第十九章 第1节 原子核的组成
第2节 放射性元素的衰变
练能力、课后提升
一、选择题
1．(2018·上海徐汇区模拟)某种元素具有多种同位素，能反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图( )
解析：选B 质量数等于质子数与中子数之和，因此当中子数N增大时，质量数A也会增大，选项A、D错误；又因为中子数N为零时，质子数不为零，所以质量数A不为零，选项B正确，C错误．
2．(多选)Ra是镭(Ra)的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说法正确的是( )
A．它们具有相同的质子数和不同的质量数
B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数
C．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数
D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质
解析：选AC 原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原予核的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和．由此知这两种镭的原子，核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同．故选项A、C正确．
3．(2019·灵璧一中期末)在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同．如图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是( )
A．γ、β、α B．β、γ、α
C．α、β、γ D．γ、α、β
解析：选C α射线穿透能力最弱，不能穿透比较厚的黑纸，故①为α射线，γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线，β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板，故②为β射线，故C正确．
4．某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是( )
A．中子数减少8 B．质子数减少2
C．质子数增加2 D．核子数减少10
解析：选C 发生2次α衰变质量数减少8，电荷数减少4，发生6次β衰变质量数不变，电荷数增加6，最终质量数减少8，电荷数增加2，所以核子数减少8，质子数增加2，中子数减少10.选项C正确．
5．如图所示是查德威克发现中子的装置示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射出的粒子流A轰击铍(Be)时会产生粒子流B，用粒子流B轰击石蜡时，会打出质子流C，图中粒子流A是( )
A．中子流 B．α射线
C．β射线 D．γ射线
解析：选B 用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流．所以A为α射线，B为中子，C为质子，故A、C、D错误，B正确．
6．(多选)图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是( )
A．α和β B．α和γ
C．β和γ D．α、β和γ
解析：选A α射线穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米，不能穿过1 mm的铝片，β射线穿透能力比α射线强，可以穿透几毫米厚的铝板，γ射线可以穿透几厘米厚的铅板，故本题中一定不含有γ射线，一定含有β射线，可能含有α射线，A选项正确．
7．(2018·上海七宝中学期末)放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入图甲所示的匀强电场和图乙所示的匀强磁场中，下列说法正确的是( )
A．①表示γ射线，③表示α射线
B．②表示β射线，③表示α射线
C．④表示α射线，⑤表示γ射线
D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
解析：选C γ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D错误；α射线中的α粒子为氦核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在题图乙所示匀强磁场中α射线向左偏，故④表示α射线，C正确．
8．(多选)(2019·龙岩期中)核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用5 000年，若将某种放射性元素制成核电池，带到火星上去工作．已知火星上的温度、压强等环境因素与地球有很大差别，下列说法正确的有( )
A．该放射性元素到火星上之后，半衰期发生变化
B．该放射性元素到火星上之后，半衰期不变
C．若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余75%
D．若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余25%
解析：选BD 半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间，是原子核本身的特性，半衰期的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境与化学状态无关，A选项错误，B选项正确；根据半衰期公式，m＝m0·n，可知经过了2个半衰期，该放射性元素还剩余25%，C选项错误，D选项正确．
9．(多选)(2018·宜昌期中)已知钚的一种同位素的半衰期为24 100年，其衰变方程为Pu→X＋He＋γ，下列有关说法正确的是( )
A．X原子核中含有92个质子
B．100个Pu经过24 100年后一定还剩余50个
C．由于衰变时释放巨大能量，衰变过程质量数不再守恒
D．衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力
解析：选AD 根据电荷数守恒和质量数守恒可知，X原子核中含有质子数是92，A选项正确；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，对个别的原子核没有意义，B选项错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减小，但质量数仍旧守恒，C选项错误；衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，D选项正确．
10．(多选)(2018·浙江模拟)云室能显示射线的径迹，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性．放射性元素A的原子核静止放在磁感应强度B＝2.5 T的匀强磁场中发生衰变，放射出粒子并变成新原子核B，放射出的粒子与新核运动轨迹如图所示，测得两圆的半径之比R1∶R2＝42∶1，且R1＝0.2 m．已知α粒子质量mα＝6.64× 10－27 kg，β粒子质量mβ＝9.1×10－31 kg，普朗克常量取h＝6.6×10－34 J·s，下列说法正确的是( )
A．新原子核B的核电荷数为84
B．放射性元素A原子核发生的是β衰变
C．衰变放射出的粒子的速度大小为2.4×107 m/s
D．如果A原子核衰变时释放出一种频率为1.2×1015 Hz的光子，那么这种光子能使逸出功为4.54 eV的金属钨发生光电效应
解析：选ACD 分析轨迹图可知，轨迹圆外切，说明两粒子所受的洛伦兹力方向相反，均带正电，则衰变产物均带正电，发生的是α衰变，放射性元素A衰变过程中，动量守恒，mv＝mαvα，两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB＝m，其中qα＝2e，R1∶R2＝42∶1，联立可知，放射性元素的电荷量q＝84e，衰变后新原子核的电荷数为84，A选项正确，B选项错误；轨迹半径R1＝，解得衰变放射出的粒子的速度大小vα＝≈2.4×107 m/s，C选项正确；A原子核衰变时释放出一种频率为1.2×1015 Hz的光子，光子的能量E＝hν＝7.92×10－19 J＝4.95 eV>4.54 eV，能使金属钨发生光电效应，D选项正确．
二、非选择题
11.如图所示为某种放射性元素的衰变规律纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与t＝0时的原子数之比，求：
(1)该放射性元素的半衰期(一个月按30天计算)；
(2)在从某古迹中发掘出来的木材中，所含C的比例是正在生长的植物中的80%，放射性C的半衰期是5 700年，根据图象可以推算，该古迹距今约多少年？
解析：(1)原子核有半数衰变所需要的时间为半衰期，根据图象可知，当＝0.5时，对应的时间为半衰期，该放射性元素的半衰期是6个月，即为180天．
(2)分析图象可知，当＝0.8时，对应的时间为个半衰期， 614C的半衰期是5 700年，该古迹距今约1 900年．
答案：(1)180 (2)1 900
12．原子核的能量也是量子化的，Ac能发生β衰变产生新核Th，处于激发态的新核Th的能级图如图所示：
(1)写出Ac发生β衰变的方程；
(2)发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求出波长最长γ光子的能量E.
解析：(1)根据质量数与核电荷数守恒可知，核衰变反应方程为Ac→Th＋e.
(2)根据氢原子谱线规律可知，C＝3，探测器能接收到γ射线谱线有3条．
根据能级跃迁条件可知，波长最长对应能级差最小，E＝E2－E1＝0.072 1 MeV.
答案：(1)Ac→Th＋e (2)3 0.072 1 MeV
13．茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对航天员构成了很大的威胁．现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)．
(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的办法除去α射线？
(2)余下的这束β和γ射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入磁场区域后轨迹的示意图；
(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒
子质量的8 000倍，α射线速度约为光速的，β射线速度约为光速)
解析：(1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线．
(2)如答案图所示．
(3)根据R＝，对α射线R1＝，对β射线R2＝，故＝＝400.α射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离．
答案：(1)用一张纸放在射线前即可除去α射线
(2)
(3)α射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离
课件29张PPT。第1节 原子核的组成
第2节 放射性元素的衰变固知识、要点梳理射线 放射性元素 贝可勒尔 镭(Ra) 自发地 83质子 中子 核子 质子数 中子数 同一位置 质子数 质子数 α粒子 β粒子 电荷数 半数 核内部自身 没有 不同 练能力、课后提升点 击 进 入
