【知识点梳理】
1、
原子核衰变:放射性元素放出α粒子或β粒子后,由于核电荷数变了,所以变成了另一种原子核,这就是原子核的衰变。原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。举例如下:
α衰变:
β 衰变:
γ射线:α衰变和β衰变过程中释放的能量使原子核的能级跃迁为高能级,于是原子核又从高能级向低能级跃迁,放出γ射线(γ光子),因此α衰变和β衰变通常伴随γ辐射。
2、
半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。半衰期是大量原子核衰变的统计规律。原子核衰变快慢与化学性质与外界条件无关(即与是否单质、是否对它加压升温无关)。
【同步习题】
1、关于α、β、γ三种射线,下列说法中正确的是( )
A.α射线是原子核自发放射出的氦核,它的穿透能力最强
B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等的穿透能力
C.γ射线一般伴随着α或β射线产生,它的穿透能力最强
D.γ射线是电磁波,它的穿透能力最弱
【答案】C
【解析】α射线的穿透能力最弱,故选项A错误;β射线是原子核衰变时放出的粒子(高速电子流),它的穿透能力不是最强,选项B错误;γ射线一般伴随着α或β射线产生,它的穿透能力最强,选项C正确;D错误
2、目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些岩石都不同程度地含有放射性元素,比如,有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放射出α、β、γ射线.这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识可知,下列 说法正确的是( )
A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下一个原子核了
B.把放射性元素放在密封的容器中,可以减慢放射性元素衰变的速
C.放射性元素的半衰期越短,表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短,衰变速率越大
D.降低温度或增大压强,让该元素与其他物质形成化合物,均可以减小衰变速度
【答案】C
【解析】4个氡原子核,不是大量原子核,半衰期不适用,选项A错误.因半衰期决定于原子核的内部因素,与其状态、外部条件无关,选项B、D错误.半衰期短,则衰变快,选项C正确
3.经m次α衰变和n次β衰变,变成,则( )
A.m=7 n=3 B.m=7 n=4
C.m=14 n=9 D.m=14 n=18
【答案】B
【解析】原子核每发生一次α衰变,质量数减少4,核电荷数减少2;每发生一次β衰变,质量数不变,核电荷数增加1;比较两种原子核,质量数减少28 ,即发生了7次α衰变;核电荷数应减少14,而核电荷数减少10,说明发生了4次β衰变,选项B正确
4、某一元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变,该元素的半衰期为( )
A.11.4天 B.7.6天
C.5.7天 D.3.8天
【答案】B
【解析】半衰期是指有半数原子核发生衰变的时间,根据(1/2)n =1/8,则n=3,即经历了3个半衰期,因为t=11.4天,所以半衰期τ=11.4/3=3.8天
5、关于半衰期,下列说法正确的是( )
A.同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长
B.升高温度可以使半衰期缩短
C.氡的半衰期为3.8天,若有四个氡原子核,经过7.6天就只剩下一个
D.氡的半衰期为3.8天,若有4克氡原子核,经过7.6天就只剩下1克
【答案】D
【解析】放射性元素衰变的快慢跟原子所处的物理状态或化学状态无关,半衰期是对元素大量原子核的一种统计规律,对于某个体的原子核无意义,即给定的四个氡核何时衰变无法知道,因此,选项D正确
6、14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法.若以横坐标t表示时间,纵坐标m表示任意时刻14C的质量,m0为t=0时14C的质量.下列四幅图中能正确反映14C衰变规律的是( )
【答案】C
【解析】由公式m=m0(1/2)t/τ 可知14C的衰变图象应为选项C
7、放射性元素氡()经α衰变成为钋(),半衰期约为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石,其原因是( )
A.目前地壳中的主要来自于其他放射性元素的衰变
B.在地球形成的初期,地壳中元素含量足够高
C.当衰变产物积累到一定量以后,的增加会减慢的衰变进程
D.主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期
【答案】A
【解析】元素半衰期的长短由原子核自身因素决定,一般与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关,选项C、D错误;即使元素氡的含量足够高,经过漫长的地质年代,地壳中也几乎没有氡了,一定是来自于其他放射性元素的衰变,选项A正确,B错误
8、放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡,其衰变方程为,其中( )
A.x=1 y=3 B.x=2 y=3
C.x=3 y=1 D.x=3 y=2
【答案】D
【解析】核反应方程中的α、β分别为42He和0-1e,根据电荷数守恒和质量数守恒有90=86+2x-y,232=220+4x,联立解得x=3,y=2,选项D正确
9、一个原子核abX进行一次α衰变后成为原子核cdY,然后又进行一次β衰变,成为原子核fgZ: ,它们的质量数a、c、f及电荷数b、d、g之间应有的关系中错误的是( )
A.a=f+4 B.c=f
C.d=g+1 D.b=g+1
【答案】C
【解析】根据α衰变(反应方程
)和β衰变(反应方程
)的规律,推出a=c+4,c=f,d=b-2代入g=d+1得到g=b-2+1=b-1,所以b=g+1.
10、在匀强磁场中,一个原来静止的原子发生了衰变,得到两条如图所示的径迹,图中箭头表示衰变后粒子的运动方向.不计放出光子的能量,则下列说法正确的是( )
A.发生的是β衰变,b为β粒子的径迹
B.发生的是α衰变,b为α粒子的径迹
C.磁场方向垂直于纸面向外
D.磁场方向垂直于纸面向内
【答案】AD
【解析】放射性元素放出α粒子时,α粒子与反冲核的速度相反,而电性相同,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反,两个粒子的轨迹应为外切圆.而放射性元素放出β粒子时,β粒子与反冲核的速度相反,而电性相反,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同,两个粒子的轨迹专应为内切圆.故放出的是β粒子,放射性元素放出粒子时,两带电粒子的动量守恒.由qvB=mv2/r可得轨迹半径r=mv/qB与动量成正比,与电量成反比,而α粒子和β粒子的电量比反冲核的电量小,则α粒子和β粒子的半径比反冲核的半径都大,故b为β粒子的运动轨迹.故A正确. 由左手定则知磁场方向垂直纸面属向外,C正确.故选AD
11、铀239()经过衰变可产生钚239().关于铀239的衰变,下列说法正确的是( )
A.与的核内具有相同的中子数和不同的核子数
B.放射性物质发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子
C.经过2次β衰变产生
D.温度升高,的半衰期减小
【答案】C
【解析】
的质量数A′=239,核电荷数Z′=92,则中子数n′=239-92=147,
的质量数A=239,核电荷数Z=94,则中子数n=A-Z=239-94=145,故核子数相同,但中子数不同,选项A错误;β衰变是原子核的衰变,与核外电子无关,β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的,选项B错误;
,显然反应物的质量数为239,而生成物的质量数为239,故质量数守恒.而反应物的核电荷数为92,生成物的核电荷数为94,选项C正确;半衰期与放射性物质所处的温度、状态均无关,而是由核内部自身因素决定,选项D错误