2024-2025學(xué)年人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修三5.1 原子核的組成（含答案） （人教2019選擇性必修三）

2024-2025學(xué)年人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修三5.1原子核的組成（含答案）（人教2019選擇性必修三）5.1原子核的組成基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、天然放射現(xiàn)象與三種射線（一）天然放射現(xiàn)象1．1896年，法國物理學(xué)家貝可勒爾發(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)出射線的性質(zhì)稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素，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）三種射線1．射線：(1)是高速粒子流，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住。2．射線：(1)是高速電子流；(2)它的速度更大，可達(dá)光速的99%；(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．射線：(1)是能量很高的電磁波，波長(zhǎng)很短，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。要點(diǎn)二、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，稱為中子，查德威克通過實(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)稱為核子。4．原子核的符號(hào)5．同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核組成的元素，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱為同位素．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.要點(diǎn)突破突破一：α、β、γ三種射線的比較種類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)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)，能穿透幾毫米最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土厚的鋁板電離作用很強(qiáng)較弱很弱在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)2．三種射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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)，如圖所示。(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α射線偏離較小，β射線偏離較大，γ射線不偏離，如圖所示。突破二：原子核的組成1．原子核(符號(hào)eq\o\al(A,Z)X)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。典例精析題型一：天然放射現(xiàn)象與三種射線例一．下列關(guān)于近代物理學(xué)研究的說法，正確的是（）A．普朗克為解釋黑體輻射的規(guī)律，提出了能量子假說B．湯姆孫研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子并精確測(cè)定了電子的電荷量C．盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中對(duì)小角度偏轉(zhuǎn)的研究提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型D．瑪麗·居里最早發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線變式遷移1：關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．射線在磁場(chǎng)中不能發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生的C．射線是原子核外的電子受激躍遷而產(chǎn)生的D．工業(yè)上常用射線來探測(cè)塑料板或金屬板的厚度題型二：原子核的組成例二．下列說法正確的是（）A．普朗克提出能量子假說，將每一份最小能量稱為“光子”B．湯姆孫證明陰極射線是電子，讓人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C．波爾的原子模型可以解釋所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律D．原子核中的中子與其他核子間無庫侖力，但有核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定變式遷移2：原子核表示（）A．的質(zhì)量數(shù)為90 B．核內(nèi)有234個(gè)質(zhì)子C．核內(nèi)有144個(gè)中子 D．核內(nèi)有90個(gè)核子強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1、下面說法正確的是（）A．光的本質(zhì)是波B．牛頓首先引入了電場(chǎng)線和磁感線，并發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．愛因斯坦通過分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子D．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，說明原子核是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的2、一天然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)共存的區(qū)域后射到足夠大的熒光屏上，熒光屏上只有a、b兩處出現(xiàn)亮斑，下列判斷中正確的是（）A．射到b處的一定是α射線B．射到b處的一定是β射線C．射到b處的可能是γ射線D．射到b處的可能是α射線3、盧瑟福曾預(yù)言：在原子核內(nèi)，除了質(zhì)子外，還可能有質(zhì)量與質(zhì)子相等的中性粒子（即中子）存在。他的主要依據(jù)是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子核（）A．核外電子數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相等 B．核電荷數(shù)與核外電子數(shù)相等C．核電荷數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相等 D．核電荷數(shù)約是質(zhì)量數(shù)的一半4、含有釷（Th）的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡（Rn），核反應(yīng)方程為Th→Rn+3He+2Y。下列關(guān)于該核反應(yīng)說法正確的是（）A．Y是H B．Y是eC．Rn核的電子數(shù)比Th核的少4 D．Rn核的中子數(shù)比Th核的少125、關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．射線在磁場(chǎng)中不能發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生的C．射線是原子核外的電子受激躍遷而產(chǎn)生的D．工業(yè)上常用射線來探測(cè)塑料板或金屬板的厚度6、原子核的表示符號(hào)為，下列說法正確的是（）A．原子核的質(zhì)子數(shù)為A B．原子的電子數(shù)為AC．原子的質(zhì)量數(shù)為Z D．原子核的質(zhì)子數(shù)為Z7、一個(gè)鐳核中，有（）A．226個(gè)質(zhì)子，88個(gè)中子 B．88個(gè)質(zhì)子，226個(gè)中子C．138個(gè)質(zhì)子，88個(gè)中子 D．88個(gè)質(zhì)子，138個(gè)中子8、對(duì)微觀世界的探索中，下列說法正確的是（）A．密立根最先發(fā)現(xiàn)了電子B．湯姆孫最先通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的比荷C．盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．人們認(rèn)識(shí)到原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的9、下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是()A．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) B．倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C．α粒子散射實(shí)驗(yàn) D．氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)10、用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式為，對(duì)式中X、a、b的判斷正確的是（）A．X代表中子，a=17，b=1B．X代表正電子，a=17，b=-1C．X代表正電子，a=17，b=1D．X代表質(zhì)子，a=17，b=111、“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核（稱為母核）俘獲一個(gè)核外電子，其內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?，從而變成一個(gè)新核（稱為子核），并且放出一個(gè)中微子的過程。中微子的質(zhì)量極小，不帶電，很難探測(cè)到，人們最早就是通過子核的反沖而間接證明中微子存在的。若一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”（電子的初動(dòng)量可不計(jì)），則（）A．母核的質(zhì)量數(shù)大于子核的質(zhì)量數(shù)B．母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)C．子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量相同D．子核的動(dòng)能大于中微子的動(dòng)能12、如圖所示，天然放射性元素，放出ɑ、β、γ三種射線同時(shí)射入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，射入時(shí)速度方向和電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向都垂直，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進(jìn)，則ɑ射線A．向右偏 B．向左偏C．沿直線前進(jìn) D．可能向右偏也可能向左偏5.1原子核的組成基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、天然放射現(xiàn)象與三種射線（一）天然放射現(xiàn)象1．1896年，法國物理學(xué)家貝可勒爾發(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)出射線的性質(zhì)稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素，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）三種射線1．射線：(1)是高速粒子流，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住。2．射線：(1)是高速電子流；(2)它的速度更大，可達(dá)光速的99%；(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．射線：(1)是能量很高的電磁波，波長(zhǎng)很短，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。要點(diǎn)二、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，稱為中子，查德威克通過實(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)稱為核子。4．原子核的符號(hào)5．同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核組成的元素，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱為同位素．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.要點(diǎn)突破突破一：α、β、γ三種射線的比較種類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)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)，能穿透幾毫米最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土厚的鋁板電離作用很強(qiáng)較弱很弱在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)2．三種射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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)，如圖所示。(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α射線偏離較小，β射線偏離較大，γ射線不偏離，如圖所示。突破二：原子核的組成1．原子核(符號(hào)eq\o\al(A,Z)X)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。典例精析題型一：天然放射現(xiàn)象與三種射線例一．下列關(guān)于近代物理學(xué)研究的說法，正確的是（）A．普朗克為解釋黑體輻射的規(guī)律，提出了能量子假說B．湯姆孫研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子并精確測(cè)定了電子的電荷量C．盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中對(duì)小角度偏轉(zhuǎn)的研究提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型D．瑪麗·居里最早發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線【答案】A【分析】A．普朗克為解釋黑體輻射的規(guī)律，提出了能量子假說，故A正確；B．湯姆孫研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子，密立根精確測(cè)定了電子的電荷量，故B錯(cuò)誤；C．盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中對(duì)大角度偏轉(zhuǎn)的研究提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯(cuò)誤；D．貝克勒爾最早發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，故D錯(cuò)誤。故選A。變式遷移1：關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．射線在磁場(chǎng)中不能發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生的C．射線是原子核外的電子受激躍遷而產(chǎn)生的D．工業(yè)上常用射線來探測(cè)塑料板或金屬板的厚度【答案】A【分析】A．射線不帶電，為電磁波，故其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；B．射線是由衰變產(chǎn)生的氦原子核組成的，故B錯(cuò)誤；C．射線是具有放射性的元素的原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子同時(shí)釋放出一個(gè)高速電子，即粒子，故C錯(cuò)誤；D．射線的穿透性較強(qiáng)，工業(yè)上常用射線來探測(cè)塑料板或金屬板的厚度，故D錯(cuò)誤。故選A。題型二：原子核的組成例二．下列說法正確的是（）A．普朗克提出能量子假說，將每一份最小能量稱為“光子”B．湯姆孫證明陰極射線是電子，讓人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C．波爾的原子模型可以解釋所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律D．原子核中的中子與其他核子間無庫侖力，但有核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定【答案】D【分析】A．普朗克提出能量子假說，，將每一份最小能量稱為“能量子”，故A錯(cuò)誤；B．湯姆孫證明陰極射線是電子，讓人們認(rèn)識(shí)到原子本身具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，故B錯(cuò)誤；C．波爾的原子模型只能解釋氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，故C錯(cuò)誤；D．原子核中的中子與其他核子間無庫侖力，但有核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定，故D正確；故選D。變式遷移2：原子核表示（）A．的質(zhì)量數(shù)為90 B．核內(nèi)有234個(gè)質(zhì)子C．核內(nèi)有144個(gè)中子 D．核內(nèi)有90個(gè)核子【答案】C【分析】原子核，234表示質(zhì)量數(shù)，即234個(gè)核子，90表示核電荷數(shù)，即90個(gè)質(zhì)子，故核內(nèi)中子數(shù)為（234-90=144個(gè)），故選C。強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1、下面說法正確的是（）A．光的本質(zhì)是波B．牛頓首先引入了電場(chǎng)線和磁感線，并發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)和電磁感應(yīng)現(xiàn)象C．愛因斯坦通過分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子D．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，說明原子核是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的【答案】D【解析】A．光的本質(zhì)既是波也是粒子，具有波粒二象性，A錯(cuò)誤；B．法拉第首先引入了電場(chǎng)線和磁感線，并發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；C．盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，C錯(cuò)誤；D．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，說明原子核是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的，D正確。故選D。2、一天然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)共存的區(qū)域后射到足夠大的熒光屏上，熒光屏上只有a、b兩處出現(xiàn)亮斑，下列判斷中正確的是（）A．射到b處的一定是α射線B．射到b處的一定是β射線C．射到b處的可能是γ射線D．射到b處的可能是α射線【答案】D【解析】C．α射線帶正電，β射線帶負(fù)電，γ射線不帶電，γ射線不受電場(chǎng)力和洛倫茲力，故射到b處的一定不是γ射線，C錯(cuò)誤；ABD．α射線和β射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中受到電場(chǎng)力和洛倫茲力，若電場(chǎng)力大于洛倫茲力，則射到b處的是α射線，若洛倫茲力大于電場(chǎng)力，則射到b處的是β射線，D正確，A、B錯(cuò)誤。故選D。3、盧瑟福曾預(yù)言：在原子核內(nèi)，除了質(zhì)子外，還可能有質(zhì)量與質(zhì)子相等的中性粒子（即中子）存在。他的主要依據(jù)是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子核（）A．核外電子數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相等 B．核電荷數(shù)與核外電子數(shù)相等C．核電荷數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相等 D．核電荷數(shù)約是質(zhì)量數(shù)的一半【答案】D【解析】盧瑟福曾預(yù)言：在原子核內(nèi)，除了質(zhì)子外，還可能有質(zhì)量與質(zhì)子相等的中性粒子（即中子）存在。他的主要依據(jù)是通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子核的核電荷數(shù)約是質(zhì)量數(shù)的一半，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。4、含有釷（Th）的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡（Rn），核反應(yīng)方程為Th→Rn+3He+2Y。下列關(guān)于該核反應(yīng)說法正確的是（）A．Y是H B．Y是eC．Rn核的電子數(shù)比Th核的少4 D．Rn核的中子數(shù)比Th核的少12【答案】B【解析】AB．根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，Y的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為-1，則Y是e，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．原子核中沒有電子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．Rn核的中子數(shù)為220-86=134，Th核的中子數(shù)為232-90=142，則Rn核的中子數(shù)比Th核的少8，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B。5、關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．射線在磁場(chǎng)中不能發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生的C．射線是原子核外的電子受激躍遷而產(chǎn)生的D．工業(yè)上常用射線來探測(cè)塑料板或金屬板的厚度【答案】A【解析】A．射線不帶電，為電磁波，故其在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A正確；B．射線是由衰變產(chǎn)生的氦原子核組成的，故B錯(cuò)誤；C．射線是具有放射性的元素的原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子同時(shí)釋放出一個(gè)高速電子，即粒子，故C錯(cuò)誤；D．射線的穿透性較強(qiáng)，工業(yè)上常用射線來探測(cè)塑料板或金屬板的厚度，故D錯(cuò)誤。故選A。6、原子核的表示符號(hào)為，下列說法正確的是（）A．原子核的質(zhì)子數(shù)為A B．原子的電子數(shù)為AC．原子的質(zhì)量數(shù)為Z D．原子核的質(zhì)子數(shù)為Z【答案】D【分析】原子核的符號(hào)中A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)。故選D。7、一個(gè)鐳核中，有（）A．226個(gè)質(zhì)子，88個(gè)中子 B．88個(gè)質(zhì)子，226個(gè)中子C．138個(gè)質(zhì)子，88個(gè)中子 D．88個(gè)質(zhì)子，138個(gè)中子【答案】D【分析】由題意可知，該原子的質(zhì)子數(shù)為88，質(zhì)量數(shù)為226，根據(jù)中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，可知該原子的中子數(shù)為故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)為138，故選D。8、對(duì)微觀世界的探索中，下列說法正確的是（）A．密立根最先發(fā)現(xiàn)了電子B．湯姆孫最先通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的比荷C．盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．人們認(rèn)識(shí)到原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的【答案】C【分析】A．1897年湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，故A錯(cuò)誤；B．最先通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的比荷的物理學(xué)家是密立根，故B錯(cuò)誤；C．1911年，盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，否定了湯姆孫的棗糕式模型，故C正確；D．人們認(rèn)識(shí)到原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從天然放射現(xiàn)象開始的，故D錯(cuò)誤。故選C。9、下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是()A．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) B．倫琴射線的發(fā)現(xiàn)C．α粒子散射實(shí)驗(yàn) D．氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)【答案】C【分析】能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是粒子散射實(shí)驗(yàn)，故C正確，ABD錯(cuò)誤。10、用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式為，對(duì)式中X、a、b的判斷正確的是（）A．X代表中子，a=17，b=1B．X代表正電子，a=17，b=-1C．X代表正電子，a=17，b=1D．X代表質(zhì)子，a=17，b=1【答案】C【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知因此X可表示為，為正電子，故ABD錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。故選C。11、“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核（稱為母核）俘獲一個(gè)核外電子，其內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?，從而變成一個(gè)新核（稱為子核），并且放出一個(gè)中微子的過程。中微子的質(zhì)量極小，不帶電，很難探測(cè)到，人們最早就是通過子核的反沖而間接證明中微子存在的。若一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”（電子的初動(dòng)量可不計(jì)），則（）A．母核的質(zhì)量數(shù)大于子核的質(zhì)量數(shù)B．母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)C．子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量相同D．子核的動(dòng)能大于中微子的動(dòng)能【答案】B【分析】AB．原子核（稱為母核）俘獲一個(gè)核外電子，使其內(nèi)部的一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶樱⒎懦鲆粋€(gè)中微子，從而變成一個(gè)新核（稱為子核）的過程。電荷數(shù)少1，質(zhì)量數(shù)不變。故A錯(cuò)誤，B正確；C．原子核（稱為母核）俘獲電子的過程中動(dòng)量守恒，初狀態(tài)系統(tǒng)的總動(dòng)量為0，則子核的動(dòng)量和中微子的動(dòng)量大小相等，方向相反。故C錯(cuò)誤；D．子核的動(dòng)量大小和中微子的動(dòng)量大小相等，由于中微子的質(zhì)量很小，根據(jù)知，中微子的動(dòng)能大于子核的動(dòng)能。故D錯(cuò)誤。故選B。12、如圖所示，天然放射性元素，放出ɑ、β、γ三種射線同時(shí)射入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，射入時(shí)速度方向和電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向都垂直，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進(jìn)，則ɑ射線A．向右偏 B．向左偏C．沿直線前進(jìn) D．可能向右偏也可能向左偏【答案】A【分析】由于β射線（電子，帶負(fù)電）沒有偏轉(zhuǎn)，說明它受到水平向左的電場(chǎng)力與水平向右的洛侖茲力平衡．對(duì)于α射線（氦核），它進(jìn)入場(chǎng)區(qū)時(shí)受到水平向左的洛侖茲力與水平向右的電場(chǎng)力．由于它的速率比β射線的速率小，所以它受到的洛侖茲力小于電場(chǎng)力，即它在向右偏轉(zhuǎn)．故選擇A.5.2放射性元素的衰變基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、原子核的衰變半衰期（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\al(238,92)U的α衰變方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(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\al(234,90)Th的β衰變方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e。3．衰變規(guī)律：電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)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。要點(diǎn)二、核反應(yīng)放射性同位素及其應(yīng)用（一）核反應(yīng)1．定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程．2．原子核的人工轉(zhuǎn)變：盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，核反應(yīng)方程eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H.3．遵循規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．（二）放射性同位素及其應(yīng)用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．2．應(yīng)用：(1)射線測(cè)厚儀：工業(yè)部門使用放射性同位素發(fā)出的射線來測(cè)厚度．(2)放射治療．(3)培優(yōu)、保鮮．(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探測(cè)出原子到達(dá)的位置．（三）輻射與安全1．人類一直生活在放射性的環(huán)境中．2．過量的射線對(duì)人體組織有破壞作用．在使用放射性同位素時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，注意人身安全，同時(shí)，要防止放射性物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具等的污染．要點(diǎn)突破突破一：衰變半衰期1.原子核衰變的理解衰變類型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→AZ＋1Y＋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\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(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2.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＝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(shí)間，τ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)突破二：核反應(yīng)放射性同位素及其應(yīng)用條件用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變.實(shí)質(zhì)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(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變規(guī)律(1)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒；(2)動(dòng)量守恒原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(3)1934年約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n；eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e.核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向2．確定原子核衰變次數(shù)的方法與技巧(1)方法：設(shè)放射性元素eq\o\al(A,Z)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eq\o\al(A′,Z′)Y，則衰變方程為：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(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以上兩式聯(lián)立解得：n＝eq\f(A－A′,4)，m＝eq\f(A－A′,2)＋Z′－Z由此可見，確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個(gè)二元一次方程組。(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)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。典例精析題型一：原子核的衰變例一．2021年4月底，我國“人造太陽”裝置將完成改造升級(jí)，擬在該裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)1億攝氏度“燃燒”100秒的目標(biāo)。該實(shí)驗(yàn)中的可控?zé)岷朔磻?yīng)的方程是H＋H→He＋X，其中海水中富含反應(yīng)原料氘（H），而氚（H）在自然界中含量極微，但可以用某種粒子Y轟擊鋰核（Li）得到，核反應(yīng)方程為L(zhǎng)i＋Y→H＋He，下列說法正確的是（）A．粒子X為中子，粒子Y為質(zhì)子B．核反應(yīng)方程Li＋Y→H＋He為α衰變C．核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)和穿透能力D．在H＋H→He＋X核反應(yīng)中，反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量變式遷移1：目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放射出、、射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說法正確的是（）A．衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的B．氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個(gè)氡原子核C．射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱D．發(fā)生衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4題型二：核反應(yīng)放射性同位素及其應(yīng)用例二．如圖，軋鋼廠的熱軋機(jī)上可以安裝射線測(cè)厚儀，儀器探測(cè)到的射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)。已知某車間采用放射性同位素依-192作為放射源，其化學(xué)符號(hào)是，原子序數(shù)，通過衰變放出射線，半衰期為天，適合透照鋼板厚度，下列說法正確的是（）

A．衰變產(chǎn)生的新核用X表示，銥的衰變方程為份B．若已知鋼板厚度標(biāo)準(zhǔn)為，探測(cè)器得到的射線變?nèi)鯐r(shí)，說明鋼板厚度大于，應(yīng)當(dāng)增大熱軋機(jī)兩輪之間的厚度間隙C．若有銥，經(jīng)過天有沒有衰變D．放射性同位素發(fā)生衰變時(shí)，遵循能量守恒和質(zhì)量守恒變式遷移2：PET（正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像）的基本原理是：將放射性同位素注入人體，參與人體的代謝過程，在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像。根據(jù)PET原理，下列說法不正確的是（）A．衰變的方程式為→B．將放射性同位素注入人體，其作用為示蹤原子C．一對(duì)正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個(gè)光子D．PET所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)小于人體的代謝周期強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，衰變過程動(dòng)量守恒，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別、，則下列說法正確的是（）

A．該原子核可能發(fā)生α衰變，也可能發(fā)生β衰變B．該原子核衰變后發(fā)射的粒子可能帶正電，也可能帶負(fù)電C．若衰變方程是，則D．若衰變方程是，則2、我國首輛火星車“祝融號(hào)”采用放射性材料作為發(fā)電能源為火星車供電。中的元素Pu是，其發(fā)生衰變的半衰期為87.7年。下列說法中正確的是（）A．衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子B．發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為C．經(jīng)過263.1年，大約還有12.5%的原子核Pu沒發(fā)生衰變D．當(dāng)氣溫和引力環(huán)境發(fā)生改變，Pu的半衰期可能會(huì)發(fā)生變化3、2021年，硼中子俘獲療法（BNCT）成為抗癌熱點(diǎn)。新一代抗癌技術(shù)通過點(diǎn)滴注射含硼化合物，用超熱中子射線照射。中子與進(jìn)入高細(xì)胞內(nèi)的硼產(chǎn)生核反應(yīng)。其核反應(yīng)方程為：，則（）A．X是粒子 B．X是粒子 C．X是質(zhì)子 D．X是中子4、在醫(yī)學(xué)上鈷-60的放射性常用于癌癥的放射治療。一個(gè)鈷-60原子核（）放出一個(gè)β粒子后衰變成一個(gè)鎳核（），并伴隨產(chǎn)生了γ射線。下列說法正確的是（）A．γ射線的電離本領(lǐng)比β射線強(qiáng)B．氫原子的能級(jí)躍遷中不可能放出γ射線C．γ射線與光電效應(yīng)中的光電子是同一種物質(zhì)D．鈷的體積必須大于臨界體積，其衰變反應(yīng)才能順利進(jìn)行5、如圖所示，國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是（）A．俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子B．俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子C．俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子D．俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子6、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)原來靜止的C原子核發(fā)生衰變，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個(gè)相內(nèi)切的圓，兩圓的直徑之比為7：1，那么C的衰變方程為（）A． B． C． D．7、如圖所示，天然放射源放射出的射線從容器的小孔射出，經(jīng)過垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，射線分裂成a、b、c三束。下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)是高速粒子流，穿透能力較弱，稱為β射線B．b是高速電子流，穿透能力較強(qiáng)，稱為α射線C．c是能量很高的電磁波，穿透能力最強(qiáng)，稱為γ射線D．電離作用最強(qiáng)的是b射線，電離作用最弱的是c射線8、已知鐳原子核經(jīng)過一次衰變后變成一個(gè)新核，下列說法正確的是（）A．該衰變方程為B．新核中有86個(gè)中子C．鐳經(jīng)過2個(gè)半衰期后還有沒有發(fā)生衰變D．樣品中剩余的鐳越來越少，其半衰期越來越短9、下列說法錯(cuò)誤的是（）A．原子核發(fā)生β衰變中放出的電子來自原子核外的內(nèi)層電子B．α衰變實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)氦原子核C．放射性同位素和它的非放射性同位素化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子D．利用γ射線可以為金屬探傷或者治療肺癌、食道癌等疾病，還可以照射種子使其基因變異，培育優(yōu)良品種10、氚是氫的一種放射性同位素，簡(jiǎn)寫為H，氟核發(fā)生β衰變后變成另一種新原子核，氚的半衰期為12.43年，下列關(guān)于氚核衰變說法正確的（）A．經(jīng)過12.43年，6個(gè)氚核還剩余3個(gè)沒有衰變B．經(jīng)過12.43年，質(zhì)量為m的氚核還剩余仍沒有衰變C．增加氣體中氚的濃度可以縮短其半衰期D．改變氚核存放環(huán)境可改變其半衰期11、靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的放射性原子氦X衰變?yōu)閮蓚€(gè)粒子A和B，衰變后A的運(yùn)動(dòng)速度方向和磁感線垂直。兩軌跡圓半徑之比為，帶電粒子在軌跡圓上運(yùn)動(dòng)的周期之比為。設(shè)衰變過程釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成射線粒子和反沖核的動(dòng)能。（1）求A粒子和B粒子的電量之比；（2）求A粒子和B粒子的質(zhì)量之比；（3）寫出核反應(yīng)方程（反沖核的元素符號(hào)可用Y表示）5.2放射性元素的衰變基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)要點(diǎn)一、原子核的衰變半衰期（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\al(238,92)U的α衰變方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(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\al(234,90)Th的β衰變方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e。3．衰變規(guī)律：電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)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。要點(diǎn)二、核反應(yīng)放射性同位素及其應(yīng)用（一）核反應(yīng)1．定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程．2．原子核的人工轉(zhuǎn)變：盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，核反應(yīng)方程eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H.3．遵循規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．（二）放射性同位素及其應(yīng)用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．2．應(yīng)用：(1)射線測(cè)厚儀：工業(yè)部門使用放射性同位素發(fā)出的射線來測(cè)厚度．(2)放射治療．(3)培優(yōu)、保鮮．(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探測(cè)出原子到達(dá)的位置．（三）輻射與安全1．人類一直生活在放射性的環(huán)境中．2．過量的射線對(duì)人體組織有破壞作用．在使用放射性同位素時(shí)，必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，注意人身安全，同時(shí)，要防止放射性物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具等的污染．要點(diǎn)突破突破一：衰變半衰期1.原子核衰變的理解衰變類型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→AZ＋1Y＋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\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(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2.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＝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(shí)間，τ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)突破二：核反應(yīng)放射性同位素及其應(yīng)用條件用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變.實(shí)質(zhì)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(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變規(guī)律(1)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒；(2)動(dòng)量守恒原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：eq\o\al(14,

7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(3)1934年約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n；eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e.核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向2．確定原子核衰變次數(shù)的方法與技巧(1)方法：設(shè)放射性元素eq\o\al(A,Z)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eq\o\al(A′,Z′)Y，則衰變方程為：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(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以上兩式聯(lián)立解得：n＝eq\f(A－A′,4)，m＝eq\f(A－A′,2)＋Z′－Z由此可見，確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個(gè)二元一次方程組。(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)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。典例精析題型一：原子核的衰變例一．2021年4月底，我國“人造太陽”裝置將完成改造升級(jí)，擬在該裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)1億攝氏度“燃燒”100秒的目標(biāo)。該實(shí)驗(yàn)中的可控?zé)岷朔磻?yīng)的方程是H＋H→He＋X，其中海水中富含反應(yīng)原料氘（H），而氚（H）在自然界中含量極微，但可以用某種粒子Y轟擊鋰核（Li）得到，核反應(yīng)方程為L(zhǎng)i＋Y→H＋He，下列說法正確的是（）A．粒子X為中子，粒子Y為質(zhì)子B．核反應(yīng)方程Li＋Y→H＋He為α衰變C．核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)和穿透能力D．在H＋H→He＋X核反應(yīng)中，反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量【答案】D【分析】A．根據(jù)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)守恒定律可知，粒子X為中子，粒子Y也為中子，所以A錯(cuò)誤；B．核反應(yīng)方程Li＋Y→H＋He為人工轉(zhuǎn)變，所以B錯(cuò)誤；C．核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)但是穿透能力較弱，所以C錯(cuò)誤；D．在H＋H→He＋X核反應(yīng)中，能釋放大量的能量，根據(jù)質(zhì)量方程ΔE=mc2可知，反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，所以D正確。故選D。變式遷移1：目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放射出、、射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說法正確的是（）A．衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的B．氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就剩下一個(gè)氡原子核C．射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱D．發(fā)生衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4【答案】A【分析】A．衰變所釋放的電子來自原子核，是原子核中的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子所產(chǎn)生的，故A正確；B．半衰期具有統(tǒng)計(jì)意義，只對(duì)大量的原子核適用，故B錯(cuò)誤；C．射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最弱，電離能力最強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；D．發(fā)生衰變時(shí)，電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4，則中子數(shù)少2，故D錯(cuò)誤。故選A。題型二：核反應(yīng)放射性同位素及其應(yīng)用例二．如圖，軋鋼廠的熱軋機(jī)上可以安裝射線測(cè)厚儀，儀器探測(cè)到的射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)。已知某車間采用放射性同位素依-192作為放射源，其化學(xué)符號(hào)是，原子序數(shù)，通過衰變放出射線，半衰期為天，適合透照鋼板厚度，下列說法正確的是（）

A．衰變產(chǎn)生的新核用X表示，銥的衰變方程為份B．若已知鋼板厚度標(biāo)準(zhǔn)為，探測(cè)器得到的射線變?nèi)鯐r(shí)，說明鋼板厚度大于，應(yīng)當(dāng)增大熱軋機(jī)兩輪之間的厚度間隙C．若有銥，經(jīng)過天有沒有衰變D．放射性同位素發(fā)生衰變時(shí)，遵循能量守恒和質(zhì)量守恒【答案】A【分析】A．衰變的實(shí)質(zhì)是核里的一個(gè)中子放出一個(gè)電子變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，故質(zhì)量數(shù)不變核電荷數(shù)加一，故A正確；B．探測(cè)器得到的射線變?nèi)鯐r(shí)，說明鋼板厚度增大，應(yīng)當(dāng)減小熱軋機(jī)兩輪之間的厚度間隙，故B錯(cuò)誤；C．若有銥，經(jīng)過74天后還有沒有衰變，再過74天（即總共經(jīng)歷148天）還有沒有衰變，故C錯(cuò)誤；D．放射性同位素發(fā)生衰變時(shí)，因遵循能量守恒，放出了能量出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，質(zhì)量不守恒，故D錯(cuò)誤；故選A。變式遷移2：PET（正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像）的基本原理是：將放射性同位素注入人體，參與人體的代謝過程，在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像。根據(jù)PET原理，下列說法不正確的是（）A．衰變的方程式為→B．將放射性同位素注入人體，其作用為示蹤原子C．一對(duì)正負(fù)電子湮滅后也可能只生成一個(gè)光子D．PET所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)小于人體的代謝周期【答案】C【分析】A．衰變的方程式為→A正確，不符合題意；B．將放射性同位素注入人體，在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像，故其作用為示蹤原子，B正確，不符合題意；C．一對(duì)正負(fù)電子湮滅后生成兩個(gè)光子，C錯(cuò)誤，符合題意；D．PET所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)小于人體的代謝周期，否則無法通過探測(cè)器探測(cè)到，D正確，不符合題意。故選C。強(qiáng)化訓(xùn)練選擇題1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，衰變過程動(dòng)量守恒，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個(gè)相切圓半徑分別、，則下列說法正確的是（）

A．該原子核可能發(fā)生α衰變，也可能發(fā)生β衰變B．該原子核衰變后發(fā)射的粒子可能帶正電，也可能帶負(fù)電C．若衰變方程是，則D．若衰變方程是，則【答案】C【分析】AB．原子核衰變過程動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可知，由于衰變放射出兩粒子的動(dòng)量方向相反，粒子的速度方向相反，由左手定則可知，若生成的兩粒子電性相反，則在磁場(chǎng)中的軌跡為內(nèi)切圓，若生成的兩粒子電性相同，則在磁場(chǎng)中的軌跡為外切圓，所以為電性相同的粒子，可能發(fā)生α衰變，但不是β衰變，該原子核衰變后發(fā)射的粒子可能帶正電，不可能帶負(fù)電，AB錯(cuò)誤；CD．原子核衰變過程動(dòng)量守恒，原子核原來靜止，初動(dòng)量是零，由動(dòng)量守恒定律可知，由于衰變放射出兩粒子的動(dòng)量大小相等，方向相反，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律可得解得由于p、B相同，則粒子的電荷量q越大，其軌道半徑r越小，新核的電荷量比衰變粒子的電荷量大，所以新核的軌道半徑小于衰變粒子的軌道半徑，則有新核的軌道半徑是r1，衰變粒子的軌道半徑是r2，由原子核的衰變方程則有得C正確，D錯(cuò)誤。故選C。2、我國首輛火星車“祝融號(hào)”采用放射性材料作為發(fā)電能源為火星車供電。中的元素Pu是，其發(fā)生衰變的半衰期為87.7年。下列說法中正確的是（）A．衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子B．發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為C．經(jīng)過263.1年，大約還有12.5%的原子核Pu沒發(fā)生衰變D．當(dāng)氣溫和引力環(huán)境發(fā)生改變，Pu的半衰期可能會(huì)發(fā)生變化【答案】C【解析】A．衰變是原子核放出一個(gè)粒子，形成一個(gè)新核，故A錯(cuò)誤；B．發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為，故B錯(cuò)誤；C．發(fā)生衰變后剩余質(zhì)量所以大約還有12.5%的原子核Pu沒發(fā)生衰變，故C正確；D．半衰期只與元素自身有關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選C。3、2021年，硼中子俘獲療法（BNCT）成為抗癌熱點(diǎn)。新一代抗癌技術(shù)通過點(diǎn)滴注射含硼化合物，用超熱中子射線照射。中子與進(jìn)入高細(xì)胞內(nèi)的硼產(chǎn)生核反應(yīng)。其核反應(yīng)方程為：，則（）A．X是粒子 B．X是粒子 C．X是質(zhì)子 D．X是中子【答案】B【解析】設(shè)，根據(jù)反應(yīng)前和發(fā)應(yīng)后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒解得。X是α粒子，B正確。故選B。4、在醫(yī)學(xué)上鈷-60的放射性常用于癌癥的放射治療。一個(gè)鈷-60原子核（）放出一個(gè)β粒子后衰變成一個(gè)鎳核（），并伴隨產(chǎn)生了γ射線。下列說法正確的是（）A．γ射線的電離本領(lǐng)比β射線強(qiáng)B．氫原子的能級(jí)躍遷中不可能放出γ射線C．γ射線與光電效應(yīng)中的光電子是同一種物質(zhì)D．鈷的體積必須大于臨界體積，其衰變反應(yīng)才能順利進(jìn)行【答案】B【解析】A．射線不帶電，其電離本領(lǐng)比射線弱，A錯(cuò)誤；B．氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)最大能量值為13.6eV，屬于紫外線，不可能放出射線，B正確；C．射線是光子，與光電子不是同一種物質(zhì)，C錯(cuò)誤；D．鉆的衰變不需要到達(dá)臨界體積，只有當(dāng)重核裂變到達(dá)臨界體積時(shí)才能發(fā)生，D錯(cuò)誤。故選B。5、如圖所示，國家大科學(xué)工程——中國散裂中子