1、2放射性衰變目標(biāo)定位1.了解放射性的發(fā)現(xiàn)，知道什么是放射性和天然放射性.2.知道三種射線的種類性質(zhì).3.知道衰變及兩種衰變的規(guī)律，能熟練寫出衰變方程.4.了解半衰期的概念及有關(guān)計(jì)算.一、天然放射現(xiàn)象11896年，法國物理學(xué)家享利貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾化合物能放出某種射線使密封完好的照相底片感光后來，物理學(xué)家居里夫婦又相繼發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙和鐳2放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)3自然界中多種元素都能自發(fā)地放出射線，原子序數(shù)大于或等于83的元素都具有放射性，較輕的元素有些也具有放射性二、衰變1放射性衰變：放射性元素是不穩(wěn)定的，它們會自發(fā)地蛻變?yōu)榱硪环N元素，同

2、時(shí)放出射線，這種現(xiàn)象為放射性衰變2衰變形式：常見的衰變有兩種，放出粒子的衰變?yōu)樗プ儯懦隽Ｗ拥乃プ優(yōu)樗プ?，而射線是伴隨射線或射線產(chǎn)生的3衰變方程舉例：(1)衰變：UThHe，(2)衰變：ThPae.4原子核衰變前、后電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)均守恒三、三種射線的性質(zhì)1射線是帶正電的粒子流，粒子是氦原子核，速度只有光速的10%，穿透能力弱，一張薄薄的鋁箔或一張紙，都能把它擋住2射線是帶負(fù)電的電子流，它的速度很快，穿透力強(qiáng)，在空氣中可以走幾十米遠(yuǎn)，而碰到幾毫米厚的鋁片就不能穿過了3射線本質(zhì)上是一種波長極短的電磁波，穿透力極強(qiáng)，能穿過厚的混凝土和鉛板四、半衰期1放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，叫做

3、這種元素的半衰期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半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律4衰變定律：NN0et，稱為衰變常數(shù)，反映放射性元素衰變的快慢預(yù)習(xí)完成后，請把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3一、三種射線的本質(zhì)及特點(diǎn)1、三種射線的性質(zhì)、特征比較種 類射線射線射線組 成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2ee0質(zhì) 量4mp(mp1.671027 kg)靜止質(zhì)量為零速 率0.1c0.99cc貫穿本領(lǐng)最弱用一張紙就能擋住較強(qiáng)能穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)能穿透幾厘米的鉛板電離作用很強(qiáng)較弱很弱2.在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較

4、(1)在勻強(qiáng)電場中，射線偏轉(zhuǎn)較小，射線偏轉(zhuǎn)較大，射線不偏轉(zhuǎn)，如圖1甲所示圖1(2)在勻強(qiáng)磁場中，射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示【例1】一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的、和射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場進(jìn)入電場后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖2所示，則圖中的射線a為_射線，射線b為_射線圖2答案解析在三種射線中，射線帶正電，穿透能力最弱，射線不帶電，穿透能力最強(qiáng)；射線帶負(fù)電，穿透能力一般，綜上所述，結(jié)合題意可知，a射線應(yīng)為射線，b射線應(yīng)為射線借題發(fā)揮三種射線的比較方法：(1)射線是、三種射線中貫穿本領(lǐng)

5、最弱的一種，它穿不過白紙(2)要知道三種射線的成分，貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng)(3)要知道、三種射線的本質(zhì)，、是實(shí)物粒子，射線是電磁波譜中的一員針對訓(xùn)練1(多選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說法正確的是()A一張厚的黑紙能擋住射線，但不能擋住射線和射線B某原子核在放出射線后會變成另一種元素的原子核C三種射線中對氣體電離作用最強(qiáng)的是射線D粒子是電子，但不是原來繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子答案ACD解析由三種射線的本質(zhì)和特點(diǎn)可知，射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住射線和射線，故A正確；射線是伴隨、衰變而產(chǎn)生的一種電磁波，不會使原核變成新核三種射線中射線電離作用最強(qiáng)，故C正確；粒子是電子，來源于

6、原子核，故D正確二、原子核的衰變1原子核放出粒子或粒子后，變成另一種原子核，這種現(xiàn)象稱為原子核的衰變2衰變：XA4Z2YHe原子核進(jìn)行衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2.衰變的實(shí)質(zhì)：在放射性元素的原子核中，2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合得比較牢固，有時(shí)會作為一個(gè)整體從較大的原子核中釋放出來，這就是放射性元素發(fā)生的衰變現(xiàn)象3衰變：XYe原子核進(jìn)行衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1.衰變的實(shí)質(zhì)：原子核中的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子且放出一個(gè)電子即粒子，使核電荷數(shù)增加1，但衰變不改變原子核的質(zhì)量數(shù)，其轉(zhuǎn)化方程為：nHe.4衰變規(guī)律：衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒5射線是在發(fā)生或衰變過程中伴隨而生，且粒子是不帶電的

7、粒子，因此射線并不影響原子核的核電荷數(shù)，故射線不會改變元素在周期表中的位置6確定衰變次數(shù)的方法設(shè)放射性元素X經(jīng)過n次衰變和m次衰變后，變成穩(wěn)定的新元素Y，則衰變方程為XYnHeme.根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程AA4n，ZZ2nm.【例2】原子核U經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薚h，繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薖a，再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍薝.放射性衰變、和依次為()A衰變、衰變和衰變 B衰變、衰變和衰變C衰變、衰變和衰變 D衰變、衰變和衰變答案A解析根據(jù)衰變反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒特點(diǎn)，U核與Th核比較可知，衰變的另一產(chǎn)物為He，所以衰變?yōu)樗プ?，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；Pa核與U核比較可知，衰變

8、的另一產(chǎn)物為e，所以衰變?yōu)樗プ?，選項(xiàng)A正確、D錯(cuò)誤【例3】U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)镻b核，問：(1)一共經(jīng)過幾次衰變和幾次衰變？(2)Pb與U相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少？(3)綜合寫出這一衰變過程的方程答案(1)8次衰變，6次衰變(2)10個(gè)；22個(gè)(3)見解析解析(1)設(shè)U衰變?yōu)镻b經(jīng)過x次衰變和y次衰變，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得2382064x92822xy聯(lián)立解得x8，y6.即一共經(jīng)過8次衰變和6次衰變(2)由于每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少2，每發(fā)生一次衰變中子數(shù)少1，而質(zhì)子數(shù)增加1，故Pb較U質(zhì)子數(shù)少10，中子數(shù)少22.(3)核反應(yīng)方程為UPb8He6e.借題發(fā)揮衰變次數(shù)

9、的判斷方法(1)衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒(2)每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2.(3)每發(fā)生一次衰變中子數(shù)減少1，質(zhì)子數(shù)增加1.針對訓(xùn)練2U經(jīng)過m次衰變和n次衰變，變成Pb，則()Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n18答案B解析根據(jù)題意有：2354m207,922mn82，解兩式得m7，n4，選項(xiàng)B正確三、對半衰期的理解1對半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差別很大2半衰期公式N余N原et或N余N原或m余m0式中N原、m0表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后的尚未發(fā)生衰變

10、的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，T表示半衰期3適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對于一個(gè)特定的原子核，無法確定其何時(shí)發(fā)生衰變，但可以確定各個(gè)時(shí)刻發(fā)生衰變的概率，即某時(shí)衰變的可能性，因此，半衰期只適用于大量的原子核【例4】碘131核不穩(wěn)定，會發(fā)生衰變，其半衰期為8天(1)碘131核的衰變方程：I_(衰變后的元素用X表示)(2)經(jīng)過_天75 %的碘131核發(fā)生了衰變答案(1)Xe(2)16解析(1)根據(jù)衰變過程電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可得衰變方程：IXe.(2)每經(jīng)1個(gè)半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變，經(jīng)2個(gè)半衰期將剩余，即有75 %發(fā)生衰變，即經(jīng)過的時(shí)間為16天針對訓(xùn)練3

11、碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)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.答案C解析由半衰期公式mm()可知，mm()m，故選項(xiàng)C正確.三種射線的特性1(多選)天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，由此可推知()圖3A來自于原子核外的電子B的電離作用最強(qiáng)，穿透能力最弱C的電離作用較強(qiáng)，穿透能力較弱D的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子答案BCD解析三種射線的特點(diǎn)：射線是He原子核，電離作用最強(qiáng)，穿透能力最弱；射線是e，電離作用較強(qiáng)，穿透能力較強(qiáng)；射線是光子，不帶電，電離作用最弱，穿透能力最強(qiáng)三種射線都來自于原子核故B、

12、C、D正確2(多選)圖4中P為放在勻強(qiáng)電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是()圖4Aa為射線、b為射線Ba為射線、b為射線Cb為射線、c為射線Db為射線、c為射線答案BC解析由題圖可知電場線方向向右，射線帶正電所受電場力方向與電場線方向一致，故射線向右偏轉(zhuǎn)，即c為射線；射線帶負(fù)電所受電場力方向與電場線方向相反，故射線向左偏轉(zhuǎn)，即a為射線；射線不帶電不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即b為射線故選項(xiàng)B、C正確原子核的衰變3原子核發(fā)生衰變時(shí)，此粒子是()A原子核外的最外層電子B原子核外的電子躍遷時(shí)放出的光子C原子核內(nèi)存在著電子D原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子時(shí)，放射出一個(gè)電

13、子答案D解析因原子核是由帶正電荷的質(zhì)子和不帶電的中子組成的，原子核內(nèi)并不含電子，但在一定條件下，一個(gè)中子可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)負(fù)電子，一個(gè)質(zhì)子可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子和一個(gè)正電子，其轉(zhuǎn)化可用下式表示：nHe，Hn01e.由上式可看出粒子(負(fù)電子)是由原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化而來，正電子是由原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化而來4重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(Pu)，這種钚239可由鈾239(U)經(jīng)過n次衰變而產(chǎn)生，則n為()A2 B239 C145 D92答案A解析衰變規(guī)律是質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1.Pu比U質(zhì)子數(shù)增加2，所以發(fā)生2次衰變，A對對半衰期的理解及計(jì)算5下列有關(guān)半衰期的說法正

14、確的是()A放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時(shí)間越短，衰變速度越快B放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素半衰期也變長C把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度D降低溫度或增大壓強(qiáng)，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度答案A解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，它反映了放射性元素衰變速度的快慢，半衰期越短，則衰變越快；某種元素的半衰期長短由其本身因素決定，與它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤6(多選)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(nèi)

15、14C與12C的比例不變；生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少現(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B12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線D增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變答案AC解析因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項(xiàng)A正確；12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子，即發(fā)出射線

16、，選項(xiàng)C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤(時(shí)間：60分鐘)題組一天然放射現(xiàn)象及三種射線的性質(zhì)1下列哪些事實(shí)表明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)()A粒子的散射實(shí)驗(yàn) B天然放射現(xiàn)象C陰極射線的發(fā)現(xiàn) DX射線的發(fā)現(xiàn)答案B解析從原子核里放出射線，說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)2(多選)對天然放射現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A粒子帶正電，所以射線一定是從原子核中射出的B粒子帶負(fù)電，所以射線有可能是核外電子C粒子是光子，所以射線有可能是由原子發(fā)光產(chǎn)生的D射線、射線、射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的答案AD解析衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氦核放出的，衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子

17、，然后釋放出電子，射線是伴隨衰變和衰變而產(chǎn)生的所以這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的3(多選)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是()A所有元素都可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出、和三種射線答案BC解析只有原子序號超過83的元素才能發(fā)生衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無關(guān)，選項(xiàng)B對放射性來自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合物無關(guān)，選項(xiàng)C對一個(gè)原子核在一次衰變中要么是衰變、要么是衰變，同時(shí)伴隨射線的產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)4放射性元素放出的射線，在電場中分成A、B、C三束，如圖1所示，其中()圖

18、1AC為氦原子核組成的粒子流BB為比X射線波長更長的光子流CB為比X射線波長更短的光子流DA為高速電子組成的電子流答案C解析根據(jù)射線在電場中的偏轉(zhuǎn)情況，可以判斷，A射線向電場線方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)為帶正電的粒子組成的射線，所以是射線；B射線在電場中不偏轉(zhuǎn)，所以是射線；C射線在電場中受到與電場方向相反的作用力，應(yīng)為帶負(fù)電的粒子，所以是射線題組二對原子核的衰變的理解5由原子核的衰變可知()A放射性元素一次衰變就同時(shí)產(chǎn)生射線和射線B放射性元素發(fā)生衰變，產(chǎn)生的新核的化學(xué)性質(zhì)不變C衰變說明原子核內(nèi)部存在氦核D放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時(shí)，輻射出射線答案D解析原子核發(fā)生衰變時(shí)，一次衰變

19、只能是衰變或衰變，而不能同時(shí)發(fā)生衰變和衰變，發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級，要向外以射線的形式輻射能量，故一次衰變只可能同時(shí)產(chǎn)生射線和射線，或射線和射線，A錯(cuò)，D對；原子核發(fā)生衰變后，核電荷數(shù)發(fā)生了變化，變成了新核，故化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，B錯(cuò)；原子核內(nèi)的2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子能十分緊密地結(jié)合在一起，因此在一定條件下它們會作為一個(gè)整體從較大的原子核中被拋射出來，于是放射性元素發(fā)生了衰變，C錯(cuò)6一個(gè)放射性原子核發(fā)生一次衰變，則它的()A質(zhì)子數(shù)減少一個(gè)，中子數(shù)不變B質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)，中子數(shù)不變C質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)，中子數(shù)減少一個(gè)D質(zhì)子數(shù)減少一個(gè)，中子數(shù)增加一個(gè)答案C解析衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一

20、個(gè)電子，故中子減少一個(gè)而質(zhì)子增加一個(gè)故A、B、D錯(cuò)，C對7原子核X經(jīng)過一次衰變成原子核Y，原子核Y再經(jīng)一次衰變變成原子核Z，則下列說法中正確的是()A核X的中子數(shù)比核Z的中子數(shù)多2B核X的質(zhì)子數(shù)比核Z的質(zhì)子數(shù)多5C核Z的質(zhì)子數(shù)比核X的質(zhì)子數(shù)少1D原子核X的中性原子的電子數(shù)比原子核Y的中性原子的電子數(shù)少1答案C解析根據(jù)衰變規(guī)律，發(fā)生一次衰變減少兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，發(fā)生一次衰變減少一個(gè)中子而增加一個(gè)質(zhì)子中性原子的電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)8鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90(Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(Zr)，這些衰變是()A1次衰變，6次衰變B4次衰變C2次衰變D2次衰變，2次衰變答案B解

21、析原子核每經(jīng)過一次衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過一次衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變方法一衰變的次數(shù)為n0(次)，衰變的次數(shù)為m40364(次)方法二設(shè)氪90(Kr)經(jīng)過x次衰變，y次衰變后變成鋯90(Zr)，由衰變前后的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得4x9090,2xy4036，解得x0，y4.題組三對半衰期的理解和計(jì)算9(多選)關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是()A原子核全部衰變所需要的時(shí)間的一半B原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間C相對原子質(zhì)量減少一半所需要的時(shí)間D元素質(zhì)量減半所需要的時(shí)間答案BD解析放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時(shí)所需要的時(shí)間叫做這種元素的半衰期，它與原子核全部衰變所需要的時(shí)間的一半不同放射性元素發(fā)生衰變后成了一種新的原子核，原來的放射性元素原子核的個(gè)數(shù)不斷減少；當(dāng)原子核的個(gè)數(shù)減半時(shí)，該放射性元素的原子核的總質(zhì)量也減半，故選項(xiàng)B、D正確10元素釷Th的半衰期是24天，那么在經(jīng)過了下列天數(shù)之后的情況是()A1 g釷234經(jīng)過48天將全部衰變B1 g釷234經(jīng)過48天，有0.25 g發(fā)生了衰變C1 g釷234經(jīng)過48天，有0.75 g發(fā)生了衰變D在化合物中，釷234的半衰期比24天要短些，1 g釷234要完全衰變用不了48天答案C解析放射性元素衰變時(shí)可用下式