20162017学年高中物理第3章原子核2放射性衰变教师用书教科版选修35.doc

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1、2.放射性衰变学 习 目 标知 识 脉 络1.知道什么是放射性及放射性元素(重点)2知道三种射线本质和特性(重点、难点)3知道原子核衰变和衰变规律(重点)4知道什么是半衰期(重点)天 然 放 射 性 和 衰 变1天然放射现象发现(1)天然放射现象：物质能自发地放出射线现象(2)放射性：物质放出射线性质，叫做放射性(3)放射性元素：具有放射性元素，叫做放射性元素(4)天然放射现象发现：1896年，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射现象2三种射线如图321所示，让放射线通过强磁场，在磁场作用下，放射线能分成3束，这表明有3种射线，且它们电性不同带正电射线向左偏转，为射线；带负电射线向右偏转，为射线

2、；不发生偏转射线不带电，为射线图3213放射性衰变(1)定义：放射性元素自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线，这种现象叫做放射性衰变(2)衰变形式：常见衰变有两种，放出粒子衰变为衰变，放出粒子衰变为衰变，而射线是伴随射线或射线产生(3)衰变规律衰变：XHeY.衰变：XeY.在衰变过程中，电荷数和质量数都守恒1放射性元素放射性都是自发现象()2射线是由高速运动氦核组成，其运行速度接近光速()3原子核发生衰变时，核质子数减少2，而质量数减少4.()4原子核发生衰变时，原子核质量不变()5原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒()发生衰变时，新核电荷数变化多少？新核在元素周期表中位置怎样变化？【提示

3、】根据衰变方程ThPae知道，新核核电荷数增加了1个，原子序数增加1个，故在元素周期表上向后移了1位1、射线性质、特征比较射线种类组成速度贯穿本领电离作用射线粒子是氦原子核He约c很小，一张薄纸就能挡住很强射线粒子是高速电子流e接近c很大，能穿过几毫米厚铝板较弱射线波长很短电磁波等于c最大，能穿过几厘米厚铅板很小2.三种射线在电场、磁场中偏转情况比较(1)在匀强磁场中，射线偏转半径较大，射线偏转半径较小，射线不偏转，如图322所示图322(2)在匀强电场中，射线偏离较小，射线偏离较大，射线不偏离，如图所示3衰变(1)衰变实质衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个粒子2n2HHe衰变：原子核

4、内一个中子变成质子，同时放出一个电子nHe(2)衰变方程通式衰变：XYHe衰变：XYe(3)确定原子核衰变次数方法与技巧方法：设放射性元素X经过n次衰变和m次衰变后，变成稳定新元素Y，则衰变方程为：XYnHeme根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：AA4n，ZZ2nm.以上两式联立解得：n，mZZ.由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数改变确定衰变次数(这是因为衰变次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定衰变次数1天然放射性物质放射线包括三种成分，下列说法正确是 ()A一张厚黑纸能挡住射线，但不能挡住射线和射线B某原子核在放出射线后会变

5、成另一种元素原子核C三种射线中射线穿适能力最强D粒子是电子，但不是原来绕核旋转核外电子E射线是波长很长光子【解析】由三种射线本质和特点可知，射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住射线和射线，故A正确；射线是一种波长很短光子，不会使原核变成新核，三种射线中射线穿透能力最强，故C正确，B、E错误；粒子是电子，来源于原子核，故D正确【答案】ACD2如图323所示，放射性元素镭释放出、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中_是射线，_是射线，_是射线. 【导学号：11010037】图323【解析】由放射现象中射线带正电，射线带负电，射线不带电，结合在电场与磁场中偏转可知是射线，是射线【答案

6、】、3一置于铅盒中放射源发射出、和射线，由铅盒小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后空间有一匀强电场进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图324所示，则图中射线a为_射线，射线b为_射线图324【解析】在三种射线中，射线带正电，穿透能力最弱，射线不带电，穿透能力最强，射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为射线，b射线应为射线【答案】4原子核U经放射性衰变变为原子核Th，继而经放射性衰变变为原子核Pa，再经放射性衰变变为原子核U.下列选项正确是()A是衰变B是衰变C是衰变D是衰变E是衰变【解析】U,Th，质量数少4，电荷数少2，说明为衰变.

7、 Th,Pa，质子数加1，质量数不变，说明为衰变，中子转化成质子.Pa,U，质子数加1，质量数不变，说明为衰变，中子转化成质子【答案】ABC5原子序数大于或等于83所有元素，都能自发地放出射线这些射线共有三种：射线、射线和射线下列说法中正确是()A原子核每放出一个粒子，原子序数减少2B原子核每放出一个粒子，原子序数增加4C原子核每放出一个粒子，原子序数减少1D原子核每放出一个粒子，原子序数增加1E原子核放出射线时，原子序数不变【解析】发生一次衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次衰变，核电荷数、原子序数增加1，射线是光子【答案】ADE6.U核经一系列衰变后变为Pb核，问：

8、 【导学号：11010038】(1)一共经过几次衰变和几次衰变？(2)Pb与U相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程方程【解析】(1)设U衰变为Pb经过x次衰变和y次衰变由质量数守恒和电荷数守恒可得2382064x92822xy联立解得x8，y6即一共经过8次衰变和6次衰变(2)由于每发生一次衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次衰变中子数减少1，而质子数增加1，故Pb较U质子数少10，中子数少22.(3)衰变方程为UPb8He6e【答案】(1)8次衰变和6次衰变(2)1022(3)UPb8He6e1三种射线比较方法(1)知道三种射线带电性质，射线带正电、射线带负电、射线不

9、带电、是实物粒子，而射线是光子流，属于电磁波一种(2)在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径大小来判断和射线，由于射线不带电，故运动轨迹仍为直线(3)射线穿透能力较弱，射线穿透能力较强，射线穿透能力最强2衰变次数判断方法(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒(2)每发生一次衰变质子数、中子数均减少2.(3)每发生一次衰变中子数减少1，质子数增加1.半 衰 期1定义放射性元素原子核有半数发生衰变所需时间2决定因素放射性元素衰变快慢是由核内部自身因素决定，跟原子所处化学状态和外部条件没有关系不同放射性元素，半衰期不同3应用利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间1半衰期可以表示

10、放射性元素衰变快慢()2半衰期是放射性元素大量原子核衰变统计规律()3对放射性元素加热时，其半衰期缩短()放射性元素衰变有一定速率镭226衰变为氡222半衰期为1 620年，有人说：10 g镭226经过1 620年有一半发生衰变，镭226还有5 g，再经过1 620年另一半镭226也发生了衰变，镭226就没有了这种说法对吗？为什么？【提示】不对放射性元素原子核有半数发生衰变所需时间叫作这种元素半衰期经过第二个1 620年后镭226还剩2.5 g.1对半衰期理解：半衰期表示放射性元素衰变快慢2半衰期公式：N余N原，m余m0式中N原、m0表示衰变前原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变原子

11、数和质量，t表示衰变时间，表示半衰期3适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量原子核衰变规律总结，对于一个特定原子核，无法确定其何时发生衰变，半衰期只适用于大量原子核714C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年已知植物存活期间，其体内14C与12C比例不变；生命活动结束后，14C比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中14C比例正好是现代植物所制样品二分之一下列说法正确是()A该古木年代距今约5 700年B. 12C、13C、14C具有相同中子数C12C、13C、14C具有相同质子数D. 14C衰变为14N过程中放出射线E增加样品测量环境压强将加速14C衰变【解析】古木样品中14C比

12、例是现代植物所制样品二分之一，根据半衰期定义知该古木年代距今约5 700年，选项A正确同位素具有相同质子数，不同中子数，选项B错误，C正确.14C衰变方程为CNe，所以此衰变过程放出射线，选项D正确放射性元素半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处化学状态和外部条件无关，选项E错误【答案】ACD8若元素A半衰期为4天，元素B半衰期为5天，则相同质量A和B，经过20天后，剩下质量之比mAmB为_【解析】元素A半衰期为4天，经过20天后剩余原来，元素B半衰期为5天，经过20天后剩余原来，剩下质量之比mAmB12.【答案】129碘131核不稳定，会发生衰变，其半衰变期为8天(1)碘131核衰变方程：I_(衰变后元素用X表示)(2)经过_天75%碘131核发生了衰变【解析】(1)IXe(2)75%碘发生了衰变，即25%未衰变即25%共经历了两个半衰期即16天【答案】(1)IXe(2)16有关半衰期两点提醒(1)半衰期是指放射性元素原子核有半数发生衰变所需时间而不是样本质量减少一半时间(2)经过n个半衰期，剩余核N剩N总