教科版高中物理选修(35)3.2《放射性 衰变》课堂演练
人教版(选修3-5)第2节 放射性元素的衰变(基本概念、课堂例题、课后作业)-精选教育文档
19.2 反射性元素的衰变【重点知识】1．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
2．α衰变：238 92U→234 90Th ＋42He3．β衰变：234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1e4．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期。
【基本知识】一、原子核的衰变1．定义原子核放出 或 ，则核电荷数变了，变成另一种 ，这种变化称为原子核的衰变。
2．衰变分类(1)α衰变：放出α粒子的衰变。
(2)β衰变：放出β粒子的衰变。
3．衰变方程23892U→23490Th ＋ 23490Th→234 91Pa ＋ 。
4．衰变规律(1)原子核衰变时 和 都守恒。
(2)当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。
这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。
二、半衰期1．定义放射性元素的原子核有 发生衰变所需的时间。
2．决定因素放射性元素衰变的快慢是由 的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
不同的放射性元素，半衰期 。
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。
【课堂例题】例1、原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U。
放射性衰变①②③依次为 ( )A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变例2、(多选)14C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的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。
现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是 ( ) A．该古木的年代距今约5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变例3、 (多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核放出一个α粒子，其速度方向与磁场方向垂直。
教案-选修3-5-3.2~3放射性 衰变 应用及防护
授课题目 3.2~3 放射性衰变应用及防护第 1 课时授课时间年月日星期教学目标知识与技能1．了解发现天然放射性的大致情况2. 了解放射性衰变的现象。
知道三种射线的性质及特点3. 知道放射性元素衰变的半衰期。
过程与方法1. 通过分析探测射线现象的过程，培养学生的推理能力。
2. 通过收集放射性应用与防护的信息，培养学生应用已有知识处理加工信息、探求新知识的能力。
情感态度与价值观通过了解居里夫人艰苦奋斗投身科学的事迹，让学生体会成功的得来是需要持之以恒的。
教学重点三种射线的组成和性质，半衰期的概念教学难点半衰期的概念的理解教学方法讲授法，自学法，练习法，举例法教学手段多媒体教学设备板书或板图设计3. 2~3 放射性衰变应用及防护教学过程环节检测内容检测结果及补救措施针对教学重难点的当堂检测反馈教学反思教学过程环节教师活动学生活动1.引入故事引入，铱放射源被工人拾到放在裤兜里3小时，工人进医院。
由此可知放射性对我们来说很神秘，也有几分危险，这节课我们来了解它。
这节课的主要问题：什么是放射性？放射性的本质是什么？有哪些应用和危害？如何利用和防止危害。
2. 天然放射性的发现1. 讲述法国物理学家贝克勒尔，居里夫妇发现放射性现象的故事。
2. 放射性是一种较普遍的现象，原子序数大于83的重元素和一些轻元素的同位素都具有放射性。
3. 衰变的概念1. 讲解卢瑟福的实验。
2. 介绍衰变的概念，讲解三种衰变放射的射线的本质，性质，作用。
注意：（1）说清楚，三种衰变可以单独发生，也可以同时发生，也可以顺序发生。
（2）衰变也不受元素化学性质的影响。
（3）对照每种衰变的方程式，讲解特点，试写几个衰变方程式。
α衰变通式: X Z A→YZ−2A−4+He24β衰变通式: X Z A→YZ+1A+e−10+νe̅. 另外两种情况不讲。
（4）电离能力排序：α射线，β射线，γ射线，穿透能力恰好相反。
练习：钠25发生β衰变。
钚244发生α衰变。
高中物理选修3-5课时作业3：19.2 放射性元素的衰变
第2讲放射性元素的衰变(时间：60分钟)题组一对原子核的衰变的理解1．由原子核的衰变可知()A．放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线B．放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质不变C．α衰变说明原子核内部存在氦核D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线[答案] D[解析]原子核发生衰变时，一次衰变只能是α衰变或β衰变，而不能同时发生α衰变和β衰变，发生衰变后产生的新核往往处于高能级，要向外以γ射线的形式辐射能量，故一次衰变只可能同时产生α射线和γ射线，或β射线和γ射线，A错，D对；原子核发生衰变后，核电荷数发生了变化，变成了新核，故化学性质发生了变化，B错；原子核内的2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，因此在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，于是放射性元素发生了α衰变，C错．2．一个放射性原子核发生一次β衰变，则它的()A．质子数减少一个，中子数不变B．质子数增加一个，中子数不变C．质子数增加一个，中子数减少一个D．质子数减少一个，中子数增加一个[答案] C[解析]β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，故中子减少一个而质子增加一个．故A、B、D错，C对．3．原子核X经过一次α衰变成原子核Y，原子核Y再经一次β衰变变成原子核Z，则下列说法中正确的是()A．核X的中子数比核Z的中子数多2B．核X的质子数比核Z的质子数多5C．核Z的质子数比核X的质子数少1D．原子核X的中性原子的电子数比原子核Y的中性原子的电子数少1[答案] C[解析]根据衰变规律，发生一次α衰变减少两个质子和两个中子，发生一次β衰变减少一个中子而增加一个质子．中性原子的电子数等于质子数．4．有一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是()A．镍63的衰变方程是6328Ni―→6329Cu＋0－1eB．镍63的衰变方程是6328Ni―→6327Cu＋01eC．外接负载时镍63的电势比铜片高D．该电池内电流方向是从镍片到铜片[答案]AC[解析]镍63的衰变方程为6328Ni―→0－1e＋6329Cu，选项A对，B错．电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，选项C对，D错．5．铀裂变的产物之一氪90(9036Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(9040Zr)，这些衰变是()A．1次α衰变，6次β衰变B．4次β衰变C．2次α衰变D．2次α衰变，2次β衰变[答案] B[解析]原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变．方法一α衰变的次数为n＝90－904＝0(次)，β衰变的次数为m ＝90－902＋40－36＝4(次)． 方法二 设氪90(9036Kr)经过x 次α衰变，y 次β衰变后变成锆90(9040Zr)，由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x ＋90＝90,2x －y ＋40＝36，解得x ＝0，y ＝4.6．在横线上填上粒子符号和衰变类型．(1)238 92U ―→234 90Th ＋________，属于________衰变(2)234 90Th ―→234 91Pa ＋________，属于________衰变(3)210 84Po ―→210 85At ＋________，属于________衰变 (4)6629Cu ―→6227Co ＋________，属于________衰变[答案] (1)42He α (2) 0－1e β (3)0－1e β (4)42He α [解析] 根据质量数守恒和电荷数守恒可以判断，(1)中生成的粒子为42He ，属于α衰变；(2)中生成的粒子为 0－1e ，属于β衰变；(3)中生成的粒子为 0－1e ，属于β衰变；(4)中生成的粒子为42He ，属于α衰变．题组二 对半衰期的理解和计算7．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( )A ．原子核全部衰变所需要的时间的一半B ．原子核有半数发生衰变所需要的时间C ．相对原子质量减少一半所需要的时间D ．元素原子核总质量减半所需要的时间[答案] BD[解析] 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同．放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少；当原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质量也减半，故选项B 、D 正确．8．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m 4B.m 8C.m 16D.m 32[答案] C[解析] 根据半衰期公式m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t T ，将题目中的数据代入可得C 正确，A 、B 、D 错误．9．日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是( )A ．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B ．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C ．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强D ．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的[答案] AD[解析] 衰变的快慢由放射性元素本身决定，与外部环境无关，A 正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数几个原子核无意义，B 错误；β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，故C 错误；β衰变的实质是10n →11H ＋ 0－1e ，D 正确．10．某放射性元素原为8 g ，经6天时间已有6 g 发生了衰变，此后它再衰变1 g ，还需几天？[答案] 3天[解析] 8 g 放射性元素已衰变了6 g ，还有2 g 没有衰变，现在要求在2 g 的基础上再衰变1 g ，即再衰变一半，故找出元素衰变的半衰期就可得出结论．由半衰期公式m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t τ，得8－6＝8×⎝⎛⎭⎫12t τt τ＝2.即放射性元素从8 g 衰变了6 g 余下2 g 时需要2个半衰期．由t τ＝2知τ＝3天，故再衰变1 g 还需3天．题组三 综合应用11．天然放射性铀(23892U)发生衰变后产生钍(23490Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(23892U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核的速度为v 2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．[答案] (1)见[解析] (2)1214v [解析] (1)238 92U ―→234 90Th ＋42He(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238m v ＝234m v 2＋4m v ′得：v ′＝1214v 12．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图1所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝1∶44.求：图1(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？(2)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)[答案](1)90(2)见[解析][解析](1)设衰变后新生核的电荷量为q1，α粒子的电荷量为q2＝2e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2，所以原来原子核的电荷量q＝q1＋q2.根据轨道半径公式有r1r2＝m1v1Bq1m2v2Bq2＝m1v1q2m2v2q1，又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1＝m2v2，以上三式联立解得q＝90e.即这个原子核原来所含的质子数为90.(2)因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹．。
3.2放射性衰变 学案(2020年教科版高中物理选修3-5)
3.2放射性衰变学案（2020年教科版高中物理选修3-5）2放射性放射性衰变衰变学科素养与目标要求物理观念1.了解什么是放射性和天然放射现象，知道三种射线的实质和特征.2.了解衰变的概念，知道放射现象的实质就是原子核的衰变.3.了解半衰期的概念，知道半衰期的统计意义.科学思维1.会利用带电粒子在电.磁场中的偏转判断射线的电性和种类.2.会利用衰变规律写出衰变方程，会计算半衰期.一.天然放射现象1.天然放射性11896年，法国物理学家亨利贝克勒尔发现，铀化合物能放出看不见的射线，这种射线可以使密封完好的照相底片感光.物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素.2玛丽居里和她的丈夫皮埃尔居里发现了两种比铀放射性更强的新元素，命名为钋.镭.2.天然放射现象放射性元素自发地发出射线的现象.原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数较小的元素，有的也能放出射线.例如146C有放射性.二.衰变1.放射性衰变放射性元素是不稳定的，它们会自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线，这种现象为放射性衰变.2.衰变形式常见的衰变有两种，放出粒子的衰变为衰变，放出粒子的衰变为衰变，而射线是伴随射线或射线产生的.3.衰变方程举例1衰变23892U23490Th42He2衰变23490Th23491Pa01e.4.原子核衰变前.后电荷数和质量数均守恒.三.三种射线的性质1.射线带正电的粒子流，粒子是氦原子核，射线的速度只有光速的10，穿透能力弱，容易被物质吸收，一张薄薄的铝箔或一层裹底片的黑纸，都能把它挡住.2.射线带负电的电子流，它的速度很快，穿透力强，在空气中可以走几米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了.3.射线本质上是一种波长极短的电磁波，波长约是X射线波长的1，穿透力极强，能穿过厚的混凝土和铅板.四.半衰期1.半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的半衰期.2.半衰期是大量原子核衰变的统计规律，反映放射性元素衰变的快慢.3.半衰期是由原子核自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.1.判断下列说法的正误.1射线实际上就是氦原子核，射线具有较强的穿透能力.2原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变.3同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长.4放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用.5氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核.2.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的质量大约还有____________________________________.答案m16解析由题意可知m余m12328m16.一.对三种射线性质的理解如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图.1射线向左偏转，射线向右偏转，射线不偏转说明了什么2粒子的速度约为粒子速度的分之一，但射线的偏转半径大于射线的偏转半径说明什么问题答案1说明射线带正电，射线带负电，射线不带电.2根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式rmvqB可知，粒子的mq应大于粒子的mq，即粒子的质量应较大...三种射线的比较种类射线射线射线组成高速氦核流高速电子流光子流高频电磁波质量4mpmp1.671027kgmp1836静止质量为零带电荷量2ee0速率0.1c0.99cc穿透能力最弱，用一张纸就能挡住较强，不能穿透几毫米厚的铝板最强，能穿透几厘米厚的铅板电离作用很强较弱很弱在电.磁场中偏转与射线反向偏转不偏转例1一置于铅盒中的放射源可以发射.和射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后面的空间有一匀强电场.进入电场后，射线变为a.b两束，射线a沿原来的方向行进，射线b发生了偏转，如图1所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线.图1答案解析放射源可以发射..三种射线，射线的穿透能力弱，不能穿透铝箔，射线和射线的穿透能力强，可以穿透铝箔.由于射线带负电，经过电场时受到电场力的作用会发生偏转，射线不带电，经过电场时不发生偏转，所以图中射线a是射线，射线b是射线.1.对放射性和射线的理解1一种元素的放射性，与其是单质还是化合物无关，这说明一种元素的放射性和核外电子无关.2射线来自于原子核，说明原子核是可以再分的.2.对三种射线性质的理解1射线带正电.射线带负电.射线不带电.射线.射线是实物粒子流，而射线是光子流，属于电磁波的一种.2射线.射线都可以在电场或磁场中偏转，但偏转方向不同，射线则不发生偏转.3射线穿透能力弱，射线穿透能力较强，射线穿透能力最强，而电离本领相反.针对训练1天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图2所示，由此可推知图2A.来自原子核外的电子B.的电离作用最强，是一种电磁波C.的电离作用较强，是一种电磁波D.的电离作用最弱，是一种电磁波答案D解析射线能被一张纸挡住，说明它的穿透能力较差，所以射线是射线，射线是高速运动的氦核流，它的穿透能力差，电离作用最强，选项B错误；射线的穿透能力较强，能穿透纸和几毫米厚的铝板，说明它是射线，射线来自于原子核，不是来自于原子核外的电子，选项A错误；射线的穿透能力最强，能够穿透几厘米厚的铅板，射线是射线，射线的电离作用最弱，穿透能力最强，它是能量很高的电磁波，故选项C错误，D正确.二.原子核的衰变规律与衰变方程如图为衰变.衰变示意图.1当原子核发生衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化2当发生衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少新核在元素周期表中的位置怎样变化答案1衰变时，质子数减少2，中子数减少2.2衰变时，核电荷数增加1.新核在元素周期表中的位置向后移动一位.1.衰变种类.实质与方程1衰变AZXA4Z2Y42He实质原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中被释放出来，这就是放射性元素发生的衰变现象.如23892U23490Th42He.2衰变AZXAZ1Y01e.实质原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即粒子，使电荷数增加1，衰变不改变原子核的质量数，其转化方程为10n11H01e.如23490Th23491Pa01e.3射线是伴随衰变或衰变产生的.2.衰变规律衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒.例223892U核经一系列的衰变后变为20682Pb核，问1一共经过几次衰变和几次衰变220682Pb与23892U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的方程.答案18621022323892U20682Pb842He601e解析1设23892U衰变为20682Pb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，而质子数增加1，故20682Pb较23892U质子数少10，中子数少22.3衰变方程为23892U20682Pb842He601e.1.衰变方程的书写衰变方程用“”，而不用“”表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化.2.衰变次数的判断技巧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.针对训练2在横线上填上粒子符号和衰变类型.123892U23490Th________，属于________衰变；223490Th23491Pa________，属于________衰变；321084Po21085At________，属于________衰变；46629Cu6227Co________，属于________衰变.答案142He201e301e442He解析根据质量数和电荷数守恒可以判断1中生成的粒子为42He，属于衰变.2中生成的粒子为01e，属于衰变.3中生成的粒子为01e，属于衰变.4中生成的粒子为42He，属于衰变.三.半衰期的理解和有关计算1.什么是半衰期对于某个或选定的几个原子核能根据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗答案半衰期是一个时间，是某种放射性元素的大量原子核有半数发生衰变所用的时间的统计规律，故无法预测单个原子核或几个特定原子核的衰变时间.2.某放射性元素的半衰期为4天，若有10个这样的原子核，经过4天后还剩5个，这种说法对吗答案半衰期是放射性元素的大量原子核衰变时所遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况，因此，经过4天后，10个原子核有多少发生衰变是不能确定的，所以这种说法不对.1.半衰期表示放射性元素衰变的快慢.2.半衰期公式N余N原122tT，m余m0122tT，式中N原.m0表示衰变前的原子核数和质量，N余.m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t表示衰变时间，T2表示半衰期.3.适用条件半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，半衰期只适用于大量的原子核.4.应用利用半衰期非常稳定的特点，可以测算其衰变过程，推算时间等.例3多选关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是A.原子核全部衰变所需要的时间的一半B.原子核有半数发生衰变所需要的时间C.相对原子质量减少一半所需要的时间D.该元素质量减半所需要的时间答案BD解析放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同.放射性元素发生衰变后成为一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少，当原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质量也减半，故选项B.D正确.例4多选地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算.测得该岩石中现含有铀是岩石形成初期时岩石形成初期时不含铅的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图3所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数.由此可以判断出图3A.铀238的半衰期为90亿年B.地球的年龄大致为45亿年C.被测定的岩石样品在90亿年时铀.铅原子数之比约为14D.被测定的岩石样品在90亿年时铀.铅原子数之比约为13答案BD解析半衰期是有半数原子核发生衰变所需要的时间，根据题图可知半数衰变的时间是45亿年，选项A错误，B正确；90亿年是铀核的两个半衰期，有34的铀原子核发生衰变，还有14的铀原子核没有发生衰变，根据衰变方程可知一个铀核衰变时产生一个铅核，故衰变后的铀.铅原子数之比约为13，选项C错误，D正确.1.半衰期由核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件都无关.2.半衰期是一个统计规律，适用于对大量原子核衰变的计算，对于少数原子核不适用.针对训练3大量的某放射性元素经过11.4天有78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D解析由于经过了11.4天还有18的原子核没有衰变，由m余12nm0，可知该放射性元素经过了3个半衰期，即可算出半衰期是3.8天，故D正确.1.三种射线的特性多选天然放射性物质的射线包含三种成分，下列说法中正确的是A.射线的本质是高速氦核流B.射线是不带电的光子C.三种射线中电离作用最强的是射线D.一张厚的黑纸可以挡住射线，但挡不住射线和射线答案AD 解析射线的本质是高速氦核流，射线是高速电子流，A正确，B错误；三种射线中电离作用最强的是射线，C错误；一张厚的黑纸可以挡住射线，但挡不住射线和射线，D正确.2.射线的区分研究放射性元素射线性质的实验装置如图4所示.两块平行放置的金属板A.B分别与电源的两极a.b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出.则图4A.a为电源正极，到达A板的为射线B.a为电源正极，到达A板的为射线C.a为电源负极，到达A板的为射线D.a为电源负极，到达A板的为射线答案B解析射线为高速电子流，质量约为质子质量的11836，速度接近光速；射线为氦核流，速度约为光速的110.在同一电场中，射线的偏转程度大于射线的偏转程度，由题图知，向左偏的为射线；因粒子带正电，向右偏转，说明电场方向水平向右，a为电源正极，故B正确，A.C.D错误.3.原子核的衰变下列说法中正确的是A.衰变放出的电子来自组成原子核的电子B.衰变放出的电子来自原子核外的电子C.衰变说明原子核中含有粒子D.射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波答案D解析原子核发生衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，A.B错误；射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起从原子核中释放出来，射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故C错误，D正确.4.半衰期下列有关半衰期的说法正确的是A.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的时间越短，衰变速度越快B.放射性元素的样品不断衰变，随着剩下的未衰变原子核的减少，元素半衰期也变长C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度答案A解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理.化学状态无关，故A正确，B.C.D错误.5.半衰期的相关计算一个氡核22286Rn衰变成钋核21884Po，并放出一个粒子，其半衰期T23.8天.1写出该核反应方程；2求32g氡经过多少天衰变还剩余1g氡.答案122286Rn21884Po42He219解析1根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知该核反应的方程是22286Rn21884Po42He.2根据半衰期公式可知，m余m原122tT，解得t3.8天519天.。
2020-2021学年物理教科版选修3-5教案：3.2 放射性 衰变 Word版含解析
2放射性衰变
一、天然放射现象和三种射线
1．对天然放射现象的认识
(1)1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性．
(2)物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象．
(3)原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．
2．对三种射线的认识
若在射线经过的空间施加电场(方向与射线的出射方向垂直)，射线能分成三束吗？
提示：能分成三束，三种射线的带电情况各不相同，它们在电场中受力情况不同，故可偏转为三束．
二、衰变
1．定义
原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的过程．
2．衰变类型
(1)α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变过程．放出一个α粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少2，成为新核．
(2)β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变过程．放出一个β粒子后，核的质量数不变，电荷数增加1.
3．衰变规律
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒．
4．衰变的实质。
最新教科版高中物理选修3-53.2《放射性衰变》教学优质课件.ppt
γ 射线是伴随α衰变、 同β衰时变产生的． β一衰个变是原子留核在中核的内，使中核子电荷转数化增成加一1.个电子，同时还生成
质子
四、半衰期
放射性元素的原子核有
这种元素的
．
半数
发生衰变所需要的时间，叫做
放射性元素衰半变衰的期快慢是由
的因素决定的，
跟原子所处的
和 核内部自没身有关系．
半衰期是
原子核衰变的统计规律．
2 放射性 衰变
1．了解天然放射现象及其规律； 2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们； 3．知道放射现象的实质是原子核的衰变； 4．知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律； 5．理解半衰期的概念．
一、天然放射现象的发现
1看8不96见年的，射法线国，物这理种学射家贝线可可勒以尔穿发透现黑，纸铀使和照含相铀底矿片物感能光够．发物出质
衰 的变定律：．大N量＝化N学0e状－λ态t，λ称外为部条件 ，反映放射性元素衰变
衰变常数
快慢
一、三种射线的本质特征 研究放射线的性质 如图3-2-1所示，把样品放在铅块的窄孔底上，在孔的对面放上 照相底片，在没有磁场时，发现在正对孔的位置O处，底片感光 了，若在铅块和底片之间加上磁场， 磁场方向与射线方向垂直，结果在底 片上有三个地方感光．说明了在磁 场作用下，射线分成了三束，表明 了射线中有的带正电，有的带负电， 有的不带电．
(3)γ射线是一种能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下．
特征：贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离作用最 弱．
三种射线的比较
(1)用电场或磁场分离α、β、γ射线．
用匀强电场分离时，α射线偏离较小，β射线偏离较大，γ射线不 偏离，如图3-2-2甲所示；用匀强磁场分离时，α射线偏转半径 较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图3-2-2乙所示．
人教版高二物理选修3-5第十九章 原子核 第二节 放射性元素的衰变 每课一练(教师版)
第十九章 原子核第二节 放射性元素的衰变 每课一练班别 姓名 学号一、选择题1．由原子核的衰变规律可知( )A ．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B ．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变C ．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D ．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加12．如果某种元素发生β衰变，那么下列说法中正确的是( )A ．质量数发生变化B ．质子数增加1，中子数不变C ．质子数不变，中子数增加D ．质子数增加，中子数减少3．（多选）关于半衰期，下列说法正确的是( )A ．放射样品的质量减少一半所用的时间B ．放射性元素的质量减少一半所用的时间C ．放射性元素的原子核减少一半所用的时间D ．放射样品的原子核减少一半所用的时间4．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U .放射性衰变①、②和③依次为( )A ．α衰变、β衰变和β衰变B ．β衰变、α衰变和β衰变C ．β衰变、β衰变和α衰变D ．α衰变、β衰变和α衰变5．某放射性元素的原子核X MZ 连续经过三次α衰变和两次β衰变，若最后变成另外一种元素的原子核Y ，则该新核的正确写法是( )A.-14-2Y MZ B.-14-6Y M ZC.-12-6Y MZ D ．-12-4Y M Z6．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核X A Z 经过6次α衰变后的产物是253100Fm ，由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A ．112、265B ．112、277C ．124、259D ．124、2657．现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝的注射液注入被检测者的动脉，经过40分钟后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影。
放射性元素的衰变 学历案 高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
《放射性元素的衰变》学历案（第一课时）一、学习主题本节课的学习主题是“放射性元素的衰变”。
通过学习，学生将了解放射性元素的基本概念、衰变的类型及规律，掌握放射性衰变过程中原子核的转变与衰变速度的测量方法。
二、学习目标1. 掌握放射性元素的概念、种类及对人类的影响；2. 理解并掌握原子核的衰变过程，了解不同类型的衰变及其特征；3. 学会通过实验观察和分析放射性元素的衰变过程，理解衰变速度与放射性元素之间的关系；4. 培养学生的科学探究能力和实验操作能力，增强学生的科学素养。
三、评价任务1. 评价学生对放射性元素基本概念的掌握情况，通过课堂提问和小组讨论的形式进行；2. 评价学生对不同类型的衰变及其特征的理解程度，通过课后作业和课堂互动的方式进行；3. 评价学生实验操作能力和观察能力，通过实验报告和实验过程中的表现进行评价；4. 评价学生的科学探究能力和科学素养，通过小组项目和课堂表现进行综合评价。
四、学习过程1. 导入新课：通过介绍放射性元素在生活中的应用和影响，引导学生进入学习状态；2. 概念介绍：讲解放射性元素的概念、种类及对人类的影响；3. 衰变类型及特征：讲解不同类型的衰变（如α衰变、β衰变等）及其特征；4. 衰变速度与放射性元素的关系：通过实验演示和数据分析，让学生理解衰变速度与放射性元素之间的关系；5. 学生实验：学生分组进行实验操作，观察放射性元素的衰变过程并记录数据；6. 课堂小结：总结本节课所学内容，强化学生对知识点的掌握。
五、检测与作业1. 课堂检测：通过课堂小测验的形式，检测学生对本节课所学内容的掌握情况；2. 课后作业：布置相关课后作业，包括填空题、简答题和实验报告等，巩固学生对知识点的理解和掌握；3. 实验报告：要求学生根据实验过程和结果撰写实验报告，培养学生的实验操作能力和观察能力；4. 小组合作项目：学生分组进行小组合作项目，探讨放射性元素在实际生活中的应用和影响。
六、学后反思1. 学生反思：学生应在学习完本节课后进行自我反思，总结自己在学习过程中的收获和不足；2. 教师反思：教师应对本节课的教学过程进行反思，总结教学过程中的优点和不足，为今后的教学提供参考。
2017教科版高中物理选修32《放射性 衰变》课堂演练
三种射线的本质特征1、如图3—2—5所示,x为未知的放射源，L为薄铝片,若在放射源与计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小,在L与计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x可能就是()、图3—2-5A、α与β的混合放射源B、纯α放射源C、α与γ的混合放射源D、纯γ放射源解析此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力、在放射源与计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力很弱的粒子,即α粒子、在铝片与计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线、因此,放射源可能就是α与γ的混合放射源、答案 C2、如图3-2-6所示,放射源放在铅块中，铅块上方有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外、已知放射源通过细孔放出的射线有α、β、γ三种,下列判断正确的就是()、图3—2-6A、甲就是α射线,乙就是γ射线，丙就是β射线B、甲就是β射线，乙就是γ射线,丙就是α射线C、甲就是γ射线，乙就是α射线，丙就是β射线D、甲就是α射线,乙就是β射线,丙就是γ射线解析由于γ射线不带电，在磁场中不发生偏转,C、D错误；由左手定则可知甲带负电，丙带正电,由此可知，甲为β射线，丙为α射线，故B正确、A错误、答案 B原子核的衰变规律3、错误!U经3次α衰变与2次β衰变，最后得到的原子核中的质子数为()、A、92B、88C、138D、226解析质子数＝92－3×2＋2×1＝88、答案 B4、错误!U核经一系列的衰变后变为错误!Pb核,问:(1）一共经过几次α衰变与几次β衰变？（2)错误!Pb与错误!U相比,质子数与中子数各少了多少？（3)综合写出这一衰变过程的方程、解析(1)设238U衰变为错误!Pb经过x次α衰变与y次β衰变、由质量数守恒 92与电荷数守恒可得238＝206＋4x ①92＝82＋2x－y ②联立①②解得x＝8，y＝6、即一共经过8次α衰变与6次β衰变、（2）因为原子核的电荷数等于质子数，因此质子数减少92－82＝10个、原子核的质量数为质子数与中子数的与、故中子数减少量为（238－92）－(206－82)＝22个、(3)此核反应方程为错误!U→错误!Pb＋8错误!He＋6错误!e、答案（1）86（2）1022（3）错误!U→错误!Pb＋8错误!He＋6错误!e半衰期的理解及计算5、某放射性元素经过11、4天有错误!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天解析根据半衰期的定义，剩余原子个数N＝N×错误!，t就是经历的天数，总T就是半衰期,故11、4＝3T，T＝3、8 天，D项正确、答案 D6、钋210经α衰变成为稳定的铅，其半衰期为138天，质量为64 g的钋210经过276天后,还剩多少克钋？生成了多少克铅？写出核反应方程、解析核反应方程为:210Po→错误!Pb＋错误!He,84276天为钋的2个半衰期，还剩错误!的钋没有衰变，故剩余钋的质量为：m Po ＝错误!×64 g＝16 g,另外错误!的钋衰变成了铅,即发生衰变的钋的质量为错误!×64 g＝48 g则生成铅的质量为：m Pb＝错误!×48 g＝47、09 g故铅的质量为47、09g、答案16 g47、09 g210Po→错误!Pb＋错误!He84。
高中物理选修3-5放射性元素的衰变综合练习题测试题复习题
【成才之路】2021高中物理第19章第2节放射性元素的衰变同步练习新人教版选修3-5根底夯实一、选择题〔1〜4题为单项选择题,5题为多项选择题〕1.〔山东昌乐二中2021〜2021学年高二下学期检测〕原子核发生3衰变时,此3粒子是〔〕A.原子核外的最外层电子B.原子核外的电子跃迁时放出的光子C.原子核内存在着的电子D.原子核内的一个中子变成一个质子时,放射出的一个电子答案：D解析：因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的, 原子核内并不含电子, 但. 、. 」. .. .一. ..... . 1 1 0.在一7E条件下,一个中子可以转化成一个质子和一个电子,其转化可表本为°n-1H+-1e.由上式可看出3粒子是由原子核内的中子转化而来的.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,比方,有些含有铀、牡的花岗石等岩石会释放出放射性惰性气体氢, 而氢会发生放射性衰变,放射出a、3、丫射线,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,以下说法正确的选项是〔〕A.氢的半衰期3.8天,假设取4个氢原子核,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度C.放射性元素的半衰期越短,说明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短,衰变速度越大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个氢原子核,不是大量原子核,半衰期不适用, A错.因半衰期决定于原子核的内部因素,与化学状态、外部条件无关,故曰D均错.半衰期短,那么衰变快, C对.3.据媒体报道,叛逃英国的俄罗期前特工利特维年科在伦敦离奇身亡.英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药一一放射性元素〔21：Po〕.2145Po的半衰期为138天,经过a 衰变生成稳定的铅〔2?Pb〕,经过276天,100g 21冷.已衰变的质量为〔〕A. 25gB. 50gC. 75gD. 100g答案：C解析：100g P O经1个半衰期衰变的质量为50g,再经过1个半衰期衰变的质量为25g,所以经过2个半衰期衰变的质量为 75g, C 正确.4 .某放射性元素的原子核 次连续经过三次 “衰变和两次3衰变,假设最后变成另外一种元素的原子核Y,那么该新核的正确写法是〔〕 M- 14A.Z 2 Yc.M 22Y答案：D解析：新核的质量数为 M = M- 12,故A 、B 错误. 电荷数Z =Z — 6+2=Z — 4,故C 错D 对.5 .有些建材中的放射性物质会释放出a 、3、丫射线,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的选项是〔 〕A.发生a 衰变时,生成核与原来的原子核相比,核内质量数减少 2 8 .发生3衰变时,生成核与原来的原子核相比,核内中子数减少 1C. 3射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D.在这三种射线中 丫射线的穿透水平最强,电离水平最弱答案：BD解析：a 衰变是两个质子与两个中子作为一个整体从原子核中抛射出来,即2；H+ 22n-2He,发生a 衰变时,核内质量数减少 4,选项A 错误；3衰变是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子,即0n-；H+—0e,发生3衰变时,核内中子数减少 1,核子数不变,选项B 正确而C 错误；由三种射线性质可得,选项 D 正确.二、非选择题6 . A 、B 原子核静止在同一匀强磁场中,一个放出a 粒子,一个放出 3粒子,运动方向均与磁场垂直,它们在磁场中的运动径迹及两个反冲核的径迹如下图, 那么可以判定径迹为 a 粒子,径迹 为 3 粒子.答案：1 3解析：在衰变过程中,a 粒子和3粒子与剩余核组成的系统动量守恒,即放射出的粒 子与反冲核动量大小相等,方向相反,由 r = mVBq 可知,r 与q 成反比,由此可知两图中 小圆径迹为反冲核的径迹,又根据左手定那么可以判知,左侧外切圆是 “衰变,右侧内切圆是3衰变,故此题应依次填 1和3.7 .天然放射性铀〔1?U 〕发生衰变后产生杜〔$Th 〕和另一个原子核. 〔1〕请写出衰变方程；B ."Y D . ML 42Y〔2〕假设衰变前铀〔鬻U 〕核的速度为V,衰变产生的牡〔$Th 〕核速度为,且与铀核速度方向相同,求产生的另一种新核的速度.答案：〔1〕见解析〔2〕学v4解析：〔1〕修UH 234Th+ 4He〔2〕设另一新核的速度为 v',铀核质量为238m 由动量守恒定律得：238mv= 234成+4mV 得：v'=义'V水平提升一、选择题〔1〜3题为单项选择题,4题为多项选择题〕1. 一块氨222放在天平的左盘时,需要天平的右盘加 444g 祛码,天平才能处于平衡,氨222发生“衰变,经过一个半衰期以后,欲使天平再次平衡,应从右盘中取出的祛码为〔 〕 A. 222g D. 4g答案：D解析：衰变前氢的质量为 444g,摩尔质量为222g/mol ,故共2mol 氨.经过一个半衰期,有1mol 氢衰变,放出1mol a 粒子,那么左盘质量减少了 4g,故应从右盘中取出 4g 祛码.2 .〔湖北黄冈中学2021〜2021学年高二下学期期中〕以下说法正确的选项是〔 〕 A.根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构8 .放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化C.铀〔^U 〕经过屡次“、3衰变形成稳定的铅〔226Pb 〕的过程中,有 6个中子转变成质D. 一个氢核86 Rn 衰变成针核84Po 并放出一个粒子,其半衰期为 3.8天,那么2g 氢经过7.6天衰变,剩余氢的质量是1g答案：C解析：由a 粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型, 应选项A 错误；放射性元素的半衰期与物理因素无关,应选项B 错误；衰变方程 曾UR 206Pb+ 84He+ 6 °1e,故1 2有6个中子变为质子,选项 C 正确；半盘期是指有一半粒子暴变,故剩余的质量为ax .〕2= 0.5g ,应选项D 错误.3.现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像〞的检测技术,方法是将假设干毫升含放射性元素得的注射液注入被检测者的动脉,经过40分钟后,这些含放射性B. 8gC.2g物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中, 这时对被检测者的心脏进行造影. 心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出；心脏血管被堵塞的局部由于无放射性物质到达,将无射线射出.医生根据显像情况就可以判定被检测者心血管有无病变,并判断病变位置.你认为检测用的放射性元素得的半衰期应该最接近以下数据中的〔〕A. 10分钟B. 10小时C. 10个月D. 10年答案：B解析：如果半衰期太短,那么在放射期内,放射性物质的注射液尚未均匀地分布在血液中而无法完成检测工作, 再那么因放射强度较大而对人体造成伤害. 如果半衰期太长,放射性物质长期残留在人体内也会对人体造成伤害.比照四个选项中的时间,应以10小时为宜,故正确选项应为Bo4.〔河北承德一中2021〜2021学年高二下学期检测〕天然放射性元素$Th〔tt〕经过一系列a衰变和3衰变之后,变成塞Pb〔铅〕.以下论断中正确的选项是〔〕A.铅核比杜核少24个中子B.铅核比杜核少8个质子C.衰变过程中共有4次a衰变和8次3衰变D.衰变过程中共有6次a衰变和4次3衰变答案：BD解析：铅核核子数比杜核核子数少24个,而不是中子数少24个,A项错；铅核质子数为82,杜核质子数为90,故铅核比杜核少8个质子,B项对；灶核的衰变方程为x2He+ y 0e,23Th—> 103Pb+式中x、y分别为a和3的衰变次数由质量数守恒和电荷数守恒有4x+208=232,2x-y+ 82=90,解得x=6, y=4.即衰变过程中共有6次a衰变和4次3衰变,C项错而D项对.综上所述,此题正确选项为B Do二、非选择题5.完成衰变方程.S4 244f , 0 210c 210 A.,(1) 3 盘变：83Bi ------ >+-1e, 84PO ----------------------- > 85 At +,234Th —> 234Pa+,…… 234b. . 4 …238 …234b. . 66 八62 八 .(2) a 共变：90 Th 〉+ 2He, 92 U ,90Th+, 29CU ,27CO+234 234 234g未衰⑶ 其中90Th共变成9i Pa的半盘期为1.2min ,那么64g 90Th经过6min还有变.答案：(1)、(2)见解析(3)2244 244 0 210 210 0斛析：(1) 83 Bi > 84P0+ - 1e, 84 Po > 85 At + -16,*h 一>a+ Jeo234 230 4 238 234 4 ,(2) 90Th—> 88 Ra+ 2He, 92 U—> 90 Th+ 2He,26CU—> 22Co+ 4He.一一1 t(3)由半盘期公式得m=但(2)]1 6 一得m= 64 x ( 2) 1yg = 2g6.如下图,静止在匀强磁场中的一个％B粒子,俘获一个速度为v =7.3 X 104m/s的中子发生核反响,生成一个氨核与一个新核,假设测得氨核的速度为2X104m/s,方向与反响前中子运动方向相同.答复下面问题.X X x XBX X ,, X X«_*I …山曲u n j I*X x x XX X X X(1)写出核反响方程.(2)画出核反响后两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图.(3)求出氨核与新核轨道半径之比.、10 1 4 7 一一120答案：(1) 5B+ 0n—>2He+ 3LI (2)见解析(3)彳解析：(1)核反响方程如下：？B+ 0n—> 2He+ 3LI(2)由动量守恒知：rnv n= mv “ + mv14 4 _・•.1X7.3X10 =4X2X10 +7X V1V1= — 0.1 x 10 4m/s即生成的新核LI的运动方向同中子的运动方向相反,两粒子运动轨迹如下图.KiX X(3)由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力2 mv• . qvB= mv/ R, R=函••・氢核与Li核在磁场中运动的轨道半径之比4R_mv2 qi_ 4 2 10 120R―前7X0.1 XIO4X2—7T。
高中物理 4.2 放射性元素的衰变知能演练 粤教版选修35
第二节 放射性元素的衰变基础达标1．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的13，而当用1 cm 厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零．由此可知，该放射源所射出的( )A ．仅是α射线B ．仅是β射线C ．是α射线和β射线D ．是α射线和γ射线解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，题中用1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线，说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线． 答案：C2．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A ．α射线是由氦原子核衰变产生B ．β射线是由原子核外电子电离产生C ．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性解析：α射线是原子核同时放出两个质子和两个中子产生的，选项A错；β射线是原子核内中子转化为质子和电子而放出的，选项B错；γ射线是衰变后的原子核从高能级向低能级跃迁产生的，选项C错；放射性是原子核的固有属性，选项D正确．答案：D3．朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题就是朝鲜的核电站用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94Pu)，这种239 94Pu 可由铀239(239 92U)经过n次β衰变而产生，则n为( )A．2 B．239C．145 D．92解析：其衰变方程为239 92U→239 94Pu＋n0－1e，β衰变时质量数不变，由电荷数守恒可以判断出发生β衰变的次数为2次．答案：A4．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( )A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个氡原子核D．氡的半衰期为3.8天，4 g氡原子核，经过7.6天就只剩下1 g氡原子核解析：原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变掉总数的一半，而并非原子核质量减少一半，故A错．原子核的衰变快慢是由原子核内部因素决定的，与外界环境或化学状态无关，故B错．半衰期是一个统计规律，是对大量原子核而言的，对一个或几个原子核来说，半衰期是没有意义的，某一个或某几个具有放射性的原子核，经过多长时间发生衰变是偶然的，故C错．由半衰期公式可知D对．答案：D5．(双选)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B ．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C ．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D ．在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱解析：根据衰变规律，发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内电荷数减少2，质量数减少4，故选项A 错误；发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内电荷数增加1，中子数减少1，故选项B 正确；β衰变的实质在于原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，β射线不是原子的核外电子电离后形成的电子流，故选项C 错误；选项D 说法正确．答案：BD能力提升6．(2012·全国理综) U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18解析：质量数减少为：4m ＝235－207＝28，m ＝7.核电荷数减少为：2m －n ＝92－82＝10，n ＝4.答案：B7．钫23887Fr 的β衰变半衰期是21 min ，则原来16 g 钫经衰变后剩下1 g 所需要的时间是( )A ．315 minB ．336 minC ．84 minD ．5.25 min解析：半衰期T 12＝21 min ，根据衰变公式，经时间t 后剩下的质量数为即m ＝m 0＝116 m 0. 所以t T 12＝4，t ＝4T 12＝84 min. 答案：C8．原子核与氘核反应生成一个α粒子和一个质子，由此可知( )A ．A ＝2，Z ＝1B ．A ＝2，Z ＝2C ．A ＝3，Z ＝3D ．A ＝3，Z ＝2解析：由核反应过程中质量数和电荷数守恒可得：A ＋2＝4＋1，Z ＋1＝2＋1，两式联立解得A ＝3、Z ＝2，故选项D 对．答案：D9．(双选)天然放射性元素经过一系列α衰变和β衰变之后，变成，下列论断中正确的是( )A ．铅核比钍核少24个中子B ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变C ．铅核比钍核少8个质子D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变解析：铅核中子数208－82＝126，钍核中子数232－90＝142，故铅核比钍核少142－126＝16个中子，铅核比钍核少90－82＝8个质子，选项A 错，C 对．α衰变的次数为n ＝232－208＝6次，α衰变后减少的电荷数为12，而现在只减少了90－82＝8个，故β衰变4的次数为4次，选项B错，D对．答案：CD10.238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)206 82Pb与238 92U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的方程．解析：(1)设238 92U衰变为206 82Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数守恒和电荷数守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变．(2)因为原子核的电荷数等于质子数，因此质子数减少92－82＝10个．原子核的质量数为质子数与中子数的和．故中子数减少量为：(238－92)－(206－82)＝22个．(3)此核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.答案：(1)8 6 (2)10 22(3)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e核反应核反应是指入射粒子(或原子核)与原子核(称靶核)碰撞导致原子核状态发生变化或形成新核的过程．反应前后的能量、动量、角动量、质量、电荷都必须守恒．核反应是宇宙中早已普遍存在的极为重要的自然现象．现今存在的化学元素除氢以外都是通过天然核反应合成的，在恒星上发生的核反应是恒星辐射出巨大能量的源泉．在核反应中，用于轰击原子核的粒子称为入射粒子或轰击粒子，被轰击的原子核称为靶核，核反应发射的粒子称为出射粒子，反应生成的原子核称为剩余核或产物核．入射粒子a 轰击靶核A，发射出射粒子b并生成剩余核B的核反应可用以下方程式表示：A＋a→B＋b或简写为：A(a，b)B若a、b为同种粒子，则为散射，并根据剩余核处于基态还是激发态而分为弹性散射和非弹性散射，用A(a，a)A和A(a，a′)A*表示，给定的入射粒子和靶核能发生的核反应往往不止一种．每一种核反应称为一个反应道．反应道由入射道和出射道构成．入射粒子和靶核组成入射道，出射粒子和剩余核组成出射道．同一入射道可以有若干出射道，同一出射道也可以有若干入射道．发生某种核反应的几率用核反应截面来表征．只有满足质量数、电荷、能量、动量、角动量和宇称等守恒条件，核反应才能发生，相应的反应道称开道，反之为闭道．核反应过程总是伴随着能量的吸收或释放，前者称为吸能反应，反者称为放能反应．反应能常用Q表示，等于反应后与反应前体系动能之差，可标明在核反应方程式中，例如：3H＋2H→4He＋n＋Q Q＝17.6 MeV对于吸能反应，仅当入射粒子的动能高于阈能(Eth)时才能引起核反应．核反应按其本质来说是质的变化，但它和一般化学反应有所不同．化学反应只是原子或离子的重新排列组合，而原子核不变．因此，在化学反应里，一种原子不能变成另一种原子．核反应乃是原子核间质点的转移，致使一种原子转化为其他种原子，原子发生了质变．核反应的能量效应要比化学反应的大得多．核反应能常以兆电子伏计量，而化学反应能一般只有几个电子伏．例如：核反应不是通过一般化学方法所能实现的，而是用到很多近代物理学的实验技术和理论．首先要用人工方法产生高能量的核“炮弹”，如氦原子核、氢原子核、氘原子核等，利用这些“炮弹”猛烈撞击别的原子核，从而引起核反应．各种各样的加速器，都是为了人工产生带电的高能粒子用做核“炮弹”来进行核反应的．当1932年人们发现中子后，不但对原子核的结构有了正确的认识，而且发现中子是一种新型的核“炮弹”．由于中子不带电荷，它和原子核之间不存在电排斥力，因而用它来产生核反应时，比用带电的其他高能粒子效果好得多．一些工厂有核反应堆．核反应通常分为四类：衰变、粒子轰击、裂变和聚变．前者为自发发生的核转变，而后三种为人工核反应(即用人工方法进行的非自发核反应)．。
2021-2022学年高二物理教科版选修3-5教案：第三章 第2节 放射线 衰变 Word版含答案
二、放射性衰变教学目标1．了解自然放射现象（放射性、放射性元素）2．了解放射性元素的衰变，知道三种射线的性质和特点3．知道放射性元素衰变的统计规律，理解半衰期描述衰变速度重点难点重点：放射性元素的衰变规律难点：三种射线的性质和特点设计思想本节内容对同学来说是全新的，学问点多，有些问题的分析还要用到前面学过的电磁学学问，是本章的重点，也是难点。
但考虑到高考的要求低，所以在教学中仍侧重以讲授为主，让同学加强记忆。
教学资源多媒体课件教学设计【课堂引入】前面学习我们知道：电子的发觉揭示了原子是有结构的。
那么原子核是可以再分的是从自然放射现象发觉开头的。
【课堂学习】●法国物理学家贝克日耳争辩铀及铀的矿物发觉了“自然放射现象”●居里夫妇对自然放射现象的争辩发觉了新元素“镭、钋”（一）自然放射现象1．自然放射现象：物质具有放出某种看不到射线的性质是现象2．放射性：物质具有放出某种看不到射线的性质叫做放射性。
3．放射性元素：具有放射性元素，叫做放射性元素（原子序数大于或等于83的元素都具有放射性）问题1：放射性元素放出的射线是什么呢？你能否想法确定它们的电性？（提示同学：在电磁场中我们学过“电偏转和磁偏转”，如粒子的电性同，则偏听偏转的方向不同）在左图中：甲带负电，丙带正电，乙不带电在右图中：甲带负电，丙带正电，乙不带电（二）衰变1．三种放射线的本质种类组成速度电离力量穿透本事在磁场（向内）偏转α射线氦核流（42He）约c/10 强弱（一张白纸）左偏β射线电子流（0-1e）约为c 较弱较强（穿过几mm的铝板）右偏γ射线光子流（γ） c 最弱最强（穿过几cm的铅板）不偏问题2：在右图中，为什么ob大于oa？你能用学过的学问证明吗？2．原子核的衰变（1）衰变：放射性元素是不稳定的，它们会自发蜕变为另一种元素，变成新的原子核，同时放射出射线，这种现象叫做衰变。
（2）衰变的种类：α衰变、β衰变、γ衰变。
（3）衰变规律：原子核衰变时质量数和核电荷数都守恒。
教科版高中物理选修3-5：《放射性 衰变》学案-新版
3.2《放射性衰变》学案学习目标（1）了解天然放射现象及其规律；（2）知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们；（3）知道放射现象的实质是原子核的衰变；（4）知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律；（5）理解半衰期的概念。
学习重点：天然放射现象及其规律，原子核的衰变规律及半衰期。
学习难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们及半衰期描述的对象。
预习巩固：1.如图3-2-5所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是（）图3-2-5A.α和β的混合放射源B.纯α放射源C.α和γ的混合放射源D.纯γ放射源解析此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力.在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子.在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线.因此，放射源可能是α和γ的混合放射源.答案 C2.如图3-2-6所示，放射源放在铅块中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外.已知放射源通过细孔放出的射线有α、β、γ三种，下列判断正确的是（）图3-2-6A.甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线B.甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线C.甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线D.甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线解析由于γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，C、D错误；由左手定则可知甲带负电，丙带正电，由此可知，甲为β射线，丙为α射线，故B正确、A错误.答案 B原子核的衰变规律3.238 92U经3次α衰变和2次β衰变，最后得到的原子核中的质子数为（）A.92B.88C.138D.226解析质子数＝92－3×2＋2×1＝88.答案 B4.238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)206 82Pb与238 92U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的方程.解析(1)设238U衰变为206 82Pb经过x次α衰变和y次β衰变.由质量数守恒和电荷 92数守恒可得238＝206＋4x ①92＝82＋2x －y ②联立①②解得x ＝8，y ＝6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变.(2)因为原子核的电荷数等于质子数，因此质子数减少92－82＝10个. 原子核的质量数为质子数与中子数的和.故中子数减少量为(238－92)－(206－82)＝22个.(3)此核反应方程为238 92U→206 82Pb ＋842He ＋60－1e. 答案 (1)8 6 (2)10 22 (3)238 92U→206 82Pb ＋842He ＋6 0－1e半衰期的理解及计算5.某放射性元素经过11.4天有78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天解析 根据半衰期的定义，剩余原子个数N ＝N 总×⎝ ⎛⎭⎪⎫12，t 是经历的天数，T 是半衰期，故11.4＝3T ，T ＝3.8天，D 项正确.答案 D6.钋210经α衰变成为稳定的铅，其半衰期为138天，质量为64g 的钋210经过276天后，还剩多少克钋？生成了多少克铅？写出核反应方程.解析 核反应方程为：210 84Po→206 82Pb ＋42He ，276天为钋的2个半衰期，还剩14的钋没有衰变，故剩余钋的质量为：m Po ＝14×64 g ＝16g ，另外34的钋衰变成了铅，即发生衰变的钋的质量为34×64g ＝48g则生成铅的质量为：m Pb ＝206210×48g ＝47.09g 故铅的质量为47.09g.答案 16g 47.09g 210 84Po→206 82Pb ＋42He。
2020-2021学年教科版选修3-5 第三章 2. 放射性 衰变 教案
一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线
二．半衰期
1.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。
2.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量。
3.决定因素:由核内部自身因素决定，与外部条件无关。
复习提问找几名学生回答
引入新课:点石成金的传说
展示学习目标学生朗读
教师巡回指导
学生回答问题，并说明自己见解
教师进行点评总结并说明
学生阅读课本71页内容，完成导学案自主学习
教师巡回指导
学生展示自主学习成果
教师点评并鼓励
【课堂例题】
学生自主完成例3
【课堂小结】
【布置作业】
板书设计
一.衰变
1 .规律：衰变前后电荷数和质量数守恒
2.方程：α衰变：
β衰变：
3.本质：α衰变
β衰变
原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒
α衰变：
β衰变：
说明：
1）中间用单箭头，不用等号；
2）是质量数守恒，不是质量守恒;
3）性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的
4.本质：
α衰变：原子核内少两个质子和两个中子
β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子
年班
星期第2节
课题
放射性衰变
教学目标
知识目标
1、知道什么是原子核衰变。
2、能记住两种衰变的规律，并能熟练写出衰变方程。
3、知道半衰期的统计意义。
能力目标
能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式。
情感目标
不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。
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三种射线的本质特征
1．如图3-2-5所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是
()．
图3-2-5
A．α和β的混合放射源
B．纯α放射源
C．α和γ的混合放射源
D．纯γ放射源
解析此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力．在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子．在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线．因此，放射源可能是α和γ的混合放射源．
答案 C
2．如图3-2-6所示，放射源放在铅块中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源通过细孔放出的射线有α、β、γ三种，下列判断正
确的是
()．
图3-2-6
A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线
B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线
C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线
D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线
解析由于γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，C、D错误；由左手定则可知甲带负电，丙带正电，由此可知，甲为β射线，丙为α射线，故B 正确、A错误．
答案 B
原子核的衰变规律
3. 238 92U经3次α衰变和2次β衰变，最后得到的原子核中的质子数为
()．A．92 B．88 C．138 D．226
解析质子数＝92－3×2＋2×1＝88.
答案 B
4. 238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：
(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？
(2)206 82Pb与238 92U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的方程．。