《2019-2020學年高中物理 第3章 原子核與放射性 第2節(jié) 原子核衰變及半衰期教學案 魯科版選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020學年高中物理 第3章 原子核與放射性 第2節(jié) 原子核衰變及半衰期教學案 魯科版選修3-5（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第2節(jié)　原子核衰變及半衰期 　1.了解天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律．(重點)　2.知道三種射線的本質，以及如何利用磁場區(qū)分它們．(重點)　 3．知道放射現(xiàn)象的實質是原子核的衰變．　4.知道兩種衰變的基本性質，并掌握原子核的衰變規(guī)律．(重點)　 5．理解半衰期的概念．(重點＋難點) 一、天然放射現(xiàn)象 定義：物質能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象． 物質放出射線的性質，叫做放射性． 具有放射性的元素，叫做放射性元素． 天然放射現(xiàn)象最先是由貝克勒爾于1896年發(fā)現(xiàn)的．人類對原子核變化規(guī)律的認識，是從天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)開始的． 天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有何意義？ 提示：天然放射現(xiàn)象使人們認識到原子

2、核具有復雜的內部結構． 二、放射線的本質 α射線是高速運動的氦原子核粒子流．速度約為光速的0.1倍，電離作用很強，穿透能力很弱． β射線是高速運動的電子流，速度約為光速的0.9倍，電離作用較弱，穿透本領較強． γ射線是波長很短的電磁波，它的電離作用很弱，穿透能力很強． 1．(1)α射線實際上就是氦原子核，α射線具有較強的穿透能力．(　　) (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．(　　) 提示：(1)×　(2)√　(3)× 三、原子核的衰變 種類 方程 規(guī)律 原子核的衰變

3、α衰變：放出α粒子的衰變 U→Th＋He 質量數(shù)、核電荷數(shù)守恒 β衰變：放出β粒子的衰變 Th→Pa＋e γ 衰變 2．(1)原子核發(fā)生衰變，變成了一種新的原子核．(　　) (2)原子核衰變時質量是守恒的．(　　) (3)β衰變時放出的電子就是核外電子．(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)× 四、半衰期 定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間． 公式：m＝M． m為該元素剩余的質量，M為該元素原來的質量，t為經(jīng)過的時間，τ為半衰期． 影響因素：元素半衰期的長短由原子核自身因素決定，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學狀態(tài)(如單質、化合物

4、)無關． 適用條件：半衰期描述的是大量原子核的統(tǒng)計行為，說明在大量原子核群體中，經(jīng)過一定時間將有一定比例的原子核發(fā)生衰變． 3．(1)半衰期可以表示放射性元素衰變的快慢．(　　) (2)半衰期是放射性元素的大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律．(　　) (3)對放射性元素加熱時，其半衰期縮短．(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)× 　對三種射線的認識 三種射線的比較 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) 帶電荷量 2e －e 0 質量 4mpmp＝1.67×10－27 kg 靜止質 量為零 速度

5、 0.1c 0.9c c 在電場或磁場中 偏轉 與α射線反向偏轉 不偏轉 貫穿本領 最弱用紙能擋住 較強穿透幾毫米的鋁板 最強穿透幾厘米的鉛板 對空氣的電離作用 很強 較弱 很弱 在空氣中的徑跡 粗、短、直 細、較長、曲折 最長 通過膠片 感光 感光 感光 三種射線產(chǎn)生的機理 α射線 核內兩個中子和兩個質子結合得比較緊密，有時會作為一個整體從較大的原子核中拋射出來．原子核發(fā)生一次α衰變，質子數(shù)和中子數(shù)分別減少2 β射線 核中的中子可以轉化為一個質子和一個電子，產(chǎn)生的電子從核中發(fā)射出來，這就是β射線，由于該電子來源于原子核，它的速度遠大

6、于陰極射線中的電子和核外繞核旋轉的電子 γ 射線 原子核的能量也是不連續(xù)的，同樣存在著能級，能級越低越穩(wěn)定．放射性原子核在發(fā)生α衰變、β衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級，當它向低能級躍遷時，輻射γ 光子．由于原子核中的能級躍遷輻射出的光子能量非常大，故γ 光子的頻率很大 　將α、β、γ三種射線分別射入勻強磁場和勻強電場，如圖表示射線偏轉情況中正確的是(　　) A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ [思路點撥] 求解本題應把握以下兩點： (1)α粒子、β粒子在磁場中偏轉，求半徑再比較． (2)α粒子、β粒子在電場中做平拋運動，求偏向位移再比較． [解析]　已知α粒子帶正電，

7、β粒子帶負電，γ射線不帶電，根據(jù)正、負電荷在磁場中運動受洛倫茲力方向和正、負電荷在電場中受電場力方向，可知①、②、③、④四幅圖中，α、β粒子的偏轉方向都是正確的，偏轉的程度如下： 帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，其半徑r＝，將其數(shù)據(jù)代入，則α粒子與β粒子的半徑之比為： ＝··＝××≈. 由此可見①正確，②錯誤． 帶電粒子垂直進入勻強電場，設初速度為v0，垂直電場線方向位移為x，沿電場方向位移為y，則有： x＝v0t，y＝t2，消去t可得：y＝. 對某一確定的x值，α、β粒子沿電場線偏轉距離之比為 ＝·· ＝××≈. 由此可見③錯誤，④正確． [答案]　B 求解此類題目

8、要熟知以下兩點 (1)三種射線的帶電性質． (2)正、負電荷在電場或磁場中的運動規(guī)律及解題方法． 　1.如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，下列說法正確的是(　　) A．①表示γ射線，③表示α射線 B．②表示β射線，③表示α射線 C．④表示α射線，⑤表示γ射線 D．⑤表示β射線，⑥表示α射線 解析：選C.γ射線為電磁波，在電場、磁場中均不偏轉，故②和⑤表示γ射線，A、B、D項錯；α射線中的α粒子為氦的原子核，帶正電，在勻強電場中，沿電場方向偏轉，故③表示α射線，由左手定則可知在勻強磁場中α射線向左偏，故④表示α射線，C項對．

9、 　正確理解原子核的衰變 天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復雜的結構．原子核放出α粒子或β粒子(并不表明原子核內有α粒子或β粒子，原子核內不可能有α粒子或電子)后變成新的原子核，這種變化稱為原子核的衰變． 衰變規(guī)律：原子核衰變前后的核電荷數(shù)和質量數(shù)都守恒． 衰變方程 (1)原子核放出一個α粒子就說明它發(fā)生了一次α衰變，新核的質量數(shù)比原來的核減少了4，而核電荷數(shù)減少2，用通式表示為： α衰變：X―→Y＋He. (2)原子核放出一個β粒子就說明它發(fā)生了一次β衰變，新核的質量數(shù)不變，而核電荷數(shù)增加了1，用通式表示為：β衰變：X―→Y＋e. (3)γ射線經(jīng)常是伴隨α衰變和β衰變而產(chǎn)生，往往是衰

10、變后的新核向低能級躍遷時輻射出來的一份能量，原子核放出一個γ光子不會改變它的質量數(shù)和核電荷數(shù)． 兩個重要的衰變 U―→Th＋He，Th―→Pa＋e. 對核反應過程的說明 (1)核反應過程一般都是不可逆的，所以核反應方程只能用單向箭頭表示反應方向，不能用等號連接． (2)核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能憑空只依據(jù)兩個守恒求出生成物來寫核反應方程． (3)核反應中遵循質量數(shù)守恒而不是質量守恒，核反應過程中反應前后的總質量一般會發(fā)生變化． (4)當放射性物質發(fā)生連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時伴隨著γ輻射，這時可連續(xù)放出三種射線． 　U放射性衰變有多種可

11、能途徑，其中一途徑是先變成Bi，而Bi可以經(jīng)一次衰變變成X(X代表某一種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成Ti，X和Ti最后都變成Pb，衰變路徑如圖所示，則圖中(　　) A．a(chǎn)＝82，b＝211 B．①是β衰變，②是α衰變 C．①是α衰變，②是β衰變 D.Ti經(jīng)過一次α衰變變成Pb [思路點撥] 求解本題應注意以下兩點： (1)發(fā)生一次α衰變，質量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2，根據(jù)質量數(shù)變化求α衰變的次數(shù)． (2)發(fā)生一次β衰變，質量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1，再根據(jù)電荷數(shù)變化確定β衰變的次數(shù)． [解析]　Bi經(jīng)一次衰變變成X，由于質量數(shù)不變，所以只發(fā)生了一次β衰變，核電荷數(shù)增加1即a＝

12、83＋1＝84，①是β衰變.Bi經(jīng)一次衰變變成Ti，由于核電荷數(shù)減少2，所以只發(fā)生了一次α衰變，質量數(shù)減少4，即b＝210－4＝206，②是α衰變，故A、C項均錯誤，B項正確；Ti變成Pb，質量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1，所以只能經(jīng)過一次β衰變，故D項錯誤． [答案]　B 有關連續(xù)衰變確定衰變次數(shù)的問題應注意的兩點 (1)由于β衰變不改變質量數(shù)，可先根據(jù)質量數(shù)守恒，確定α衰變次數(shù)． (2)再根據(jù)總核電荷數(shù)守恒，確定β衰變次數(shù)．　 　2.原子核U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍薚h，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍薖a，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍薝，放射性衰變①、②和③依次為(　　) A．α衰

13、變、β衰變和β衰變 B．β衰變、α衰變和β衰變 C．β衰變、β衰變和α衰變 D．α衰變、β衰變和α衰變 解析：選A.UTh，質量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，說明 ①為α衰變.ThPa，質子數(shù)加1，質量數(shù)不變，說明②為β衰變，中子轉化成質子.PaU，質子數(shù)加1，質量數(shù)不變，說明③為β衰變，中子轉化成質子．故選A. 　對半衰期的理解 常用公式：N余＝N原，m＝M. 式中N原、M表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質量，N余、m表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質量，t表示衰變時間，τ表示半衰期． 規(guī)律的特征：放射性元素的半衰期是穩(wěn)定的，是由元素的原子核內部因素決定，跟原子所處的物理

14、狀態(tài)(如壓強、溫度)或化學狀態(tài)(如單質、化合物)無關． 規(guī)律的用途：利用天然放射性元素的半衰期可以估測巖石、化石和文物的年代． 　半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，只對大量的原子核有意義，對少數(shù)原子核是沒有意義的．某一個原子核何時發(fā)生衰變，是不可知的，當原子核數(shù)目特別少時，公式不再成立，如10個原子核經(jīng)過半衰期剩幾個？這樣的問題無法處理． 　放射性同位素14C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學獎． (1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成不穩(wěn)定的C，它很容易發(fā)生衰變，放出β射線變成一個新核，其半衰期為5 730年，試寫出14C的衰

15、變方程． (2)若測得一古生物遺骸中的C含量只有活體中的25%，則此遺骸距今約有多少年？ [思路點撥] (1)根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出衰變方程． (2)由古生物14C的含量與活體14C的含量對比可確定其半衰期數(shù)，即可計算出古生物的年代． [解析]　(1)C的β衰變方程為： C―→e＋N. (2)C的半衰期τ＝5 730年． 生物死亡后，遺骸中的C按其半衰期變化，設活體中C的含量為N0，遺骸中的C含量為N，則 N＝N0≠N0， 即0.25N0＝N0，故＝2，t＝11 460年． [答案]　(1)C―→e＋N　(2)11 460年 　放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生

16、成新原子核時，往往會同時伴隨________輻射．已知A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T1和T2，經(jīng)過t＝T1·T2時間后測得這兩種放射性元素的質量相等，那么它們原來的質量之比mA∶mB＝________． 解析：由半衰期公式m＝m0結合題意可得 mA·＝mB·，所以＝. 答案：γ　2T2∶2T1 　α衰變、β衰變在磁場中的軌跡分析 設有一個質量為M0的原子核，原來處于靜止狀態(tài)．當發(fā)生一次α(或β)衰變后，釋放的粒子的質量為m，速度為v，產(chǎn)生的反沖核的質量為M，速度為v′. 1．動量守恒關系：0＝mv＋Mv′或mv＝－Mv′. 2．在磁場中徑跡的特點：當粒子和反沖核垂直進入磁感

17、應強度為B的勻強磁場時，將在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，且軌跡如圖所示． (1)軌道半徑的大?。阂驗榱Ｗ优c反沖核的動量大小相等，所以軌道半徑與電荷量成反比，即R＝∝.當發(fā)生α衰變時：＝.當發(fā)生β衰變時：＝.如果測出軌道的半徑比，可以求出Z，從而判定是什么原子核發(fā)生了衰變． (2)運行周期的長短：在同樣的條件下，運行周期與粒子和反沖核的比荷成反比，即T＝∝. (3)徑跡的特點：粒子的軌道半徑大，反沖核的軌道半徑小．α粒子與反沖核帶同種電荷，兩軌道外切；β粒子與反沖核帶異種電荷，兩軌道內切；γ射線的徑跡為與反沖核的徑跡相切的直線． 　靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出

18、一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1，如圖所示，則下列說法錯誤的是(　　) A．α粒子與反沖核的動量大小相等，方向相反 B．原來放射性元素的原子核電荷數(shù)為90 C．反沖核的電荷數(shù)為88 D．α粒子和反沖粒子的速度之比為1∶88 [解析]　微粒之間相互作用的過程中遵循動量守恒，由于初始總動量為0，則末動量也為0，即α粒子和反沖核的動量大小相等、方向相反． 由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做圓周運動，由Bqv＝m得：R＝. 若原來放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則對α粒子： R1＝ 對反沖核：R2＝. 由

19、于p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90 它們的速度大小與質量成反比，故選項D錯誤． [答案]　D [隨堂檢測] 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了(　　) A．原子不可再分 B．原子的核式結構 C．原子核還可以再分 D．原子核由質子和中子組成 解析：選C.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子說明原子也可再分；盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構；貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明了原子核也是有著復雜的結構的．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核還可再分．盧瑟福用α粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)了質子，查德威克用α粒子轟擊鈹核打出了中子，使人們認識到原子核是由質子和中子組成的．所以選項C正確． (多選)

20、下列關于放射性元素發(fā)出的三種射線的說法中正確的是(　　) A．α粒子就是氫原子核，它的穿透本領和電離本領都很強 B．β射線是電子流，其速度接近光速 C．γ射線是一種頻率很高的電磁波，它可以穿過幾厘米厚的鉛板 D．以上三種說法均正確 解析：選BC.α粒子是氦原子核，它的穿透本領很弱而電離本領很強，A項錯誤；β射線是電子流，其速度接近光速，B項正確；γ射線的穿透能力很強，可以穿透幾厘米厚的鉛板，C項正確． (多選)關于原子核的衰變和半衰期，下列說法正確的是(　　) A．半衰期是指原子核的質量減少一半所需要的時間 B．半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間 C．發(fā)生α衰變時產(chǎn)生

21、的新原子核在周期表中的位置向后移動2位 D．發(fā)生β衰變時產(chǎn)生的新原子核在周期表中的位置向后移動1位 解析：選BD.由半衰期的定義可知，A錯，B對．由α衰變和β衰變的實質可知，C錯，D對． 碘131的半衰期約為8天．若某藥物含有質量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(　　) A.　 B． C. D． 解析：選C.經(jīng)過32天即4個半衰期，碘131的含量變?yōu)閙′＝＝，C項正確． [課時作業(yè)] 一、單項選擇題 在天然放射性物質附近放置一帶電體，帶電體所帶的電荷很快消失的根本原因是(　　) A．γ射線的貫穿作用 B．α射線的電離作用 C．β射線的貫穿作用

22、D．β射線的中和作用 解析：選B.由于α粒子電離作用較強，能使空氣分子電離，電離產(chǎn)生的電荷與帶電體的電荷中和，使帶電體所帶的電荷很快消失． 關于放射性元素的α衰變和β衰變，下列說法中正確的是(　　) A．原子核每放出一個α粒子，原子序數(shù)減少4 B．原子核每放出一個α粒子，原子序數(shù)增加4 C．原子核每放出一個β粒子，原子序數(shù)減少1 D．原子核每放出一個β粒子，原子序數(shù)增加1 解析：選D.發(fā)生一次α衰變，核電荷數(shù)減少2，質量數(shù)減少4，原子序數(shù)減少2；發(fā)生一次β衰變，核電荷數(shù)增加1，原子序數(shù)增加1. 實驗觀察到，靜止在勻強磁場中A點的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內做

23、勻速圓周運動，運動方向和軌跡示意圖如圖，則(　　) A．軌跡1是電子的，磁場方向垂直紙面向外 B．軌跡2是電子的，磁場方向垂直紙面向外 C．軌跡1是新核的，磁場方向垂直紙面向里 D．軌跡2是新核的，磁場方向垂直紙面向里 解析：選D.根據(jù)動量守恒定律，原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核與電子的動量大小相等，設為p.根據(jù)qvB＝，得軌道半徑r＝＝，故電子的軌跡半徑較大，即軌跡1是電子的， 軌跡2是新核的．根據(jù)左手定則，可知磁場方向垂直紙面向里．選項D正確． 最近幾年，原子核科學家在超重元素的探測方面取得重大進展，1996年科學家們在研究某兩個重離子結合成超重元素的反應時，發(fā)現(xiàn)生成的超

24、重元素的核X經(jīng)過6次α衰變后的產(chǎn)物是Fm.由此，可以判定生成的超重元素的原子序數(shù)和質量數(shù)分別是(　　) A．124、259 B．124、265 C．112、265 D．112、277 解析：選D.由電荷數(shù)守恒得Z＝100＋12＝112，由質量數(shù)守恒得A＝253＋24＝277，故選D. 如圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應強度方向垂直于紙面向里．以下判斷可能正確的是(　　) A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡 B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡 C．c、d為α粒子的徑跡 D．c、d為β粒子的徑跡 解析：選D.由于α粒子帶正電，β粒子帶負電，γ粒

25、子不帶電，據(jù)左手定則可判斷a、b可能為α粒子的徑跡，c、d可能為β粒子的徑跡，選項D正確． 鈾239(U)經(jīng)過衰變可產(chǎn)生钚239(Pu)．關于鈾239的衰變，下列說法正確的是(　　) A.Pu與U的核內具有相同的中子數(shù)和不同的核子數(shù) B．放射性物質U發(fā)生β衰變時所釋放的電子來源于核外電子 C.U經(jīng)過2次β衰變產(chǎn)生Pu D．溫度升高，U的半衰期減小 解析：選C.U的質量數(shù)A′＝239，核電荷數(shù)Z′＝92，則中子數(shù)n′＝239－92＝147，Pu的質量數(shù)A＝239，核電荷數(shù)Z＝94，則中子數(shù)n＝A－Z＝239－94＝145，故核子數(shù)相同，但中子數(shù)不同，故A錯誤．β衰變是原子核的衰變，與

26、核外電子無關，β衰變時釋放的電子是由核內一個中子轉化成一個質子同時釋放出來的，故B錯誤.U―→2e＋Pu，顯然反應物的質量數(shù)為239，而生成物的質量數(shù)為239，故質量數(shù)守恒；而反應物的核電荷數(shù)為92，故核電荷數(shù)守恒，反應能夠發(fā)生，故C正確．半衰期與物體的溫度、狀態(tài)均無關，而是由核內部自身因素決定的，故D錯誤． 二、多項選擇題 如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則以下說法中正確的是(　　) A．打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線和β射線 B．α射線和β射線的軌跡是拋物線 C．α射線和β射線

27、的軌跡是圓弧 D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一個豎直向下的場強適當?shù)膭驈婋妶?，可能使屏上的亮斑只剩下b 解析：選AC.由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中α粒子受的洛倫茲力向上，β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓?。捎讦亮Ｗ铀俣燃s是光速的，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運動．本題應選A、C. 關于天然放射性，下列說法正確的是(　　) A．所有元素都有可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關 C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D．一個原子核在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線 解析：選BC.自然界中絕大部分元素沒有放

28、射現(xiàn)象，選項A錯誤；放射性元素的半衰期只與原子核結構有關，與其他因素無關，選項B、C正確；原子核發(fā)生衰變時，不能同時發(fā)生α和β衰變，γ射線伴隨這兩種衰變產(chǎn)生，故選項D錯誤． 14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5 700年．已知植物存活期間，其體內14C與12C的比例不變；生命活動結束后，14C的比例持續(xù)減?。F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一．下列說法正確的是(　　) A．該古木的年代距今約5 700年 B．12C、13C、14C具有相同的中子數(shù) C．14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線 D．增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變 解析

29、：選AC.古木樣品中14C的比例是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，根據(jù)半衰期的定義知該古木的年代距今約5 700年，選項A正確；同位素具有相同的質子數(shù)，不同的中子數(shù)，選項B錯誤；14C的衰變方程為C→N＋e，所以此衰變過程放出β射線，選項C正確；放射性元素的半衰期與核內部自身因素有關，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關，選項D錯誤． 10.在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核發(fā)生了衰變，得到兩條如圖所示的徑跡，圖中箭頭表示衰變后粒子的運動方向．不計放出光子的能量，則下列說法正確的是(　　) A．發(fā)生的是β衰變，b為β粒子的徑跡 B．發(fā)生的是α衰變，b為α粒子的徑跡 C．磁場方向垂直于紙面

30、向外 D．磁場方向垂直于紙面向里 解析：選AD.放射性元素放出β粒子時，β粒子與反沖核的速度相反，而電性相反，則兩個粒子受到的洛倫茲力方向相同，兩個粒子的軌跡應為內切圓，故放出的是β粒子，放射性元素放出粒子時，兩帶電粒子的動量守恒，由半徑公式可得軌跡半徑與動量成正比，與電荷量成反比，而β粒子的電荷量比反沖核的電荷量小，則β粒子的半徑比反沖核的半徑大，故b為β粒子的運動軌跡，故選項A正確，由左手定則知磁場方向垂直紙面向里，選項D正確． 三、非選擇題 恒星向外輻射的能量來自于其內部發(fā)生的各種熱核反應，當溫度達到108 K時，可以發(fā)生“氦燃燒”． (1)完成“氦燃燒”的核反應方程：He＋_

31、_______→Be＋γ. (2)Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×10－16 s．一定質量的Be，經(jīng)7.8×10－16 s后所剩Be占開始時的多少？ 解析：(1)根據(jù)核反應方程的電荷數(shù)守恒，質量數(shù)守恒可知核反應方程應為He＋He―→Be＋γ. (2)＝＝＝. 答案：(1)He　(2)(或12.5%) (1)原子核Th具有天然放射性，它經(jīng)過若干次α衰變和β衰變后會變成新的原子核．下列原子核中，有三種是Th衰變過程中可以產(chǎn)生的，它們是________． A.Pb B．Pb C.Po D.Ra E.Ra (2)一靜止的U核經(jīng)α衰變成為Th核，釋放出的總動能為4.27 MeV

32、.問此衰變后Th核的動能為多少MeV(保留1位有效數(shù)字)? 解析：(1)選ACD.發(fā)生1次α衰變時核子的質量數(shù)減4，電荷數(shù)減2；發(fā)生1次β衰變時，質量數(shù)不變，電荷數(shù)加1.先從質量數(shù)的變化分析，易得A、C、D正確． (2)據(jù)題意知，此α衰變的衰變方程為： U―→Th＋He， 根據(jù)動量守恒定律得 mαvα＝mThvTh ① 式中，mα和mTh分別為α粒子和Th核的質量，vα和vTh分別為α粒子和Th核的速度，由題設條件知： mαv＋mThv＝Ek ② ＝ ③ 式中Ek＝4.27 MeV，是α粒子與Th核的總動能． 由①②③式得mThv＝Ek 代入數(shù)據(jù)得，衰變后Th核的動能 mThv≈0.07 MeV. 答案：(1)ACD　(2)0.07 MeV 15