1、學案2原子核的衰變學習目標定位 1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現(xiàn)象.2.知道三種射線的特性.3.知道衰變及兩種衰變的規(guī)律，能熟練寫出衰變方程.4.會用半衰期描述衰變的速度，知道半衰期的統(tǒng)計意義1原子核的表示符號原子核用符號表示為X，Z為核電荷數(shù)，原子核的核電荷數(shù)等于它的質子數(shù)，A為質量數(shù)，原子核的質量數(shù)等于它的質子數(shù)和中子數(shù)的和，即核子數(shù)2常見的粒子符號：粒子He，質子H，中子n，電子e.3在核反應過程中，遵守質量守恒定律和電荷守恒定律4帶電粒子以垂直于電場線的方向進入勻強電場，將做類平拋運動電場力的方向：正電荷受力方向與電場線方向相同，負電荷受力方向與電場線方向相反5帶電粒子以垂

2、直于磁感線的方向進入勻強磁場，將做勻速圓周運動，洛倫茲力的方向可用左手定則判定6天然放射現(xiàn)象1896年，法國物理學家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)鈾及其化合物能放出一種不同于X射線的新射線(1)定義：物理學中把物質能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象(2)放射性：物質放出射線的性質(3)放射性元素：具有放射性的元素7三種射線的性質(1)射線：粒子流，粒子是氦原子核，電荷數(shù)為2，質量數(shù)為4.(2)射線：高速運動的電子流(3)射線：波長很短的電磁波8三種射線的本領(1)射線：速度大約是光速的十分之一，穿透物質的本領很小，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它擋住但它有很強的電離作用(2)射線：速度接近光速，對物

3、質的穿透本領較強，能穿透幾毫米厚的鋁板，但它的電離作用較弱(3)射線：穿透本領更強，能穿透幾厘米的鉛板，但它的電離作用很小9(1)放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期半衰期反映的是大量原子核的平均衰變快慢(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.一、三種射線的特性問題設計圖11如圖1所示，放射源放在鉛塊上的細孔中，鉛塊上方有垂直于紙面向外的勻強磁場其放出的射線在磁場的作用下分成a、b、c三束a、b、c三條射線哪個是射線、哪個是射線、哪個是射線？答案由左手定則知a帶負電，應為射線；c帶正電，應為射線；b不偏轉，說明不帶電，應為射線圖22如圖2中P為放在勻強

4、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三束則a、b、c三束中哪個是射線、哪個是射線、哪個是射線？答案a帶負電，應為射線；c帶正電，應為射線；b不帶電，應為射線要點提煉三種射線及其特征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質量4mpmp1.671027 kg靜止質量為零速度0.1c0.99cc在電場或磁場中偏轉與射線反向偏轉不偏轉穿透本領最弱用一張紙就能擋住較強穿透幾毫米厚的鋁板最強穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土電離作用很強較弱很弱例1如圖3甲是、三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部傷痕的示意圖，

5、請問圖乙中的檢查是利用了哪種射線()圖3A射線B射線C射線 D三種射線都可以解析根據(jù)三種射線的性質知，甲圖中能穿透鋁板的是射線，乙圖中檢查鋼板中的砂眼，要求射線能穿透鋼板，故利用的是射線，選項C正確答案C二、衰變實質及次數(shù)的計算要點提煉1衰變過程(1)衰變：XYHe(2)衰變：XYe2衰變和衰變的實質(1)衰變：2n2HHe(2)衰變：nHe3衰變規(guī)律衰變過程遵守質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒4確定衰變次數(shù)的方法設放射性元素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XYn Hem01e.根據(jù)電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可列方程AA4n，ZZ2nm.例2 U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)镻b核，問：

6、(1)一共經(jīng)過幾次衰變和衰變？(2)Pb與U相比，質子數(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解析(1)設U衰變?yōu)镻b經(jīng)過x次衰變和y次衰變由質量數(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)生一次衰變質子數(shù)和中子數(shù)均減少2，每發(fā)生一次衰變中子數(shù)減少1，而質子數(shù)增加1，故Pb較U質子數(shù)少10，中子數(shù)少22.(3)核反應方程為UPb8He6e.答案(1)8次衰變和6次衰變(2)1022(3)UPb8He6e三、半衰期的有關計算要點提煉1對于衰變及半衰期的理解要注意以下兩點(1)對于同一種元素，其半衰期是一定的，無論是

7、加溫、加壓，或是處于單質、化合物狀態(tài)均不影響元素的半衰期，但不同元素的半衰期不同，有的差別很大(2)半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律對于大量的原子核發(fā)生衰變才具有實際意義，而對于少量的原子核發(fā)生衰變，該統(tǒng)計規(guī)律不再適用2半衰期公式N余N原()t/，m余m0()t/例3若放射性元素A的半衰期為4天，放射性元素B的半衰期為5天，則相同質量的放射性元素A和B經(jīng)過20天，剩下的兩元素質量之比mAmB為()A3031 B3130C12 D21解析設開始時元素A、B的質量都是m，經(jīng)過20天，對于元素A來說有5個半衰期，A剩下的質量為mA()5m；對于元素B來說有4個半衰期，B剩下的質量為mB()4m，所以剩下的質量之

8、比為12.答案C圖41(2014福建30(1)如圖4所示，放射性元素鐳衰變過程中釋放出、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_(填選項前的字母)A表示射線，表示射線B表示射線，表示射線C表示射線，表示射線D表示射線，表示射線答案C解析根據(jù)三種射線的偏轉軌跡可知表示射線，表示射線，表示射線選項C正確圖52.計數(shù)器是一種探測射線的儀器，如圖5所示，X為未知放射源，它向右方發(fā)射放射線放射線首先通過一塊薄鋁箔P(厚度約為1 mm)，并經(jīng)過一個強磁場區(qū)域后到達計數(shù)器，計數(shù)器上單位時間內(nèi)記錄到的射線粒子是一定的，現(xiàn)將強磁場移開，計數(shù)器單位時間內(nèi)所記錄的射線粒子基本保持不變，然后將薄鋁箔

9、P移開，則計數(shù)器單位時間內(nèi)記錄的射線粒子明顯上升，據(jù)此可以判定X為()A純射線放射源B純射線放射源C射線和射線的混合放射源D射線和射線的混合放射源答案D解析將強磁場移開，計數(shù)器單位時間內(nèi)所記錄的射線粒子基本保持不變，即磁場對射線粒子沒有影響，則可以斷定計數(shù)器接收到的是不帶電的射線，以后將薄鋁箔P(厚度約為1 mm)移開，則計數(shù)器單位時間內(nèi)記錄的射線粒子明顯上升，這說明計數(shù)器除了接收到了射線之外，還接收到了一種原來被厚度約為1 mm的簿鋁箔P擋住的射線，而厚度約為1 mm的簿鋁箔只能將射線擋住，所以X為能放射射線和射線的混合放射源，故選項D正確3氪90(Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為

10、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解析方法一推理計算法根據(jù)衰變規(guī)律，衰變不影響核的質量數(shù)，發(fā)生一次衰變，核電荷數(shù)增加1；發(fā)生一次衰變，質量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2.Kr衰變?yōu)閆r，質量數(shù)不變，故未發(fā)生衰變；核電荷數(shù)增加4，一定是發(fā)生了4次衰變方法二列方程求解設Kr衰變?yōu)閆r，經(jīng)過了x次衰變，y次衰變，則有KrZrxHey01e由質量數(shù)守恒得90904x由電荷數(shù)守恒得36402xy解得x0，y4，即只經(jīng)過了4次衰變，選項B正確4放射性同位素Na的樣品經(jīng)過6小時后還剩下沒有衰變，求它的半衰期答案2 h解析每經(jīng)1個半衰期放射性物質的

11、質量都減半，則經(jīng)過n個半衰期剩余的質量為mm0()n.設6小時經(jīng)過的半衰期個數(shù)為n，則()n，所以n3.則Na的半衰期為T2 h.基礎題1下列哪些事實表明原子核具有復雜結構()A粒子的散射實驗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解析從原子核里能放出射線，說明原子核具有復雜結構2原子核中能放出、射線，關于原子核的組成，以下說法中正確的是()A原子核中，有質子、中子，還有粒子B原子核中，有質子、中子，還有粒子C原子核中，有質子、中子，還有粒子D原子核中，只有質子和中子答案D解析在放射性元素的原子核中，2個質子和2個中子結合的較緊密，有時作為一個整體放出，這就是粒子的來源說到底，它仍是

12、由質子和中子組成的，不能據(jù)此認為它是原子核的組成部分原子核里是沒有電子的，但中子可以轉化成質子，并向核外釋放一個電子，這就是粒子原子核發(fā)生衰變后處于高能級，在回到低能級時多余的能量以光子的形式輻射出來，形成射線故原子核里也沒有粒子3放射性元素衰變時放出的三種射線，按穿透能力由強到弱的排列順序是()A射線，射線，射線B射線，射線，射線C射線，射線，射線D射線，射線，射線答案B解析射線的穿透能力最強，射線的穿透能力最弱，選B.4“朝核危機”引起全球矚目，其焦點就是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆發(fā)電重水堆核電站在發(fā)電的同時還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(Pu)，這種钚239可由鈾239(U)經(jīng)

13、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)律是質量數(shù)不變，質子數(shù)增加1.Pu比U質子數(shù)增加2，所以發(fā)生2次衰變，A對5最近幾年，原子核科學家在超重元素的探測方面取得了重大進展.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)生成的超重元素的核X經(jīng)過6次衰變后的產(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()A124、259 B124、265C112、265 D112、277答案D解析題中的核X經(jīng)過6次衰變后生成Fm，注意到Fm的電荷數(shù)為100，質量數(shù)為253，每發(fā)生一次衰變質量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2.由質量數(shù)和電荷數(shù)守恒有A

14、46253277，Z26100112，所以選項D正確6某放射性元素經(jīng)過11.4天有7/8的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為()A11.4天 B7.6天C5.7天 D3.8天答案D解析半衰期是指有半數(shù)原子核發(fā)生衰變的時間，根據(jù)半衰期公式有()，3，因為t11.4天，所以3.8天7在橫線上填上粒子符號和衰變類型(1)92U90Th_，屬于_衰變(2)90Th91Pa_，屬于_衰變(3)84Po85At_，屬于_衰變(4)CuCo_，屬于_衰變答案(1)He(2)01e(3)01e(4)He解析根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可以判斷，(1)中生成的粒子為He，屬于衰變；(2)中生成粒子為01e，屬于衰變；

15、(3)中生成粒子為01e，屬于衰變；(4)中生成粒子為He，屬于衰變能力題8.U衰變?yōu)镽n要經(jīng)過m次衰變和n次衰變，則m，n分別為()A2,4 B4,2C4,6 D16,6答案B解析由于衰變后的新核質量數(shù)減少了16，說明發(fā)生衰變的次數(shù)是m4(次)，發(fā)生衰變的次數(shù)是n86(928)2(次)，故選項B正確914C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法若以橫坐標t表示時間，縱坐標m表示任意時刻14C的質量，m0為t0時14C的質量下列四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是()答案C解析由公式mm0()可知14C的衰變圖像應為C.10原子核92U經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?0Th，繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?1Pa，再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?2U.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92U 90Th，質量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，說明為衰變.90Th 91Pa，質子數(shù)加1，說明為衰變，中子轉化成質子.91Pa 92U，質子數(shù)加1，說明為衰變，中子轉化成質子探究與拓展題圖111靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出一個粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得粒子和反沖核軌道半徑之比為441，如圖1所示(圖中直徑?jīng)]有按比例畫)則()A粒子和反沖核的動量大小相等方向相