2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3第五章　原子核原子核的組成含答案

2025高考物理步步高同步練習(xí)選修3第五章原子核1原子核的組成[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道什么是放射性、放射性元素及天然放射現(xiàn)象.2.了解三種射線的本質(zhì)，知道其特點(diǎn).3.知道原子核的組成，知道原子核的表示方法，理解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系.4.了解同位素的概念．一、天然放射現(xiàn)象1．1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見(jiàn)的射線．2．物質(zhì)發(fā)出射線的性質(zhì)稱(chēng)為放射性，具有放射性的元素稱(chēng)為放射性元素，放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫作天然放射現(xiàn)象．3．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的元素，有的也能發(fā)出射線．二、射線的本質(zhì)1．α射線：(1)是α粒子流，其組成與氦原子核相同．(2)速度可達(dá)到光速的eq\f(1,10).(3)電離作用強(qiáng)，穿透能力較弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，用一張紙就能把它擋?。?．β射線：(1)是電子流．(2)速度可以接近光速．(3)電離作用較弱，穿透能力較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板．3．γ射線：(1)是一種電磁波，波長(zhǎng)很短的光子，波長(zhǎng)在10－10m以下．(2)電離作用更弱，穿透能力更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土．三、原子核的組成1．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子.2．中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福猜想，原子核內(nèi)可能還存在著一種質(zhì)量與質(zhì)子相同，但不帶電的粒子，稱(chēng)為中子，查德威克通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了中子的存在，中子是原子核的組成部分.3．原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)為核子.4．原子核的符號(hào)5．同位素：核中質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱(chēng)為同位素．例如，氫有三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H.1．判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)α射線實(shí)際上就是氦原子核，α射線具有較強(qiáng)的穿透能力．(×)(2)β射線是高速電子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板．(√)(3)γ射線是能量很高的電磁波，電離作用很強(qiáng)．(×)(4)原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也就是這種元素的原子序數(shù)．(√)2．有關(guān)eq\o\al(16,8)O、eq\o\al(17,8)O、eq\o\al(18,8)O三種同位素的比較，試回答下列問(wèn)題：(1)三種同位素中哪一種粒子數(shù)是不相同的？____.A．質(zhì)子B．中子C．核外電子(2)三種同位素中，哪一個(gè)質(zhì)量最大？__________.(3)三種同位素的化學(xué)性質(zhì)是否相同？________.答案(1)B(2)eq\o\al(18,8)O(3)相同解析(1)同位素質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，核外電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相同，故粒子數(shù)不相同的是中子．(2)eq\o\al(16,8)O、eq\o\al(17,8)O、eq\o\al(18,8)O的質(zhì)量數(shù)分別是16、17、18，故eq\o\al(18,8)O質(zhì)量最大．(3)三種同位素質(zhì)子數(shù)相同，故化學(xué)性質(zhì)相同.一、射線的本質(zhì)導(dǎo)學(xué)探究如圖為三種射線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖．(1)α射線向左偏轉(zhuǎn)，β射線向右偏轉(zhuǎn)，γ射線不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明了什么？(2)α粒子的速度約為β粒子速度的十分之一，但α射線的偏轉(zhuǎn)半徑大于β射線的偏轉(zhuǎn)半徑，這說(shuō)明什么問(wèn)題？答案(1)說(shuō)明α射線帶正電，β射線帶負(fù)電，γ射線不帶電．(2)根據(jù)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式r＝eq\f(mv,qB)可知，α粒子的eq\f(m,q)應(yīng)大于β粒子的eq\f(m,q)，即α粒子的質(zhì)量應(yīng)較大．知識(shí)深化α、β、γ三種射線的比較種類(lèi)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)質(zhì)量4mp(mp＝1.67×10－27kg)eq\f(mp,1836)靜止質(zhì)量為零帶電荷量2e－e0速率0.1c0.99cc穿透能力最弱，用一張紙就能擋住較強(qiáng)，能穿透幾毫米厚的鋁板最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土電離作用很強(qiáng)較弱很弱在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)例1如圖所示，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是()A．②⑤表示γ射線，①④表示α射線B．②⑤表示γ射線，③⑥表示α射線C．③④表示α射線，①⑥表示β射線D．①④表示β射線，③⑥表示α射線答案C解析因α射線帶正電，β射線帶負(fù)電，γ射線不帶電，則由電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況可知，③表示α射線，①表示β射線，②表示γ射線；根據(jù)左手定則，結(jié)合在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況可知，④表示α射線，⑥表示β射線，⑤表示γ射線．故選C.三種射線在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的分析1．γ射線不論在電場(chǎng)還是磁場(chǎng)中，總是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．2．α射線和β射線在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α和β粒子沿相反方向做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，且在同樣的條件下，β粒子的偏移量大，根據(jù)粒子在靜電力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，偏移量x可表示為：x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(qE,m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(y0,v)))2∝eq\f(q,mv2)所以，在同樣條件下β與α粒子偏移量之比為eq\f(xβ,xα)＝eq\f(e,2e)×eq\f(4mp,\f(mp,1836))×eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,10)c))2,0.99c2)≈37＞1.3．α射線和β射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)特點(diǎn)：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，α和β粒子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在同樣條件下，β粒子的軌跡半徑小，偏移量大，根據(jù)qvB＝eq\f(mv2,R)得R＝eq\f(mv,qB)∝eq\f(mv,q).所以，在同樣條件下β與α粒子的軌跡半徑之比為eq\f(Rβ,Rα)＝eq\f(\f(mp,1836),4mp)×eq\f(0.99c,\f(c,10))×eq\f(2e,e)≈eq\f(1,371)＜1.例2如圖所示，R是一種放射性物質(zhì)，虛線框內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，LL′是一厚紙板，MN是熒光屏，實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在熒光屏O、P兩處有亮斑，則下列關(guān)于磁場(chǎng)方向、到達(dá)O點(diǎn)的射線、到達(dá)P點(diǎn)的射線的判斷，與實(shí)驗(yàn)相符的是()磁場(chǎng)方向到達(dá)O點(diǎn)射線到達(dá)P點(diǎn)射線A豎直向上β射線α射線B豎直向下α射線β射線C垂直線面向內(nèi)γ射線β射線D垂直線面向外β射線γ射線答案C解析由三種射線的本質(zhì)知，γ射線在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，O處亮斑為γ射線，能穿過(guò)厚紙板且在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的射線為β射線，再根據(jù)偏轉(zhuǎn)方向，結(jié)合左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)，正確選項(xiàng)為C.二、原子核的組成導(dǎo)學(xué)探究1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，如圖所示為α粒子轟擊氮原子核示意圖．(1)人們用α粒子轟擊多種原子核，都打出了質(zhì)子，說(shuō)明了什么問(wèn)題？(2)絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量數(shù)都大于其質(zhì)子數(shù)，說(shuō)明了什么問(wèn)題？答案(1)說(shuō)明質(zhì)子是原子核的組成部分．(2)說(shuō)明原子核中除了質(zhì)子外還有其他粒子．知識(shí)深化1．原子核(符號(hào)eq\o\al(A,Z)X)原子核eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(大?。汉苄。霃降臄?shù)量級(jí)為10－15～10－14m,組成\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子：電荷量e＝＋1.6×10－19C,質(zhì)量mp＝1.672621898×10－27kg,中子：電荷量為0,質(zhì)量mn＝1.674927471×10－27kg))))2．基本關(guān)系核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)，質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)．3．同位素(1)同位素指質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子核．(2)原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，進(jìn)而也決定了元素的化學(xué)性質(zhì)．同種元素的原子，質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，所以有相同的化學(xué)性質(zhì)，但它們的中子數(shù)不同，所以它們的物理性質(zhì)不同．例3已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226，試問(wèn)：(1)鐳核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？(2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶的電荷量分別是多少？(3)若鐳原子呈中性，它核外有幾個(gè)電子？(4)eq\o\ar(228,88)Ra是鐳的一種同位素，讓eq\o\ar(226,88)Ra和eq\o\ar(228,88)Ra以相同的速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是多少？答案(1)88138(2)881.408×10－17C(3)88(4)113∶114解析(1)原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的．原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即：N＝A－Z＝226－88＝138.(2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶的電荷量分別是：Z＝88Q＝Ze＝88×1.6×10－19C＝1.408×10－17C.(3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88.(4)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受洛倫茲力提向心力，故有qvB＝meq\f(v2,r)解得r＝eq\f(mv,qB)二者的速度相同，又由于同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故eq\f(r226,r228)＝eq\f(m226,m228)＝eq\f(226,228)＝eq\f(113,114).例4下列說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(n,m)X與eq\o\ar(n,m－1)Y互為同位素B.eq\o\al(n,m)X與eq\o\ar(n－1,m)X互為同位素C.eq\o\al(n,m)X與eq\o\al(n－2,m－2)Y質(zhì)子數(shù)相同D.eq\o\ar(235,92)U核內(nèi)有92個(gè)質(zhì)子，235個(gè)中子答案B解析A選項(xiàng)中eq\o\al(n,m)X與eq\o\ar(n,m－1)Y的質(zhì)子數(shù)不同，不互為同位素，A錯(cuò)誤；B選項(xiàng)中nmX與eq\o\ar(n－1,m)X的質(zhì)子數(shù)都為m，而質(zhì)量數(shù)不同，所以互為同位素，B正確；C選項(xiàng)中eq\o\al(n,m)X的質(zhì)子數(shù)為m，eq\o\al(n－2,m－2)Y的質(zhì)子數(shù)為m－2，質(zhì)子數(shù)不同，C錯(cuò)誤；D選項(xiàng)中eq\o\ar(235,92)U核內(nèi)有235－92＝143個(gè)中子，而不是235個(gè)中子，D錯(cuò)誤．針對(duì)訓(xùn)練(2021·三亞市調(diào)研)氫有三種同位素，分別是氕(eq\o\al(1,1)H)、氘(eq\o\al(2,1)H)、氚(eq\o\al(3,1)H)()A．它們的質(zhì)子數(shù)相等B．它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)均不相同C．它們的核子數(shù)相等D．它們的中子數(shù)相等答案A解析任意一種元素的幾種同位素，具有相同的質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)和核外電子數(shù)，且化學(xué)性質(zhì)相同，但質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))和中子數(shù)都不相等，故選項(xiàng)A正確．考點(diǎn)一天然放射現(xiàn)象射線的本質(zhì)1．(2022·呂叔湘中學(xué)高二月考)發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的意義在于使人類(lèi)認(rèn)識(shí)到()A．原子具有一定的結(jié)構(gòu)B．原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C．原子核中含有質(zhì)子D．原子核中含有質(zhì)子和中子答案B解析天然放射現(xiàn)象中，原子核發(fā)出射線，同時(shí)有電子或α粒子產(chǎn)生，因此說(shuō)明了原子核可以再分，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．故選B.2．關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來(lái)自天然放射現(xiàn)象．人們從破解天然放射現(xiàn)象入手，一步步揭開(kāi)了原子核的秘密．下列說(shuō)法正確的是()A．法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了X射線B．德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出α射線C．盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子D．居里夫婦通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子答案C解析法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出射線，A錯(cuò)誤；德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了倫琴射線，又叫X射線，B錯(cuò)誤；盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在，C正確；查德威克通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，D錯(cuò)誤．3．天然放射現(xiàn)象通常會(huì)放出三種射線，即α、β、γ射線，關(guān)于這三種射線，以下說(shuō)法正確的是()A．α射線是高速氦核流，它具有較強(qiáng)的穿透能力B．β射線是高速質(zhì)子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板C．γ射線是能量很高的電磁波，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不偏轉(zhuǎn)D．用β射線照射帶正電的驗(yàn)電器，則驗(yàn)電器的張角會(huì)變大答案C解析α粒子的電離本領(lǐng)大，穿透能力小，故A錯(cuò)誤；β射線是高速電子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板，故B錯(cuò)誤；γ射線是能量很高的電磁波，因其不帶電，所以在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不偏轉(zhuǎn)，故C正確；β射線是高速電子流，用β射線照射帶正電的驗(yàn)電器，與驗(yàn)電器中的正電荷中和，則驗(yàn)電器的張角會(huì)變小，故D錯(cuò)誤．4.在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)α、β、γ射線的穿透本領(lǐng)不同．如圖為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①、②、③分別是()A．γ、β、α B．β、γ、αC．α、β、γ D．γ、α、β答案C解析α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線；γ射線穿透能力最強(qiáng)，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線；β射線穿透能力較強(qiáng)，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線，故C正確．5.放射性元素放出的射線，在電場(chǎng)中分成A、B、C三束，如圖所示，其中()A．C為氦原子核組成的粒子流B．B為比X射線波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光子流C．B為比X射線波長(zhǎng)更短的光子流D．A為高速電子組成的電子流答案C解析A沿電場(chǎng)線方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)為帶正電的粒子組成的射線，所以是α射線；B在電場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，所以是γ射線；C在電場(chǎng)中受到與電場(chǎng)方向相反的作用力，應(yīng)為帶負(fù)電的粒子流，所以是β射線；γ射線的波長(zhǎng)比X射線短，故本題選C.考點(diǎn)二原子核的組成6．下列說(shuō)法中正確的是()A．原子中含有帶負(fù)電的電子，所以原子帶負(fù)電B．原子核中的中子數(shù)一定跟核外電子數(shù)相等C．原子核的質(zhì)量就是原子的質(zhì)量D．絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的粒子答案D解析原子中除了有帶負(fù)電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故A錯(cuò)誤；原子核中的中子數(shù)不一定跟核外電子數(shù)相等，故B錯(cuò)誤；原子核的質(zhì)量與電子的質(zhì)量和就是原子的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；因?yàn)榻^大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，才確定原子核內(nèi)還存在一種不帶電的粒子，故D正確．7．(2022·尚義縣第一中學(xué)高二月考)一個(gè)eq\o\ar(235,92)U(鈾)原子核中的電荷數(shù)和中子數(shù)分別為()A．電荷數(shù)是92，中子數(shù)是235B．電荷數(shù)是92，中子數(shù)是143C．電荷數(shù)是235，中子數(shù)是92D．電荷數(shù)是143，中子數(shù)是235答案B解析eq\o\ar(235,92)U的質(zhì)量數(shù)是235，核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝92，中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－質(zhì)子數(shù)＝235－92＝143，B正確．8．α粒子可以表示為eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(4,2)He中的4和2分別表示()A．4為核子數(shù)，2為中子數(shù)B．4為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，2為質(zhì)子數(shù)C．4為核外電子數(shù)，2為中子數(shù)D．4為中子數(shù)，2為質(zhì)子數(shù)答案B解析根據(jù)eq\o\al(A,Z)X所表示的意義，原子核的質(zhì)子數(shù)決定核外電子數(shù)，原子核的核電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也就是這種元素的原子序數(shù)．原子核的質(zhì)量數(shù)就是核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，即為核內(nèi)的核子數(shù).eq\o\al(4,2)He中的2表示的是質(zhì)子數(shù)或核外電子數(shù)，eq\o\al(4,2)He中的4表示的是核子數(shù)，故選項(xiàng)B正確．9．已知eq\o\ar(226,88)Ra是eq\o\ar(228,88)Ra的一種同位素，則下列說(shuō)法正確的是()A．兩者具有相同的中子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù)B．兩者具有相同的中子數(shù)和不同的原子序數(shù)C．兩者具有相同的核電荷數(shù)和不同的中子數(shù)D．兩者具有相同的核外電子數(shù)和不同的化學(xué)性質(zhì)答案C解析同位素是同一種元素，故質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)及化學(xué)性質(zhì)相同，但中子數(shù)不同，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．10．(2021·長(zhǎng)春市第一中學(xué)高二月考)下列關(guān)于原子核的相關(guān)說(shuō)法中正確的是()A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明了原子核是可以再分的B．原子核的電荷數(shù)不是它所帶的電荷量，但質(zhì)量數(shù)是它的質(zhì)量C．盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D．原子核eq\o\ar(234,90)Th的核內(nèi)有90個(gè)中子答案A解析天然放射現(xiàn)象中，原子核發(fā)出射線，因此說(shuō)明了原子核可以再分，故A項(xiàng)正確；原子核的電荷數(shù)不是它所帶的電荷量，質(zhì)量數(shù)也不是它的質(zhì)量，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，查德威克通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；原子核eq\o\ar(234,90)Th的質(zhì)子數(shù)為90，中子數(shù)為144，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．11.如圖所示，x為未知放射源，它向右方放出射線，p為一張厚度為0.5mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側(cè)是一真空區(qū)域，內(nèi)有較強(qiáng)磁場(chǎng)，q為熒光屏，h是觀察裝置．實(shí)驗(yàn)時(shí)，若將磁場(chǎng)撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)基本沒(méi)有變化，再將鋁箔移開(kāi)，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)明顯增加，則可知放射源x可能為()A．α射線和β射線的混合放射源B．α射線和γ射線的混合放射源C．β射線和γ射線的混合放射源D．α射線、β射線和γ射線的混合放射源答案B解析將強(qiáng)磁場(chǎng)撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)基本沒(méi)有變化，說(shuō)明磁場(chǎng)對(duì)穿過(guò)p的射線沒(méi)有影響，可知射到屏上的是不帶電的γ射線；再將厚0.5mm左右的薄鋁箔移開(kāi)，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)明顯增加，說(shuō)明除接收到γ射線外，又收到了原來(lái)被薄鋁箔p擋住的射線，而厚度為0.5mm左右的鋁箔能擋住的只有α射線，所以此放射源是α射線和γ射線的混合放射源，故選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．12．α射線、β射線、γ射線、陰極射線四種射線中由原子核內(nèi)射出、屬于電磁波的射線是________，不是原子核內(nèi)射出的射線是________．答案γ射線陰極射線解析α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核，β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，γ射線是原子核能級(jí)躍遷時(shí)釋放的射線，陰極射線來(lái)自于核外電子，故由原子核內(nèi)射出、屬于電磁波的射線是γ射線，不是原子核內(nèi)射出的射線是陰極射線．13.質(zhì)譜儀是一種測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量及分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(初速度可視為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x.(1)設(shè)離子質(zhì)量為m、電荷量為q、加速電壓為U、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求x的大??；(2)氫的三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H從離子源S出發(fā)，到達(dá)照相底片的位置距入口處S1的距離之比xH∶xD∶xT為多少？答案(1)eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))(2)1∶eq\r(2)∶eq\r(3)解析(1)離子在電場(chǎng)中被加速時(shí)，由動(dòng)能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)離子所受洛倫茲力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，qvB＝eq\f(mv2,r)，又x＝2r，由以上三式得x＝eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q)).氫的三種同位素的質(zhì)量數(shù)分別為1、2、3，由(1)結(jié)果知，xH∶xD∶xT＝eq\r(mH)∶eq\r(mD)∶eq\r(mT)＝1∶eq\r(2)∶eq\r(3).2放射性元素的衰變第1課時(shí)原子核的衰變半衰期[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道什么是α衰變和β衰變，能運(yùn)用衰變規(guī)律寫(xiě)出衰變方程.2.知道半衰期的概念和半衰期的統(tǒng)計(jì)意義，能利用半衰期公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算．一、原子核的衰變1．定義：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子，而變成另一種原子核的變化．2．衰變類(lèi)型(1)α衰變：原子核放出α粒子的衰變．進(jìn)行α衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，eq\o\ar(238,92)U的α衰變方程：eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.(2)β衰變：原子核放出β粒子的衰變．進(jìn)行β衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)加1，eq\o\ar(234,90)Th的β衰變方程：eq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋eq\o\ar(0,－1)e.3．衰變規(guī)律：原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒．二、半衰期1．定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間．2．特點(diǎn)(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差別非常大．(2)放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系．3．適用條件：半衰期描述的是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，不適用于少數(shù)原子核的衰變．判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)原子核在衰變時(shí)，它在元素周期表中的位置不變．(×)(2)β衰變是原子核外電子的電離．(×)(3)把放射性元素放在低溫處，可以減緩放射性元素的衰變．(×)(4)某原子核衰變時(shí)，放出一個(gè)β粒子后，原子核的中子數(shù)少1，原子序數(shù)加1.(√)(5)氡的半衰期是3.8天，若有4個(gè)氡原子核，則經(jīng)過(guò)7.6天后只剩下一個(gè)氡原子核．(×)一、原子核的衰變導(dǎo)學(xué)探究如圖為α衰變、β衰變示意圖．(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時(shí)，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？(2)當(dāng)發(fā)生β衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)相對(duì)原來(lái)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？答案(1)α衰變時(shí)，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2.(2)β衰變時(shí)，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(dòng)一位．知識(shí)深化原子核衰變的理解衰變類(lèi)型α衰變?chǔ)滤プ兯プ兎匠蘣q\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→eq\o\ar(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成氦核2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e典型方程eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\ar(234,90)Th→eq\o\ar(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒命題角度1衰變規(guī)律的理解例1(2021·大荔縣期末)eq\o\ar(238,92)U是一種放射性元素，能夠自發(fā)地進(jìn)行一系列放射性衰變，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是()A．圖中a是208B．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(shí)產(chǎn)生的D．X衰變中放出的射線電離能力最強(qiáng)答案C解析eq\o\ar(210,83)Bi衰變成eq\o\ar(a,81)Tl，核電荷數(shù)少2，所以Y衰變?yōu)棣了プ?，放射出α粒子，質(zhì)量數(shù)少4，則a＝206，eq\o\ar(210,84)Po衰變成eq\o\ar(206,82)Pb，質(zhì)量數(shù)少4，核電荷數(shù)少2，所以Z衰變?yōu)棣了プ?，故A、B錯(cuò)誤；eq\o\ar(210,83)Bi衰變成eq\o\ar(210,84)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(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子，放出一個(gè)電子，故C正確，D錯(cuò)誤．命題角度2衰變次數(shù)的計(jì)算例2eq\o\ar(238,92)U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)閑q\o\ar(206,82)Pb核，問(wèn)：(1)eq\o\ar(206,82)Pb與eq\o\ar(238,92)U相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少？(2)一共經(jīng)過(guò)幾次α衰變和幾次β衰變？(3)綜合寫(xiě)出這一衰變過(guò)程的方程．答案(1)1022(2)86(3)eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(206,82)Pb＋8eq\o\ar(4,2)He＋6eq\o\ar(0,－1)e解析(1)eq\o\ar(206,82)Pb較eq\o\ar(238,92)U質(zhì)子數(shù)少10，中子數(shù)少22.(2)設(shè)eq\o\ar(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\ar(206,82)Pb經(jīng)過(guò)x次α衰變和y次β衰變，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②聯(lián)立①②解得x＝8，y＝6.即一共經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變．(3)衰變方程為eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(206,82)Pb＋8eq\o\ar(4,2)He＋6eq\o\ar(0,－1)e.1．衰變方程的書(shū)寫(xiě)：衰變方程用“→”，而不用“＝”表示，因?yàn)樗プ兎匠瘫硎镜氖窃雍说淖兓?，而不是原子的變化?．衰變次數(shù)的判斷技巧(1)方法：設(shè)放射性元素eq\o\ar(A,Z)X經(jīng)過(guò)n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素eq\o\ar(A′,Z′)Y，則衰變方程為：eq\o\ar(A,Z)X→eq\o\ar(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\ar(0,－1)e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?yàn)棣滤プ兊拇螖?shù)多少對(duì)質(zhì)量數(shù)沒(méi)有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)．二、半衰期導(dǎo)學(xué)探究如圖為始祖鳥(niǎo)的化石，美國(guó)科學(xué)家維拉·黎比運(yùn)用了半衰期的原理發(fā)明“碳－14計(jì)年法”，并因此榮獲了1960年的諾貝爾獎(jiǎng)．利用“碳－14計(jì)年法”可以估算出始祖鳥(niǎo)的年齡．(1)為什么能夠運(yùn)用半衰期來(lái)計(jì)算始祖鳥(niǎo)的年齡？(2)若有10個(gè)具有放射性的原子核，經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，則一定有5個(gè)原子核發(fā)生了衰變，這種說(shuō)法是否正確，為什么？答案(1)半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間．能夠運(yùn)用它來(lái)計(jì)算始祖鳥(niǎo)的年齡是因?yàn)榘胨テ谂c原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)．(2)這種說(shuō)法是錯(cuò)誤的，因?yàn)榘胨テ诿枋龅氖谴罅糠派湫栽厮プ兊慕y(tǒng)計(jì)規(guī)律，不適用于少量原子核的衰變．知識(shí)深化對(duì)半衰期規(guī)律的理解半衰期定義放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間衰變規(guī)律N余＝，m余＝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(shí)間，T1/2表示半衰期影響因素由原子核內(nèi)部因素決定，跟原子所處的外部條件、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)半衰期規(guī)律是對(duì)大量原子核衰變行為作出的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以對(duì)大量原子核衰變行為進(jìn)行預(yù)測(cè)，而單個(gè)特定原子核的衰變行為不可預(yù)測(cè)例3(2022·隆回縣第二中學(xué)階段練習(xí))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．半衰期越長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的影響時(shí)間越長(zhǎng)B．通過(guò)化學(xué)方法可以改變放射性元素的半衰期C．通過(guò)物理方法可以改變放射性元素的半衰期D．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)未衰變的原子核答案A解析半衰期越長(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)，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(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)，B、C錯(cuò)誤；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，D錯(cuò)誤．例4(2022·奉新縣第一中學(xué)高二月考)放射性同位素eq\o\ar(14,6)C被考古學(xué)家稱(chēng)為“碳鐘”，它可以用來(lái)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(huì)形成很不穩(wěn)定的eq\o\ar(14,6)C，它很容易發(fā)生β衰變，變成一個(gè)新核，其半衰期為5730年．該衰變的核反應(yīng)方程式為_(kāi)_______.eq\o\ar(14,6)C的生成和衰變通常是平衡的，即生物活體中eq\o\ar(14,6)C的含量是不變的．當(dāng)生物體死亡后，機(jī)體內(nèi)eq\o\ar(14,6)C的含量將會(huì)不斷減少．若測(cè)得一具古生物遺骸中eq\o\ar(14,6)C含量只有活體中的12.5%，則這具遺骸距今約有________年．答案eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(0,－1)e17190解析發(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eq\o\ar(14,6)C→eq\o\ar(14,7)N＋eq\o\ar(0,－1)e.測(cè)得一具古生物遺骸中eq\o\ar(14,6)C含量只有活體中的12.5%，即eq\f(1,8)，經(jīng)過(guò)了3個(gè)半衰期，故這具遺骸距今約有5730×3＝17190年．針對(duì)訓(xùn)練(2021·太原市山西大學(xué)附中高二模擬)一塊鈾礦石中含eq\o\ar(238,92)U的質(zhì)量為m，鈾衰變后生成鉛eq\o\ar(206,82)Pb，eq\o\ar(238,92)U的半衰期為T(mén).則下列說(shuō)法中正確的是()A．一個(gè)eq\o\ar(238,92)U原子核中含有92個(gè)中子B．加熱該鈾礦石能使鈾核衰變速度變快C．經(jīng)過(guò)2T時(shí)間后該礦石中eq\o\ar(238,92)U的質(zhì)量還剩eq\f(m,4)D．400個(gè)eq\o\ar(238,92)U原子核經(jīng)半衰期T后還剩余200個(gè)答案C解析一個(gè)eq\o\ar(238,92)U原子核中含有92個(gè)質(zhì)子，中子個(gè)數(shù)為238－92＝146，故A錯(cuò)誤；半衰期是由放射性元素本身決定的，與環(huán)境的溫度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)2T剩余eq\o\ar(238,92)U為m1＝m(eq\f(1,2))2＝eq\f(1,4)m，故C正確；半衰期是對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)的原子核不適用，故D錯(cuò)誤．考點(diǎn)一原子核的衰變1．一個(gè)放射性原子核發(fā)生一次β衰變，則它的()A．質(zhì)子數(shù)減少1，中子數(shù)不變B．質(zhì)子數(shù)增加1，中子數(shù)不變C．質(zhì)子數(shù)增加1，中子數(shù)減少1D．質(zhì)子數(shù)減少1，中子數(shù)增加1答案C解析β衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故中子數(shù)減少1，而質(zhì)子數(shù)增加1，A、B、D錯(cuò)誤，C正確．2．下列說(shuō)法中正確的是()A．α粒子帶正電，α射線是從原子核中射出的B．β粒子帶負(fù)電，所以β粒子有可能是核外電子C．γ射線是光子，所以γ射線有可能是原子核發(fā)光產(chǎn)生的D．β射線、陰極射線都來(lái)自原子核內(nèi)部答案A解析α衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合在一起形成一個(gè)氦核發(fā)射出來(lái)，β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，然后釋放出電子，γ射線是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生的，所以這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來(lái)的，陰極射線來(lái)自于核外的電子，A正確，B、C、D錯(cuò)誤．3．下列表示放射性元素碘131(eq\o\ar(131,53)I)β衰變的方程是()A.eq\o\ar(131,53)I→eq\o\ar(127,51)Sb＋eq\o\ar(4,2)He B.eq\o\ar(131,53)I→eq\o\ar(131,54)Xe＋eq\o\ar(0,－1)eC.eq\o\ar(131,53)I→eq\o\ar(130,53)I＋eq\o\al(1,0)n D.eq\o\ar(131,53)I→eq\o\ar(130,52)Te＋eq\o\al(1,1)H答案B解析β衰變是原子核自發(fā)地釋放一個(gè)β粒子(即電子)產(chǎn)生新核的過(guò)程，原子核衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，結(jié)合選項(xiàng)分析可知，選項(xiàng)B正確．4．(2021·江蘇省大橋高級(jí)中學(xué)高二月考)在一個(gè)eq\o\ar(238,92)U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)eq\o\ar(206,82)Pb原子核的過(guò)程中，發(fā)生α衰變的次數(shù)為()A．6次B．8次C．12次D．16次答案B解析設(shè)經(jīng)過(guò)了n次α衰變，m次β衰變．有：4n＝32，2n－m＝10，解得n＝8，m＝6.可知經(jīng)過(guò)8次α衰變，6次β衰變，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．考點(diǎn)二半衰期5．已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T(mén)和2T，則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過(guò)2T后，剩有的A和B質(zhì)量之比為()A．1∶4 B．1∶2C．2∶1 D．4∶1答案B解析根據(jù)衰變規(guī)律，經(jīng)過(guò)2T后剩有的A的質(zhì)量mA＝＝eq\f(1,4)m0剩有的B的質(zhì)量mB＝＝eq\f(1,2)m0所以eq\f(mA,mB)＝eq\f(1,2)，故選項(xiàng)B正確．6．(2021·江蘇常州高二期中)沉睡三千年，一醒驚天下.3月20日，被譽(yù)為“20世紀(jì)人類(lèi)最重大考古發(fā)現(xiàn)之一”的三星堆遺址又有考古新發(fā)現(xiàn)．根據(jù)碳14的半衰期和剩余輻射量可以確定經(jīng)歷的年代，碳14測(cè)年法是目前測(cè)定文物年代最準(zhǔn)的方法之一，關(guān)于放射性元素的衰變，下列說(shuō)法正確的是()A．原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間為半衰期B．原子核的核子數(shù)減少一半所需的時(shí)間為半衰期C．溫度越高，放射性元素衰變就越快D．β衰變的實(shí)質(zhì)說(shuō)明原子核內(nèi)部有電子答案A解析原子核的衰變有一定的速率，每隔一定的時(shí)間(即半衰期)，原子核就衰變掉總數(shù)的一半，B錯(cuò)誤，A正確；放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來(lái)，D錯(cuò)誤．7．(2021·牡丹江市第十五中學(xué)高二期中)下列說(shuō)法正確的是()A．放射性元素的樣品不斷衰變，雖然剩下未衰變的原子核越來(lái)越少，但元素的半衰期不變B．放射性元素放在真空中衰變加快C.eq\o\ar(212,83)Bi的半衰期是1小時(shí)，質(zhì)量為m的eq\o\ar(212,83)Bi經(jīng)過(guò)3小時(shí)后還有eq\f(1,6)m沒(méi)有衰變D．溫度越高，放射性元素衰變?cè)娇齑鸢窤解析放射性元素的樣品不斷衰變，雖然剩下未衰變的原子核越來(lái)越少，但元素的半衰期不變，因?yàn)榘胨テ谥慌c原子核自身性質(zhì)有關(guān)，與外界因素?zé)o關(guān)，所以A正確，B、D錯(cuò)誤；eq\o\ar(212,83)Bi的半衰期是1小時(shí)，質(zhì)量為m的eq\o\ar(212,83)Bi經(jīng)過(guò)3小時(shí)后還有eq\f(1,8)m沒(méi)有衰變，所以C錯(cuò)誤．8．(2021·紹興市高二期末)某原子研究實(shí)驗(yàn)室發(fā)生放射性同位素泄漏事故．已知該元素的半衰期為3天，總放射量為人體最大允許量的8倍，則研究人員至少需等待幾天后才能進(jìn)入該實(shí)驗(yàn)室()A．3天 B．6天C．9天 D．12天答案C解析設(shè)放射性同位素的總量為N，則人體最大允許量為eq\f(N,8)，半衰期為T(mén)＝3天，由半衰期公式可知N余＝故當(dāng)N余＝eq\f(N,8)時(shí)，可得eq\f(t,T)＝3故有t＝3T＝9天即研究人員至少需等待9天后才能進(jìn)入該實(shí)驗(yàn)室．故選C.9．放射性同位素的衰變能轉(zhuǎn)換為電能，將某種放射性元素制成“放射性同位素電池”(簡(jiǎn)稱(chēng)同位素電池)，帶到火星上去工作，已知火星上的溫度、壓強(qiáng)等環(huán)境因素與地球有很大差別．該放射性元素到火星上之后，半衰期______(選填“變大”“變小”或“不變”)．若該放射性元素的半衰期為T(mén)年，經(jīng)過(guò)2T年，質(zhì)量為m的該放射性元素還剩余的質(zhì)量為_(kāi)_____．答案不變0.25m解析放射性元素的半衰期與外界條件無(wú)關(guān)，則放射性元素到火星上之后，半衰期不變．經(jīng)過(guò)2T年，質(zhì)量為m的該放射性元素還剩余的質(zhì)量為m余＝m(eq\f(1,2))2＝eq\f(1,4)m＝0.25m.10．(2021·江蘇蘇州高二期中)下列關(guān)于原子核的衰變的說(shuō)法，正確的是()A．β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為一個(gè)中子和一個(gè)電子B．一個(gè)原子核發(fā)生一次α衰變，新核相對(duì)于原來(lái)的核質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均減少2C.eq\o\ar(238,92)U衰變成eq\o\ar(206,82)Pb的過(guò)程中共經(jīng)過(guò)6次β衰變D．放射性元素釙的半衰期為138天，100g的釙經(jīng)276天后還剩下75g答案C解析β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故A錯(cuò)誤；一個(gè)原子核發(fā)生一次α衰變，新核相對(duì)于原來(lái)的核質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，故B錯(cuò)誤；設(shè)發(fā)生x次α衰變，y次β衰變，衰變方程為eq\o\ar(238,92)U→eq\o\ar(206,82)Pb＋xeq\o\al(4,2)He＋yeq\o\ar(0,－1)e，則238＝206＋4x,92＝82＋2x－y，解得x＝8，y＝6，故C正確；經(jīng)276天，即經(jīng)過(guò)2個(gè)半衰期，衰變后剩余的釙質(zhì)量為m＝m0(eq\f(