4,2)Heeq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(1,1)H＋eq\o\ar(0,－1)e勻強磁場中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒(3)γ射線：γ射線經(jīng)常是伴隨著α衰變或β衰變同時產(chǎn)生的。5．半衰期(1)公式：N余＝N原，m余＝m原，式中t為衰變時間，T為半衰期。(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的外部條件(如溫度、壓強)和化學狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。6．放射性同位素的應用與防護(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學性質(zhì)相同。(2)應用：放射治療、培優(yōu)、保鮮、做示蹤原子等。(3)防護：防止放射性對人體組織的傷害。1．三種射線按穿透能力由強到弱的排列順序是γ射線、β射線、α射線。(√)2．β衰變中的電子來源于原子核外電子。(×)3．發(fā)生β衰變時，新核的電荷數(shù)不變。(×)4．如果現(xiàn)在有100個某放射性元素的原子核，那么經(jīng)過一個半衰期后還剩50個。(×)例1(2023·浙江1月選考·9)宇宙射線進入地球大氣層與大氣作用會產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會產(chǎn)生以下核反應：eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(14,6)C＋eq\o\ar(1,1)H，產(chǎn)生的eq\o\ar(14,6)C能自發(fā)進行β衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代。下列說法正確的是()A.eq\o\ar(14,6)C發(fā)生β衰變的產(chǎn)物是eq\o\ar(15,7)NB．β衰變輻射出的電子來自碳原子的核外電子C．近年來由于地球的溫室效應，引起eq\o\ar(14,6)C的半衰期發(fā)生微小變化D．若測得一古木樣品的eq\o\ar(14,6)C含量為活體植物的eq\f(1,4)，則該古木距今約為11460年答案D解析根據(jù)eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(0,－1)e，即eq\o\ar(14,6)C發(fā)生β衰變的產(chǎn)物是eq\o\ar(14,7)N，選項A錯誤；β衰變輻射出的電子來自原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出的電子，選項B錯誤；半衰期是放射性物質(zhì)的固有屬性，由原子核本身決定，與外界環(huán)境無關(guān)，選項C錯誤；若測得一古木樣品的eq\o\ar(14,6)C含量為活體植物的eq\f(1,4)，可知經(jīng)過了2個半衰期，則該古木距今約為5730×2年＝11460年，選項D正確。例2(多選)科學家利用天然放射性元素的衰變規(guī)律，通過對目前發(fā)現(xiàn)的古老巖石中鈾含量來推算地球的年齡，鈾238的相對含量隨時間的變化規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是()A．鈾238發(fā)生α衰變的方程為eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(242,90)Th＋eq\o\ar(4,2)HeB．測得某巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時的一半，可推算出地球的年齡約為45億年C．2000個鈾核經(jīng)過90億年，一定還有500個鈾核未發(fā)生衰變D．鈾238(eq\o\ar(238,92)U)最終衰變形成鉛206(eq\o\ar(206,82)Pb)，需經(jīng)8次α衰變，6次β衰變答案BD解析鈾238發(fā)生α衰變的方程為eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)He，選項A錯誤；測得某巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時的一半，即經(jīng)過了一個半衰期，可推算出地球的年齡約為45億年，選項B正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)的原子核衰變不適用，選項C錯誤；鈾238(eq\o\ar(238,92)U)最終衰變形成鉛206(eq\o\ar(206,82)Pb)，α衰變的次數(shù)eq\f(238－206,4)＝8次，β衰變的次數(shù)82＋2×8－92＝6次，選項D正確。例3(2022·全國甲卷·17)兩種放射性元素的半衰期分別為t0和2t0，在t＝0時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在t＝2t0時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為eq\f(N,3)，則在t＝4t0時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為()A.eq\f(N,12)B.eq\f(N,9)C.eq\f(N,8)D.eq\f(N,6)答案C解析根據(jù)題意設(shè)半衰期為t0的元素原子核數(shù)為x，另一種元素原子核數(shù)為y，有x＋y＝N，經(jīng)歷2t0后有eq\f(1,4)x＋eq\f(1,2)y＝eq\f(N,3)，聯(lián)立可得x＝eq\f(2,3)N，y＝eq\f(1,3)N，在t＝4t0時，原子核數(shù)為x的元素經(jīng)歷了4個半衰期，原子核數(shù)為y的元素經(jīng)歷了2個半衰期，則此時未衰變的原子核總數(shù)為n＝eq\f(1,24)x＋eq\f(1,22)y＝eq\f(N,8)，故選C?？键c二核反應核反應類型1．核反應的四種類型類型可控性核反應方程典例衰變α衰變自發(fā)eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋eq\o\ar(0,－1)e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?基本粒子轟擊原子核)eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(9,4)Be→eq\o\ar(12,6)C＋eq\o\ar(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\ar(27,13)Al＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(30,15)P＋eq\o\ar(1,0)n約里奧－居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子eq\o\ar(30,15)P→eq\o\ar(30,14)Si＋eq\o\ar(0,＋1)e重核裂變?nèi)菀卓刂?慢中子、鏈式反應)eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)neq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(136,54)Xe＋eq\o\ar(90,38)Sr＋10eq\o\ar(1,0)n輕核聚變現(xiàn)階段很難控制(需要極高溫度——一般由核裂變提供)eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,0)n＋17.6MeV2．核反應方程式的書寫(1)熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應方程的基礎(chǔ)。如質(zhì)子(eq\o\ar(1,1)H)、中子(eq\o\ar(1,0)n)、α粒子(eq\o\ar(4,2)He)、β粒子(eq\o\ar(0,－1)e)、正電子(eq\o\ar(0,＋1)e)、氘核(eq\o\ar(2,1)H)、氚核(eq\o\ar(3,1)H)等。(2)掌握核反應方程遵循的規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。(3)由于核反應不可逆，所以書寫核反應方程式時只能用“→”表示反應方向。例4(2023·天津卷·3)關(guān)于太陽上進行的核聚變，下列說法正確的是()A．核聚變需要在高溫下進行B．核聚變中電荷不守恒C．太陽質(zhì)量不變D．太陽核反應方程式：eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(141,56)Ba＋eq\o\ar(92,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)n答案A解析因為高溫時才能使得粒子的熱運動劇烈，才有可能克服它們自身相互間的排斥力，使得它們間的距離縮短，才能發(fā)生核聚變，故A正確；核聚變中電荷是守恒的，故B錯誤；因為太陽一直在發(fā)生核聚變，會放出大量能量，根據(jù)質(zhì)能方程可知有質(zhì)量虧損，故C錯誤；核聚變的方程為eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,0)n，題中為核裂變方程，故D錯誤。例5(2023·北京卷·3)下列核反應方程中括號內(nèi)的粒子為中子的是()A.eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋()B.eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋()C.eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋()D.eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋()答案A解析根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應方程為eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)n，故A符合題意；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應方程為eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)He，故B不符合題意；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應方程為eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)H，故C不符合題意；根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應方程為eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(0,－1)e，故D不符合題意。例6(2023·全國甲卷·15)在下列兩個核反應方程中X＋eq\o\ar(14,7)N→Y＋eq\o\ar(17,8)O、Y＋eq\o\ar(7,3)Li→2X，X和Y代表兩種不同的原子核，以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則()A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4答案D解析設(shè)Y的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為m和n，根據(jù)核反應方程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，第一個核反應方程的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足A＋14＝n＋17，Z＋7＝m＋8，第二個核反應方程的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足n＋7＝2A，m＋3＝2Z，聯(lián)立解得Z＝2，A＝4，故選D?？键c三質(zhì)量虧損及核能的計算1．核力和核能(1)核力：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。核力是強相互作用，為短程力，作用范圍只有約10－15m，與電性無關(guān)。(2)結(jié)合能：原子核是核子憑借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開需要的能量，叫作原子核的結(jié)合能，也叫核能。(3)比結(jié)合能：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，叫作比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。2．質(zhì)量虧損凡是釋放核能的核反應，反應后各原子核(新生核)及微觀粒子的質(zhì)量(即靜止質(zhì)量)之和變小，兩者的差值就叫質(zhì)量虧損。3．質(zhì)能方程(1)愛因斯坦得出物體的能量與它的質(zhì)量的關(guān)系：E＝mc2。(2)核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其對應減少的能量ΔE＝Δmc2。原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2。4．核能的計算(1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2計算核能。①ΔE＝Δmc2中，若Δm的單位為“kg”，c的單位為“m/s”，則ΔE的單位為“J”。②ΔE＝Δmc2中，若Δm的單位為“u”，則可直接利用ΔE＝Δm×931.5MeV/u計算，此時ΔE的單位為“MeV”，即1u＝1.6605×10－27kg，相當于931.5MeV，這個結(jié)論可在計算中直接應用。(2)利用比結(jié)合能計算核能原子核的結(jié)合能＝核子的比結(jié)合能×核子數(shù)。核反應中反應前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該核反應所釋放(或吸收)的核能。1．核力就是庫侖力。(×)2．核反應中，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，一定有核能產(chǎn)生。(√)3．原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。(×)4．原子核越大，它的結(jié)合能越大，比結(jié)合能可能越小。(√)例7(2023·全國乙卷·16)2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠鏡等裝置在該事件觀測中作出重要貢獻。由觀測結(jié)果推斷，該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能量量級為1048J。假設(shè)釋放的能量來自物質(zhì)質(zhì)量的減少，則每秒平均減少的質(zhì)量量級為(光速為3×108m/s)()A．1019kg B．1024kgC．1029kg D．1034kg答案C解析根據(jù)質(zhì)能方程E＝mc2可知，每秒平均減少的質(zhì)量為Δm＝eq\f(E0,60c2)＝eq\f(1048,60×3×1082)kg＝eq\f(1030,5.4)kg，則每秒平均減少的質(zhì)量量級為1029kg，故選C。例8(多選)(2022·福建卷·2改編)2011年3月，日本發(fā)生的大地震造成了福島核電站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素eq\o\ar(131,53)I，其衰變方程為eq\o\ar(131,53)I→eq\o\ar(131,54)Xe＋eq\o\ar(0,－1)e，半衰期為8天，已知mI＝131.03721u，mXe＝131.03186u，me＝0.000549u，1u相當于931.5MeV，則下列說法正確的是()A．該反應前后質(zhì)量虧損0.00535uB．該反應中釋放的能量約為7.16×10－13JC．放射性元素eq\o\ar(131,53)I發(fā)生的衰變?yōu)棣了プ僁．經(jīng)過16天，75%的eq\o\ar(131,53)I原子核發(fā)生了衰變答案BD解析該反應前后質(zhì)量虧損為Δm＝mI－mXe－me＝131.03721u－131.03186u－0.000549u＝0.004801u，ΔE＝Δmc2＝0.004801×931.5×106×1.6×10－19J≈7.16×10－13J，故A錯誤，B正確；放射性元素eq\o\ar(131,53)I發(fā)生的衰變?yōu)棣滤プ儯蔆錯誤；由于半衰期為8天，可知經(jīng)過16天，即經(jīng)過兩個半衰期，75%的eq\o\ar(131,53)I原子核發(fā)生了衰變，故D正確。例9(2023·山東濟南市歷城二中模擬)太陽目前處于主序星階段，氫燃燒殆盡后將發(fā)生“氦閃”，進入紅巨星階段。“氦閃”是氦(eq\o\ar(4,2)He)聚變變成碳，2eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(8,4)Be，eq\o\ar(8,4)Be極不穩(wěn)定，短時間再結(jié)合一個氦變成碳的過程：eq\o\ar(8,4)Be＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(12,6)C。已知原子核的比結(jié)合能—質(zhì)量數(shù)的圖像如圖，eq\o\ar(4,2)He的縱坐標為7.08，eq\o\ar(12,6)C的縱坐標為7.69，下列說法中正確的是()A．原子核的結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定B．一次“氦閃”放出的核能為7.32MeVC．氦4的核子平均質(zhì)量小于碳12的核子平均質(zhì)量D．氦4的結(jié)合能為7.08MeV答案B解析原子核的比結(jié)合能越大，原子核就越穩(wěn)定，A錯誤；一次“氦閃”放出的核能為12×7.69MeV－3×4×7.08MeV＝7.32MeV，B正確；反應過程中釋放能量，核子有質(zhì)量虧損，故氦4的核子平均質(zhì)量大于碳12的核子平均質(zhì)量，C錯誤；氦4的比結(jié)合能為7.08MeV，結(jié)合能為4×7.08MeV＝28.32MeV，D錯誤。課時精練1．(2023·廣東卷·1)理論認為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過程，受核反應eq\o\ar(12,6)C＋Y→eq\o\ar(16,8)O的影響。下列說法正確的是()A．Y是β粒子，β射線穿透能力比γ射線強B．Y是β粒子，β射線電離能力比γ射線強C．Y是α粒子，α射線穿透能力比γ射線強D．Y是α粒子，α射線電離能力比γ射線強答案D解析根據(jù)核反應滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，Y是α粒子(eq\o\ar(4,2)He)，三種射線的穿透能力，γ射線最強，α射線最弱；三種射線的電離能力，α射線最強，γ射線最弱。故選D。2．(2022·海南卷·2)下列屬于β衰變的是()A.eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\ar(4,2)HeB.eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(4,2)He→eq\o\ar(17,8)O＋eq\o\ar(1,1)HC.eq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋eq\o\ar(0,－1)eD.eq\o\ar(235,92)U＋eq\o\ar(1,0)n→eq\o\ar(144,56)Ba＋eq\o\ar(89,36)Kr＋3eq\o\ar(1,0)n答案C解析A選項的反應屬于α衰變，放出了氦核(eq\o\ar(4,2)He)，A錯誤；B選項的反應是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子(eq\o\ar(1,1)H)的核反應方程，B錯誤；C選項的反應屬于β衰變，放出了電子(eq\o\ar(0,－1)e)，C正確；D選項的反應是重核裂變的核反應方程，D錯誤。3.如圖為普通核反應堆的結(jié)構(gòu)示意圖，通過鈾235鏈式反應實現(xiàn)核能的可控釋放。下列說法正確的是()A．鎘棒通過改變中子的數(shù)量來控制反應速度B．中子速度越快越容易使鏈式反應發(fā)生C．正常運行的反應堆水泥防護層外會檢測到大量α粒子D．鈾核裂變時釋放能量的多少與產(chǎn)物種類無關(guān)答案A解析鎘棒通過改變中子的數(shù)量來控制反應速度，故A正確；中子速度越快越不容易使鏈式反應發(fā)生，故B錯誤；正常運行的反應堆主要的輻射有γ輻射和中子輻射，水泥防護層外不可能檢測到大量α粒子，故C錯誤；核裂變釋放的能量與反應前后質(zhì)量虧損有關(guān)，鈾核裂變時會因產(chǎn)物種類不同導致質(zhì)量虧損不同，釋放能量不同，故D錯誤。4．(2023·湖南卷·1)2023年4月13日，中國“人造太陽”反應堆中科院環(huán)流器裝置(EAST)創(chuàng)下新紀錄，實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，為可控核聚變的最終實現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應的說法正確的是()A．相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多B．氘氚核聚變的核反應方程為eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(0,－1)eC．核聚變的核反應燃料主要是鈾235D．核聚變反應過程中沒有質(zhì)量虧損答案A解析相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，A正確；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，氘氚核聚變的核反應方程為eq\o\ar(2,1)H＋eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,0)n，B錯誤；核聚變的核反應燃料主要是氘核和氚核，C錯誤；核聚變反應過程中放出大量能量，有質(zhì)量虧損，D錯誤。5．(2024·江蘇淮安市開學考)2023年8月24日，日本福島第一核電站啟動核污染水排海。核污染水含高達64種放射性元素，其中氚(eq\o\ar(3,1)H)衰變過程中產(chǎn)生的電離輻射可損害DNA，是致癌的高危因素之一，半衰期為12.5年。其衰變方程為eq\o\ar(3,1)H→eq\o\ar(y,x)He＋eq\o\ar(0,－1)e＋γ，下列說法正確的是()A．衰變方程中x＝2，y＝3B．秋冬氣溫逐漸變低時，氚的衰變速度會變慢C．污染水排入大海經(jīng)過稀釋，氚的半衰期將減小D．經(jīng)過25年，氚將全部衰變結(jié)束答案A解析由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得3＝y(tǒng)＋0,1＝x＋(－1)，解得x＝2，y＝3，故A正確；半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，與原子核所處的物理環(huán)境和化學狀態(tài)無關(guān)，故B、C錯誤；半衰期是原子核發(fā)生半數(shù)衰變所需的時間，經(jīng)過25年，即兩個半衰期，剩余氚為原來的四分之一，并沒有完全衰變完，故D錯誤。6．(多選)(2023·廣東廣州市三模)如圖所示為射線測厚裝置示意圖，它的放射源為銫－137，已知銫－137的衰變方程為eq\o\ar(137,55)Cs→eq\o\ar(137,56)Ba＋eq\o\ar(0,－1)e，半衰期約為30年，下列說法正確的是()A．60年后剩余的eq\o\ar(137,55)Cs為原來的eq\f(1,4)B．金屬板厚度越小，探測器接收到的輻射強度越大C．該衰變產(chǎn)生的β射線的電離本領(lǐng)比α射線強D．該反應為β衰變，β射線即為核外電子的逸出答案AB解析經(jīng)過兩個半衰期后，銫剩余原來的四分之一，故A正確；金屬板厚度越小，探測器接收到的輻射強度越大，故B正確；β射線的電離能力比α射線弱，故C錯誤；β衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)部的一個中子轉(zhuǎn)化為一個電子和一個質(zhì)子，故D錯誤。7．(2024·山西呂梁市開學考)2022年10月，中國科學院近代物理研究所成功合成了新核素錒204(eq\o\ar(204,89)Ac)，錒204(eq\o\ar(204,89)Ac)可以進行α衰變，衰變方程為eq\o\ar(204,89)Ac→eq\o\ar(A,Z)X＋eq\o\ar(4,2)He，同時釋放γ射線。下列說法正確的是()A．X的核子數(shù)為113B．X的質(zhì)子數(shù)為87C．由于發(fā)生質(zhì)量虧損，X的比結(jié)合能比錒204的比結(jié)合能小D．X和He的結(jié)合能之和一定小于eq\o\ar(204,89)Ac的結(jié)合能答案B解析根據(jù)衰變方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知Z＝87，A＝200，故X的核子數(shù)為200，質(zhì)子數(shù)為87，B正確，A錯誤；由于該反應釋放能量，生成的新核X比錒204更穩(wěn)定，故X的比結(jié)合能比錒204的比結(jié)合能大，C錯誤；eq\o\ar(A,Z)X和eq\o\ar(4,2)He的結(jié)合能之和一定大于eq\o\ar(204,89)Ac的結(jié)合能，D錯誤。8．(2023·福建廈門市質(zhì)檢)嫦娥五號月壤樣品研究取得了最新成果，科研人員利用鈾—鉛(U－Pb)定年法，對樣品中的富鈾玄武巖礦物進行分析，證實了月球最“年輕”玄武巖年齡為(20.30±0.04)億年。該定年法中的一個衰變鏈為eq\o\ar(238,92)U經(jīng)一系列α、β衰變后形成穩(wěn)定的eq\o\ar(206,82)Pb，此過程中衰變方程為eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(206,82)Pb＋xeq\o\ar(4,2)He＋yeq\o\ar(0,－1)e，則x、y分別為()A．6、4B．5、8C．8、6D．8、10答案C解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有238－206＝4x,92－82＝2x－y，解得x＝8，y＝6，故選C。9．(2024·河北秦皇島市期中)我國造出世界首個人造迷你心臟，人造心臟的放射性同位素動力源用的燃料是钚238，钚238衰變快慢有一定的規(guī)律。如圖所示，橫坐標表示時間，縱坐標表示任意時刻钚238的質(zhì)量m與t＝0時的質(zhì)量m0的比值。則經(jīng)過43.2年剩余钚238的質(zhì)量與初始值的比值約為()A．0.250B．0.875C．0.500D．0.707答案D解析原子核發(fā)生衰變時，剩余質(zhì)量m＝m0經(jīng)過43.2年剩余钚238的質(zhì)量與初始值的比值為eq\f(m,m0)＝＝＝eq\f(1,\r(2))≈0.707，故選D。10．(2024·河南項城五校聯(lián)考)隨著中國玉兔月球探測器成功著陸月球背面，世界上掀起了新一輪的月球探測熱潮。月球表面蘊含豐富而地球卻十分匱乏的氦3，氦3是一種非常理想的核聚變材料，月球氦3的開發(fā)對解決能源危機有著積極的意義。氦3與氘核的核反應方程為eq\o\ar(3,2)He＋eq\o\ar(2,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋X＋ΔE，其中ΔE為釋放的核能。且知氘核的比結(jié)合能為E1，氦核的比結(jié)合能為E2，則下列說法中正確的是()A．X為中子B．氦3的比結(jié)合能比氦核的比結(jié)合能大C．氦3的比結(jié)合能為eq\f(4E2－2E1－ΔE,3)D．氦3的比結(jié)合能為eq\f(4E2－2E1＋ΔE,3)答案C解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得核反應方程為eq\o\ar(3,2)He＋eq\o\ar(2,1)H→eq\o\ar(4,2)He＋eq\o\ar(1,1)H＋ΔE，可知X為質(zhì)子，故A錯誤；核反應放出能量，生成的氦核比氦3更穩(wěn)定，可知氦3的比結(jié)合能比氦核的比結(jié)合能小，故B錯誤；根據(jù)3E＋2