高中物理放射性元素的衰变知识点总结与经典题型及典型例题及答案解析
最新人教版高中物理选修3-5：19.2 放射性元素的衰变 知识点总结及课时练习
2 放射性元素的衰变记一记放射性元素的衰变知识体系1个概念——半衰期2种衰变——α衰变，β衰变辨一辨1.原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变．(×)2．发生β衰变是原子核中的电子发射到核外．(×)3．γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的．(√)4．半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间，经过两个半衰期原子核就全部发生衰变．(×)5．根据半衰期的计算，我们可以知道一个特定的原子核何时发生衰变．(×)6．半衰期与原子所处的化学状态和外部条件都无关．(√)想一想1.半衰期与哪些因素有关？适用条件是什么？半衰期公式是什么？提示：半衰期只与物质的种类有关，与物质的物理性质、化学性质无关．适用条件为统计规律下的大量原子核，不适用于单个原子核．半衰期公式为N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ. 2．当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？为什么？当发生β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？提示：当原子核发生α衰变时，原子核的质子数减小2，中子数减小2，因为α衰变的实质是2个质子和2个中子结合在一起从原子核中被抛射出来．β粒子为0－1e，发生β衰变时核电荷数增加1，所以原子序数增加1.思考感悟：练一练1.某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是()A．中子数减少8 B．质子数减少2C．质子数增加2 D．核子数减少10解析：发生2次α衰变质量数减少8，电荷数减少4，发生6次β衰变质量数不变，电荷数增加6，最终质量数减少8，电荷数增加2，所以核子数减少8，质子数增加2，中子数减少10.选项C 正确．答案：C2．[2019·山东济南一模]下列观点正确的是()A．α射线、β射线、γ射线都是高速带电粒子流B．原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量守恒C．大量原子核发生衰变时一定同时放出α射线、β射线、γ射线D．原子核发生衰变时产生的α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的解析：α射线、β射线都是高速带电粒子流，γ射线不带电，是光子流，A错误；原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，但质量不守恒，B错误；α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核从原子核中辐射出来，β衰变的实质是原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，γ射线伴随α衰变或β衰变的产生而产生，所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的，大量原子核发生衰变时不一定同时放出α射线、β射线、γ射线，C错误，D正确．答案：D3．(多选)对天然放射现象，下列说法中正确的是()A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C ．γ射线是光子流，所以γ射线有可能是原子发光产生的D ．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的 解析：α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合在一起形成一个氦核发射出来的，β衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ射线伴随α衰变和β衰变的产生而产生．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的，答案：AD4．天然放射性铀(238 92U)发生衰变后产生钍(234 90Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程．(2)若衰变前铀(238 92U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核速度为v 2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．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 ，钍核质量为234m ，由动量守恒定律得238m v ＝234m v 2＋4m v ′，得v ′＝1214v .答案：(1)238 92U →234 90Th ＋42He (2)1214v要点一 原子核的衰变规律与衰变方程1.[2019·广东茂名一模]放射性元素钋(210 84Po)发生衰变时，会产生42He 和一种未知粒子，并放出γ射线，其衰变方程为210 84Po → y 82X ＋42He.下列说法正确的是( )A.42He 组成的α射线的穿透能力比γ射线强B ．y ＝ 214C ．X 核的中子数为124D ．这种衰变是β衰变解析：42He 组成的α射线的穿透能力比γ射线弱，A 错误；根据衰变过程质量数守恒，得y ＝210－4＝206，B 错误；X 核的中子数为206－82＝124，C 正确；因为衰变过程中放出的是α粒子，所以该衰变是α衰变，D 错误．答案：C2．14C 的半衰期为5 730年，具有放射性．若考古工作者探测某古树中14C 的含量为原来的14，则该古树死亡时间距今大约为( )A ．22 920年B ．11 460年C ．5 730年D ．2 865年解析：由m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ＝14，得t ＝2T ＝11 460年． 答案：B3．[2019·广东佛山期中](多选)目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是( )A ．氡的半衰期为3.8天，若有4 kg 氡原子核，经过7.6天后就只剩下1 kg 氡原子核B ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下1个氡原子核C ．放射性元素发生β衰变时释放的电子是原子核外电子电离产生的高速电子D ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性解析：若有4 kg 氡原子核，经过7.6天即经过2个半衰期后，就只剩下4 kg ×⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝1 kg 氡原子核，A 正确；半衰期是统计规律，对少数原子核不适用，B 错误；β衰变实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子从原子核中释放出来，C 错误；放射性由原子核本身决定，与所处的化学状态无关，D 正确．答案：AD4．某放射性元素的原子核内有N 个核子，其中有n 个质子，该原子核发生2次α衰变和1次β衰变，变成1个新核，则( )A ．衰变前原子核有(N －n )个中子B ．衰变后新核有(n －4)个质子C ．衰变后新核的核子数为(N －3)D ．衰变后新核的中子数为(N －n －3)解析：核子数等于质子数加中子数，所以衰变前原子核有中子数(N －n )个，A 正确；衰变后新核有n －(2×2－1)＝(n －3)个质子，B 错误；衰变后新核的核子数为N －2×4＝N －8，C 错误；衰变后新核的中子数为(N －n －5)，D 错误．答案：A5．钍232(232 90Th)经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208(208 82Pb)．解析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：α衰变次数＝232－2084＝6. 每经过1次α衰变，原子核电荷数减少2，那么钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：β衰变次数＝(90－2×6)－82 －1＝4. 答案：6 4要点二 半衰期6.[2019·四川攀枝花模拟]A 、B 两种放射性元素，A 的半衰期为10天，B 的半衰期为30天，经60天后两种放射性元素剩余的质量相等，那么它们原来的质量之比为( )A ．1:3B ．3:1C ．1:16D ．16:1解析：分析可知A 经过6次衰变，B 经过2次衰变，因此有m A ⎝ ⎛⎭⎪⎫126＝m B ⎝ ⎛⎭⎪⎫122，解得它们原来的质量之比为m A m B ＝161，D 正确．答案：D7．放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素222 86Rn 的矿石，其原因是( )A ．目前地壳中的222 86Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变B ．在地球形成的初期，地壳中元素222 86Rn 的含量足够高C ．当衰变产物218 84Po 积累到一定量以后，218 84Po 的增加会减慢222 86Rn 的衰变过程D.222 86Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期解析：由于222 86Rn 的半衰期为3.8天，较短，故经过漫长的地质年代后，地壳中原有的222 86Rn 早已衰变完了，目前地壳中的222 86Rn主要来自其他放射性元素的衰变，选项A正确，B错误；放射性元素的半衰期由原子核本身的因素决定，与外界环境等因素无关，选项C、D错误．答案：A8．[2019·河南联考]一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的是()A．经过2个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀B．经过2个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有m4发生了衰变C．经过3个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m 8D．经过1个半衰期后该矿石的质量剩下M 2解析：经过2个半衰期后矿石中剩余的铀应该有m4，故选项A、B错误；经过3个半衰期后矿石中剩余的铀还有m8，故选项C正确；因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中，所以矿石质量没有太大的改变，选项D错误．答案：C基础达标1.[2019·大庆检测]放射性元素在衰变过程中，有些放出α射线，有些放出β射线，有些在放出α射线或β射线的同时，还以γ射线的形式释放能量．例如234 90Th核的衰变过程可表示为234 90Th→234 91 Pa＋0－1e＋γ，这个衰变()A．是β衰变，产生的234 91Pa核从高能级向低能级跃迁B．是β衰变，产生的234 91Pa核从低能级向高能级跃迁C．是α衰变，产生的234 91Pa核从高能级向低能级跃迁D．是α衰变，产生的234 91Pa核从低能级向高能级跃迁解析：由核反应方程可知，该核反应生成0－1e，并且释放能量，正确选项为A.答案：A2．[上海高考题]232 90Th 经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb ，则208 82Pb 比232 90Th 少( )A ．16个中子，8个质子B ．8个中子，16个质子C ．24个中子，8个质子D ．8个中子，24个质子解析：比较两种原子核的核电荷数可知，208 82Pb 比232 90Th 少8个质子，B 、D 项错误；208 82Pb 的质量数比232 90Th 的质量数少24，其中质子少8个，则中子少16个，A 项正确，C 项错误．答案：A3．如图所示，图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )A ．a 、b 为β粒子的径迹B ．a 、b 为γ粒子的径迹C ．c 、d 为α粒子的径迹D ．c 、d 为β粒子的径迹解析：由左手定则可知，a 、b 为带正电的粒子的径迹，c 、d 为带负电的粒子的径迹，又α粒子带正电，β粒子带负电，γ粒子不带电，所以D 项正确．答案：D4．已知A 和B 两种放射性元素的半衰期分别为T 和2T ，则相同质量的A 和B 经过2T 后，剩余的A 和B 质量之比为( )A ．1:4B ．1:2C ．2:1D ．4:1解析：由半衰期含义可知，A 经过两个半衰期剩余的质量为原来的14，B 经过一个半衰期，剩余的质量为原来的12，所以剩余的A 、B 质量之比为1:2，B 项正确．答案：B5．[2019·河北唐山期末]关于碳14的衰变方程14 6C →A Z X ＋0－1e ，下面说法正确的是( )A ．A 等于13，Z 等于5B ．A 等于14，Z 等于7C ．A 等于14，Z 等于5D ．A 等于13，Z 等于6解析：由电荷数守恒得6＝Z －1，解得Z ＝7，由质量数守恒得14＝A ＋0，解得A ＝14.选项B 正确．答案：B6．放射性元素发生衰变时放出的γ光子，是由( )A ．核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道时放出的B ．核外电子从内层轨道跃迁到外层轨道时放出的C ．核外电子受激发后产生的D ．它是处于激发状态的原子核放射出来的解析：γ光子是原子核衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时辐射出的．故D 正确．答案：D7．[2019·石家庄辛集一中月考]将半衰期为5天的64 g 铋均分成四份，其中三份分别投入开口容器中、100 atm 的密封容器中、100 ℃的沸水中，第四份则与别的元素形成化合物，经10天后，四种情况剩下的铋的质量分别为m 1、m 2、m 3、m 4，则( )A ．m 1＝m 2＝m 3＝m 4＝4 gB ．m 1＝m 2＝m 3＝4 g ，m 4<4 gC ．m 1>m 2>m 3>m 4，m 1＝4 gD ．m 1＝4 g ，其余无法知道解析：半衰期是由放射性元素原子核内部本身的因素决定的，与原子核所处的物理、化学状态无关，所以m 1＝m 2＝m 3＝m 4.经过10天即2个半衰期，则剩余的铋的质量为m 0·⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝14m 0＝14×644 g ＝4 g ，A 正确．答案：A8．[2019·宿迁检测](多选)某原子核的衰变过程A ――→βB ――→αC ，下列说法正确的是( ) A ．核C 比核A 的质子数少1B ．核C 比核A 的质量数少5C ．原子核为A 的中性原子的电子数比原子核为B 的中性原子的电子数多2D ．核C 比核B 的中子数少2解析：由衰变方程可写出关系式x y A ――→β x y ＋1B ――→αx －4y －1C 可得A 、D 项正确．答案：AD能力达标9.[2019·贵阳联考](多选)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．答案：AD10．[2019·湖南衡阳模拟](多选)原子核的衰变过程遵守一系列的守恒定律，在匀强磁场中有一个原来速度几乎为0的放射性原子核W衰变为两个粒子P和S，衰变后粒子P和S的运动速度和磁场垂直．粒子P和S分别做匀速圆周运动．已知粒子P和S做圆周运动的半径和周期之比分别为R P:R S＝45:1，T P:T S＝90:117，则()A．放射性原子核W的质量数为238B．P和S两核的质量数之比为117:2C．P和S两核的电荷数之比为45:1D．P和S两核的动能之比为117：2解析：根据动量守恒定律可知，衰变瞬间P和S两核的动量大小相等，方向相反，由带电粒子在磁场中运动的半径表达式R＝m vBq，可知q Pq S＝R SR P＝145，C错误．带电粒子在磁场中运动的周期的表达式为T＝2πmBq，故m Pm S＝q P T Pq S T S＝145×90117＝2117，由于电子的质量与质子、中子相比是很小的，所以该衰变不可能是β衰变，该衰变应为α衰变，由于α粒子的电荷数为2，所以衰变后的P的电荷数为90；α粒子的质量数为4，则衰变后的新核具有234个核子，原子核W的质量数为238，A正确，B错误．衰变瞬间P和S两核的动量大小相等，它们的动能E k＝p22m，可知P与S的动能大小与它们的质量成反比，所以P和S两核的动能之比为1172，D正确．答案：AD11．(多选)下列说法正确的是()A．放射性元素的半衰期随温度的升高而减小B．放射性元素放射出的α射线、β射线和γ射线，电离能力最强的是α射线C.232 92Th衰变成208 82Pb要经过6次α衰变和4次β衰变D．原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程E．光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：半衰期与温度无关，故选项A错误；三种射线中电离能力最强的是α射线，故选项B正确；据232 90Th→208 82Pb＋642He＋40－1 e可知选项C正确；原子从较高激发态向较低激发态跃迁，向外辐射能量，故选项D错误；当照射光频率大于金属极限频率时，增加照射光频率，光电子最大初动能变大，故选项E正确．答案：BCE12．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(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1：r2＝1：44，求：(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？解析：(1)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．(2)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，衰变后的速度分别是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.答案：(1)见解析(2)9013．一静止的238 92U核经α衰变成为234 90Th核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后234 90Th核的动能为多少MeV？(保留1位有效数字)解析：据题意知，此α衰变的衰变方程为：238 92U―→234 90Th＋42He，根据动量守恒定律得mαvα＝m Th v Th①式中，mα和m Th分别为α粒子和Th核的质量，vα和v Th分别为α粒子和Th核的速度，由题设条件知：12mαv2α＋12m Th v2Th＝E k②mαm Th＝4234③式中E k＝4.27 MeV是α粒子与Th核的总动能．由①②③式得12m Th v 2Th＝mαmα＋m ThE k④代入数据得，衰变后234 90Th核的动能12m Th v2Th＝0.07 MeV答案：0.07 MeV。
高中物理放射性元素的衰变课后习题答案及解析
高中物理放射性元素的衰变课后习题答案及解析练习与应用1．β射线是高速电子流。
原子核中没有电子，为什么有些放射性元素的原子核会放出β粒子？写出下列各放射性元素的β衰变方程。
（1）24483Bi （铋核）。
（2）21084Po （钋核）。
解析：解：β衰变的实质是原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子。
其转化方程为n 01→P 11+-e −10写出下列各放射性元素的β衰变方程：(1)Bi 83244→P 84244o+e −10 (2)P 84210o →At 85210+e −102．写出23490Th （钍核）与6629Cu （铜核）两种放射性元素的α衰变方程。
23892U （铀核）衰变为22286Rn （氡核）要经过几次α衰变，几次β衰变？解析：4次α衰变，2次β衰变设α衰变为x 次，β衰变为y 次．核反应方程为U 92238→Rn 86222+x He 24+y e −10根据质量数和电荷数守恒，有4x=16，2x −y=6，解得x=4，y=2．3．已知钍234的半衰期是24 d ，1 g 钍234经过120 d 后还剩多少？若已知铋210的半衰期是5 d ，经过多少天后，20 g 铋210还剩1.25 g ？解析： 设钍234衰变前的质量为M ，半衰期为τ，衰变时间t 后剩余的质量为m,则有m=M(12)t τ代入数据解得：m=132g ；同样应用上面公式，代入数据解得：t ＇=20d ，即经过20天后，20g 铋210还剩1.25g 。
4．原子核的人工转变与放射性元素的衰变有什么区别？解析：原子核的人工转变是在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，而放射性元素的衰变是原子核没有其他粒子的轰击而自发放出射线的过程．5．写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）2311Na （钠核）俘获1个α粒子后放出1个质子。
Na 1123+He 24→H 11+Mg 1226（2）2713Al （铝核）俘获1个α粒子后放出1个中子。
放射性衰变规律知识点总结
放射性衰变规律知识点总结放射性衰变是指原子核自发地放出射线，转变为另一种原子核的过程。
这一现象在物理学、地质学、医学等众多领域都有着重要的应用和意义。
下面我们来详细总结一下放射性衰变规律的相关知识点。
一、放射性衰变的类型1、α衰变α衰变是指原子核放出一个α粒子（即氦核，由两个质子和两个中子组成），从而转变为另一种原子核的过程。
α粒子具有较大的能量和电荷，穿透能力较弱。
例如，铀-238 经过α衰变会变成钍-234。
2、β衰变β衰变分为β⁻衰变和β⁺衰变。
β⁻衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子和一个反中微子；β⁺衰变则是一个质子转变为一个中子，放出一个正电子和一个中微子。
β粒子（电子或正电子）的穿透能力比α粒子强。
3、γ衰变γ衰变通常是在α衰变或β衰变之后发生，原子核从激发态跃迁到较低能态时放出γ射线（即高能光子）。
γ射线的穿透能力很强。
二、放射性衰变的规律1、衰变常数（λ）衰变常数是表示某种放射性核素衰变快慢的物理量，它是单位时间内一个原子核发生衰变的概率。
不同的放射性核素具有不同的衰变常数。
2、半衰期（T₁/₂）半衰期是指放射性原子核数目衰变到原来一半所需要的时间。
半衰期与衰变常数的关系为：T₁/₂＝ 0693 ／λ 。
半衰期是放射性衰变的一个重要特征参数，它不随外界条件的变化而改变。
3、平均寿命（τ）平均寿命是指放射性原子核平均存在的时间，它与半衰期和衰变常数的关系为：τ ＝ 1 ／λ 。
三、放射性衰变的数学表达式假设初始时刻（t ＝ 0）放射性原子核的数目为 N₀，经过时间 t 后，剩余的原子核数目为N，则它们之间的关系可以用以下指数函数表示：N ＝ N₀ e^（λt)这一表达式反映了放射性原子核随时间的衰变情况。
四、放射性衰变的应用1、地质年代测定通过测量岩石中放射性元素的衰变产物与剩余放射性元素的比例，可以确定岩石的形成年代，从而了解地球的演化历史。
2、医学诊断和治疗放射性同位素在医学诊断中，如 PET（正电子发射断层扫描）和SPECT（单光子发射计算机断层扫描），可以帮助医生了解人体内部器官的功能和代谢情况。
5.2放射性元素的衰变-高二物理(人教版2019选择性必修第三册)
5.2 放射性元素的衰变一：知识精讲归纳考点一、原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化． 2．衰变类型 (1)α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，238 92U 的α衰变方程：23892U →234 90Th ＋42He.(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β 衰变时，质量数不变，电荷数加1，234 90Th 的β衰变方程：234 90Th →234 91Pa ＋ 0－1e.3．衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒．技巧归纳：原子核衰变的理解1．定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间． 2．特点(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大．(2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变．技巧归纳：对半衰期规律的理解1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程．2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程147N＋42He→178O＋11H.3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．技巧归纳：核反应方程考点四、放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有放射性的同位素． 2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度． (2)放射治疗． (3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置． 三、辐射与安全1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有破坏作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．二：考点题型归纳题型一：衰变规律的理解1．（2023春·宁夏中卫·高二中卫中学校考阶段练习）关于α粒子和β粒子，一面说法正确的是（ ）A ．α粒子是氦核，它是由2个质子和2个中子结合在一起从核中发射出来的。
第3章 2.放射性 衰变 能级 知识点讲解汇总附练习 高中物理选修3-5 Word版含答案
2.放射性 衰变[先填空]1．天然放射现象的发现(1)天然放射现象：物质能自发地放出射线的现象． (2)放射性：物质放出射线的性质，叫做放射性． (3)放射性元素：具有放射性的元素，叫做放射性元素．(4)天然放射现象的发现：1896年，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射现象． 2．三种射线图321如图321所示，让放射线通过强磁场，在磁场的作用下，放射线能分成3束，这表明有3种射线，且它们电性不同．带正电的射线向左偏转，为α射线；带负电的射线向右偏转，为β射线；不发生偏转的射线不带电，为γ射线．3．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：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α衰变，放出β粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的．(3)衰变规律①α衰变：A Z X→42He＋A－4Z－2Y.②β衰变：A Z X→0－1e＋A Z＋1Y.在衰变过程中，电荷数和质量数都守恒．[再判断]1．放射性元素的放射性都是自发的现象．(√)2．α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速．(×)3．原子核发生α衰变时，核的质子数减少2，而质量数减少4.(√)4．原子核发生β衰变时，原子核的质量不变．(×)5．原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒．(√)[后思考]如图322是放射性物质放出的射线垂直经过磁场的情形，射线为什么会分成三束？图322【提示】三种射线的带电情况各不相同，它们在磁场中所受洛伦兹力情况不同，故可分成三束．1．α、β、γ射线性质、特征比较(1)在匀强磁场中，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323所示．图323(2)在匀强电场中，α射线偏离较小，β射线偏离较大，γ射线不偏离，如图所示． 3．衰变 (1)衰变方程①α衰变：A Z X ―→A －4Z －2Y ＋42He ②β衰变：A Z X ―→ A Z ＋1Y ＋0－1e (2)α衰变和β衰变的实质 ①α衰变：210n ＋211H ―→42He ②β衰变：10n ―→11H ＋0－1e (3)衰变次数的计算方法设放射性元素AZ X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则衰变方程为A ZX ―→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m .以上两式联立解得n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z .1．(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是 ( ) A ．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线 B ．某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核 C ．三种射线中γ射线的穿透能力最强D ．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子【解析】 由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A 正确；γ射线是一种波长很短的光子，不会使原核变成新核，三种射线中γ射线的穿透能力最强，故C 正确，B 错误；β粒子是电子，来源于原子核，故D 正确．【答案】 ACD2．如图324所示，放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中________是α射线，________是β射线，________是γ射线.【导学号：22482037】图324【解析】由放射现象中α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线，③④是α射线．【答案】③④、①⑥、②⑤3．一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后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沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图325所示，则图中的射线a为________射线，射线b 为________射线．图325【解析】在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强，β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γ射线，b 射线应为β射线．【答案】γβ4．(多选)原子核23892U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.下列选项正确的是( )A．①是α衰变B．②是β衰变C．③是β衰变D．③是γ衰变【解析】23892U①→234 90Th，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变. 234 90Th②→234 91Pa，质子数加1，质量数不变，说明②为β衰变，中子转化成质子. 234 91Pa③→234 92U，质子数加1，质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子．【答案】ABC5．原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线．这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线．下列说法中正确的是( )A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D．原子核放出γ射线时，原子序数不变【解析】发生一次α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β衰变，核电荷数、原子序数增加1，γ射线是光子．【答案】 D6.238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：【导学号：22482038】(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＋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)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(3)衰变方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋6 0－1e【答案】(1)8次α衰变和6次β衰变(2)10 22(3)238 92U→206 82Pb＋842He＋6 0－1e1．三种射线的比较方法(1)知道三种射线带电的性质，α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种．(2)在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线．(3)α射线穿透能力较弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强．2．衰变次数的判断方法(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒．(2)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2.(3)每发生一次β衰变中子数减少1，质子数增加1.[先填空] 1．定义放射性元素的原子核有半数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核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．不同的放射性元素，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． [再判断]1．半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢．(√)2．半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律．(√) 3．对放射性元素加热时，其半衰期缩短．(×) [后思考]放射性元素衰变有一定的速率．镭226衰变为氡222的半衰期为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．经过第二个1 620年后镭226还剩2.5 g.1．对半衰期的理解：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⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ式中N 原、m 0表示衰变前的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ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．7．(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 的比例持续减少．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 ．12C 、13C 、14C 具有相同的质子数 D. 14C 衰变为14N 的过程中放出β射线【解析】 古木样品中14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年，选项A 正确．同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B 错误，C 正确.14C 的衰变方程为146C→147N ＋ 0－1e ，所以此衰变过程放出β射线，选项D 正确．【答案】 ACD8．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B 为________．【解析】 元素A 的半衰期为4天，经过20天后剩余原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫125，元素B 的半衰期为5天，经过20天后剩余原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫124，剩下的质量之比m A ∶m B ＝1∶2. 【答案】 1∶29．碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰变期为8天． (1)碘131核的衰变方程：131 53I→________(衰变后的元素用X 表示)． (2)经过________天75%的碘131核发生了衰变． 【解析】 (1)13153I→13154X ＋ 0－1e(2)75%的碘发生了衰变，即25%的未衰变．即m m 0＝25%＝14＝⎝ ⎛⎭⎪⎫122共经历了两个半衰期即16天． 【答案】 (1)13153I→13154X ＋ 0－1e (2)16有关半衰期的两点提醒(1)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而不是样本质量减少一半的时间．(2)经过n 个半衰期，剩余核N 剩＝12n N 总．3.光的波粒二象性[先填空]1．光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生偏转，这种现象叫光的散射．蔚蓝的天空、殷红的晚霞是大气层对阳光散射形成的，夜晚探照灯或激光的光柱，是空气中微粒对光散射形成的．2．康普顿效应康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除原波长外，还发现了波长随散射角的增大而增大的谱线．X射线经物质散射后波长变长的现象，称为康普顿效应．3．康普顿的理论当光子与电子相互作用时，既遵守能量守恒定律，又遵守动量守恒定律．在碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子能量减少，波长变长．4．康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面，为光子说提供了又一例证．[再判断]1．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量．(√)2．康普顿效应进一步说明光具有粒子性．(√)3．光子发生散射时，其动量大小发生变化，但光子的频率不发生变化．(×)4．光子发生散射后，其波长变大．(√)[后思考]1．太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中尽管太阳光耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的．为什么？【提示】地球上存在着大气，太阳光经大气中的微粒散射后传向各个方向；而在太空中的真空环境下，光不再散射，只向前传播．2．光电效应与康普顿效应研究问题的角度有何不同？【提示】光电效应应用于电子吸收光子的问题，而康普顿效应应用于讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题．1．对康普顿效应的理解(1)实验现象X射线管发出波长为λ0的X射线，通过小孔投射到散射物石墨上．X射线在石墨上被散射，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关．(2)康普顿效应与经典物理理论的矛盾按照经典物理理论，入射光引起物质内部带电粒子的受迫振动，振动着的带电粒子从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光．散射光的频率应该等于粒子受迫振动的频率(即入射光的频率)．因此散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应该出现波长变长的散射光．另外，经典物理理论无法解释波长改变与散射角的关系．(3)光子说对康普顿效应的解释假定X射线光子与电子发生弹性碰撞．①光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长．②因为碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，所以波长的改变与散射角有关．2．康普顿的散射理论进一步证实了爱因斯坦的光量子理论，也有力证明了光具有波粒二象性．1．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是 ( )A．康普顿效应说明光子具动量B．康普顿效应现象说明光具有波动性C．康普顿效应现象说明光具有粒子性D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加【解析】康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C项正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D项错误．【答案】AC2．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图431给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子可能沿__________方向运动，并且波长________(选填“不变”“变短”或“变长”)．图431【解析】因光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由ε＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长．【答案】 1 变长动量守恒定律不但适用于宏观物体，也适用于微观粒子间的作用；康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性.[先填空]1．光的波粒二象性(1)光既具有波动性又具有粒子性，既光具有波粒二象性．光的波动性是指光的运动形态具有各种波动的共同特征，如干涉、衍射和色散等都有波动的表现．光的粒子性是指光与其他物质相互作用时所交换的能量和动量具有不连续性，如光电效应、康普顿效应等．(2)光子的能量和动量①能量：ε＝hν.②动量：p＝hλ.(3)意义能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝h ν和p ＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．2．光是一种概率波光波在某处的强度代表着光子在该处出现概率的大小，所以光是一种概率波． [再判断]1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．(√) 2．光子数量越大，其粒子性越明显．(×)3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．(√) 4．光子通过狭缝后落在屏上明纹处的概率大些．(√) [后思考]1．由公式E ＝h ν和λ＝hp，能看出波动性和粒子性的联系吗？【提示】 从光子的能量和动量的表达式可以看出，是h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁．2．在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，曝光时间短时，可看到胶片上出现一些无规则分布的点；曝光时间足够长时，有大量光子通过狭缝，底片上出现一些平行条纹，中央条纹最亮最宽．请思考下列问题：(1)曝光时间短时，说明什么问题？【提示】 少量光子表现出光的粒子性，但其运动规律与宏观粒子不同，其位置是不确定的．(2)曝光时间足够长时，说明什么问题？【提示】 大量光子表现出光的波动性，光波强的地方是光子到达的机会多的地方． (3)暗条纹处一定没有光子到达吗？【提示】 暗条纹处也有光子到达，只是光子到达的几率特别小，很难呈现出亮度．1．对光的认识的几种学说在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言，不能肯定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，说明光子落在各处的可能性即概率是不相同的．光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小．这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定，因此说光是一种概率波．3．关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是( )【导学号：22482062】A ．光的频率越高，衍射现象越容易看到B ．光的频率越高，粒子性越显著C ．大量光子产生的效果往往显示粒子性D ．光的波粒二象性否定了光的电磁说【解析】 光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的电磁说，只是说某些情况下粒子性明显，某些情况下波动性明显，故D 错误．光的频率越高，波长越短，粒子性越明显，波动性越不明显，越不易看到其衍射现象，故B 正确、A 错误．大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，故C 错误．【答案】 B4．(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在亮纹处D．可能落在暗纹处【解析】根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故只有C、D正确．【答案】CD对光的波粒二象性的两点提醒1．光的干涉和衍射及偏振说明光具有波动性，而光电效应和康普顿效应是光具有粒子性的例证．2．波动性和粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同．当光与其他物质发生作用时，表现出粒子的性质；少量或个别光子易显示出光的粒子性；频率高波长短的光，粒子性显著．大量光子在传播时表现为波动性；频率低波长长的光，波动性显著．对光子落点的理解1．光具有波动性，光的波动性是统计规律的结果，对某个光子我们无法判断它落到哪个位置，我们只能判断大量光子的落点区域．2．在暗条纹处，也有光子达到，只是光子数很少．3．对于通过单缝的大量光子而言，绝大多数光子落在中央亮纹处，只有少数光子落在其他亮纹处及暗纹处．。
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)
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。
人教版高中物理选修3-5 19.2放射性元素的衰变-半衰期问题常见的几种题型(含解析)
人教版高中物理选修3-5解半衰期问题常见的几种题型1.考查放射性元素半衰期的有关特性的题型例1.关于半衰期，以下说法正确的是 （ ）A ．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。
B ．升高温度可以使半衰期缩短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D ．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克解析：考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关，又考虑到半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配。
根据公式01()2t T m m =可知正确选项为D 。
这类问题主要是运用半衰期的公式01()2t T m m =及01()2t T N N =进行简单计算以及检查学生对半衰期特性是否做到真正的理解2.两种放射性元素，半衰期不同，经过相同的时间，计算其开始时两种核的质量之比及个数之比例2.两种放射性元素的原子A a c 和B b d ，其半衰期分别为T 和T 21。
若经过2T 后两种元素的核的质量相等，则开始时两种核的个数之比为________________；若经过2T 后两种核的个数相等，则开始时两种核的质量之比为_________________。
解析：若开始时两种核的个数分别为1N 和2N ，则经时间2T 后剩下的核的个数就分别为141N 和2161N ，而此时两种核的质量相等，于是有 1211416N a N b = 由此可得 N 1:N 2=b:4a 。
若开始时两种核的质量分别为1m 和2m ，则经时间2T 后剩下的核的质量就分别为141m 和2161m ，而此时两种核的个数相等，于是有 bm a m 16421= 由此可得 b a m m 4::21=。
这种类型的问题有时是要求计算其剩余的或者已衰变的质量之比．其解题思路基本相同.3.用半衰期衰变规律求液体体积例3.一瓶无害放射性同位素溶液，其半衰期为2天，测得每分钟衰变6×107次.今将这瓶溶液倒入一水库中，8天后认为溶液已均匀分布在水库中，取31m 测得每分钟衰变20次，则该水库蓄水量为______3m . 解析：842n == 8天后每分钟放射次数为4770113()610102168N N ==⨯⨯=⨯ 由每分钟衰变次数与其体积成正比可得则水库蓄水量为 735313108 1.8751020N V m m N ⨯===⨯ 答案：1.875×105 象水库、人体血液的体积等一类无法用刻度尺来度量的则往往可借助于放射性的半衰期特点来求得。
【人教版】物理选修3-5：19.2《放射性元素的衰变》(附答案)
(1)原子核发生 α 衰变时，核的质子数减少 2，而质量数减少 4。(√ )
(2)原子核发生 β 衰变时，原子核的质量不变。
(×)
(3)原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒。
(√ )
(4)半衰期就是放射性元素全部衰变所用时间的一半。
(×)
(5)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律。 (√ )
2．衰变方程通式 (1)α 衰变：AZX→ZA－－24Y＋42He (2)β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋－01e 3．确定原子核衰变次数的方法与技巧 (1)方法：设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后， 变成稳定的新元素AZ′′Y，则衰变方程为： ZAX→AZ′′Y＋n42He＋m－01e 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：
(2)放射性元素衰变有一定的速率。镭 226 衰变为氡 222 的半衰 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。经过第二个 1 620 年后镭 226 还剩 2.5 g。
3．衰变方程
29328U→29304Th＋ 42He 29304Th→29314Pa＋ －01e 。 4．衰变规律 (1)原子核衰变时 电荷数 和 质量数 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。
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
高考物理总复习 第3讲 放射性元素的衰变 核能
第3讲放射性元素的衰变核能【必备知识·自主排查】一、放射现象、原子核的组成、衰变1．天然放射现象：(1)天然放射现象：放射性元素________地发出射线的现象，首先由________发现．天然放射现象的发现，说明________具有复杂的结构．放出的射线有α射线、β射线、γ射线三种．(2)放射性同位素的应用与防护①放射性同位素：有________放射性同位素和________放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．②应用：工业测厚、放射治疗、作为________等．③防护：防止放射性物质对环境的污染和对人体组织的伤害．2．三种射线的比较：名称构成符号电荷量质量电离能力穿透能力α射线氦核________4u________β射线________u____较强γ射线光子γ____0最弱____3.原子核的组成：(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为________．质子带正电，中子不带电．(2)基本关系①核电荷数(Z)＝质子数＝元素的原子序数＝________．②质量数(A)＝________＝质子数＋中子数．(3)X元素的原子核的符号为，其中A表示________，Z表示核电荷数．4．放射性元素的衰变、半衰期：(1)原子核的衰变：①原子核放出________或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．②规律：________和________都守恒．③分类α衰变：Y＋________，例：β衰变：Y＋________，例：+(2)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影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核________自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件________关系．③公式：N＝，m余＝二、核力和核能1．核力(1)概念：原子核内部，________所特有的相互作用力．(2)特点：核力是强相互作用力、短程力，只发生在相邻的核子间．2．核能(1)质能关系：E＝________(2)核能的释放：核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其释放的能量ΔE＝________．(3)核能的吸收：原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝________．三、重核裂变和轻核聚变1．重核裂变：(1)定义：质量数较________的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较________的原子核的过程．(2)特点①裂变过程中________巨大能量．②裂变的同时能够释放出2～3(或更多)个________．③裂变的产物不是唯一的．对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式，但三分裂和四分裂概率比较小．(3)典型的裂变反应方程235U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋3____．92(4)链式反应：由重核裂变产生的________使裂变反应一代接一代继续下去的过程．(5)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生________的最小体积及其相应的质量．(6)裂变的应用：________、核反应堆．(7)反应堆构造：核燃料、慢化剂、________、防护层．2．轻核聚变(1)定义：两个轻核结合成质量________的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫________反应．(2)特点①产能效率高；②燃料的储量丰富；③安全、清洁．(3)典型的聚变反应方程n＋17.6 MeV.【教材拓展】1.[人教版选择性必修第三册P109图5.2－2](1)β衰变中的电子来源于原子核外电子．()(2)天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分. ()(3)原子核是由质子和电子组成的. ()(4)人工放射性同位素被广泛地应用．()(5)发生β衰变时，新核的电荷数不变. ()(6)半衰期是一个统计规律．对少数原子核不适用. ()(7)三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线. ()(8)目前核电站多数是采用核聚变反应发电. ()(9)轻核聚变比重核裂变的产能效率更高. ()2．(多选)钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素．已知钚的一种同位素23994Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为23994Pu→X＋42He＋γ，下列有关说法正确的是() A．X原子核中含有143个中子B．80个23994Pu经过24100年后一定还剩余40个C．衰变发出的γ射线是频率很高的电磁波，具有很强的穿透能力D．由于衰变时释放出巨大能量，根据E＝mc2可知，衰变过程总质量增加3．(多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.n是核聚变反应B n是β衰变C n是核裂变反应D＋4．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是n，已知的质量为2.0136u，的质量为3.0150u，的质量为1.0087u，1u＝931.5MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7MeVB．3.3MeVC．2.7MeVD．0.93MeV【关键能力·分层突破】考点一原子核的衰变、半衰期1．确定衰变次数的方法：(1)设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为→＋He＋m.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程.(2)因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．2．对半衰期的理解：(1)半衰期是统计规律，描述的是大量原子核衰变的规律．(2)放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．3．α衰变、β衰变的比较衰变类型α衰变β衰变衰变过程Y＋→＋衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出1个中子转化为1个质子和1个电子＋2→→＋匀强磁场中的轨迹形状衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒例1[2021·河北卷，1]银河系中存在大量的铝同位素26Al.26Al核β＋衰变的衰变方程为2613Al→＋，测得26Al核的半衰期为72万年．下列说法正确的是()A．26Al核的质量等于26Mg核的质量B．26Al核的中子数大于26Mg核的中子数C．将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D．银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年以后全部衰变为26Mg[解题心得]命题分析试题情境属于基础性题目，以放射性同位素铝26衰变为素材创设学习探索问题情境必备知识考查衰变方程、半衰期等知识关键能力考查理解能力、推理能力．理解放射性元素的衰变规律和半衰期知识学科素养考查物理观念中的物质观、科学思维．要求考生利用电荷数守恒和质量数守恒、半衰期分析判断【跟进训练】1.[2021·湖南卷，1]核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是()A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害2．[2021·广东卷，1]科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26.铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为→＋Y.下列说法正确的是()A．Y是氦核B．Y是质子C．再经过72万年，现有的铝26衰变一半D．再经过144万年，现有的铝26全部衰变3．[2021·全国甲卷，17]如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A．6B．8C．10 D．14考点二核反应类型与核反应方程核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发→＋β衰变自发→＋人工转变人工控制＋→＋(卢瑟福发现质子)＋→＋(查德威克发现中子)＋→＋(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时探测到正电子) →＋重核裂变比较容易进行人工控制＋→＋＋3＋→＋＋10轻核聚变很难控制＋→＋【跟进训练】4.[2021·浙江6月，14](多选)对四个核反应方程(1)→＋；(2)→＋；(3)＋→＋；(4)＋→＋＋17.6MeV.下列说法正确的是()A．(1)(2)式核反应没有释放能量B．(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程C．(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程D．利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一5．(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的是()A．→＋是α衰变B．＋→＋是β衰变C．＋→＋是轻核聚变D．→＋2是重核裂变6．(多选)新冠病毒是一种传染病毒，传染病的传播过程十分复杂，但是可以构建最简单的传播模型来描述，这个最简模型可称为链式模型，类似于核裂变链式反应模型．铀裂变核反应方程为＋→＋＋R，其中n表示中子．裂变后产生的中子能继续发生反应的次数称为链式反应的“传染系数”．下列说法正确的有()A．从铀裂变核反应方程看，“传染系数”R＝2B．核反应堆中通过镉板吸收中子降低“传染系数”C．链式反应的临界值对应的实际“传染系数”为1D．核反应堆中的实际“传染系数”与铀浓度无关考点三核能及其计算1．核能的计算方法：―→(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．2．应用规律：例2[2022·苏州一模]一个静止的铀核(质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(质量为4.002 6 u)后衰变成钍核(质量为228.028 7 u)，已知1 u相当于931 MeV的能量．下列说法正确的是()A．该核衰变反应方程为B．该核衰变反应中释放出的核能为0.059 MeVC．该反应产生的钍核和α粒子的动量相同D．假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能约为0.017 MeV【跟进训练】7.(多选)2021年1月30日，“华龙一号”全球首堆福建福清核电5号机组投入商业运行．这是中国核电发展的重大跨越，标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列，成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家．“华龙一号”运用了先进的百万千瓦级压水堆核电技术，设某核反应方程为23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n，其中235U、14456Ba、8936Kr、10n的质量分别为m1、m2、m3、m4，光速为c.下列说法正确的是() 92A．此核反应为核聚变反应B．14456Ba及8936Kr的比结合能小于23592U的比结合能C．一次核反应释放的核能为E＝(m1－m2－m3－2m4)c2D．核燃料需达到临界体积才能发生链式反应8．[2022·山东荷泽模拟]2019年8月我国已经建成了新托卡马克(EAST)装置——中国环流器二号M装置(HL-2M)，为“人造太阳”创造了条件，其等离子温度有望超过2亿摄氏度，将中国的聚变堆技术提升到了新的高度．设该热核实验反应前氘核(21H)的质量为m1，氚核(31 H)的质量为m2，反应后氦核(42He)的质量为m3，中子()的质量为m4.关于聚变的说法正确的是()A．核裂变比核聚变更为安全、清洁B．由核反应过程质量守恒可知m1＋m2＝m3＋m4C．两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前减少D．HL-2M中发生的核反应方程式是第3讲放射性元素的衰变核能必备知识·自主排查一、1．(1)自发贝可勒尔原子核(2)天然人工示踪原子He2e最强较差电子－e较弱0最强3．(1)核子(2)中性原子的核外电子数核子数(3)质量数4．(1)α粒子电荷数质量数e(2)半数内部没有二、1．(1)核子2．(1)mc2(2)Δmc2(3)Δmc2三、1．(1)大小(2)释放出中子n(4)中子(5)链式反应(6)原子弹(7)镉棒2．(1)较大热核教材拓展1．答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√(8)×(9)√2．解析：本题考查元素的衰变和质能方程．根据核反应前后电荷数守恒和质量数守恒得X的电荷数为94－2＝92，质量数为239－4＝235，则中子数为235－92＝143，故A正确；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故B错误；衰变发出的γ射线是频率很高的电磁波，具有很强的穿透能力，故C正确；在衰变的过程中，根据质能方程知，有能量放出，则一定有质量亏损，故D错误．答案：AC3．解析：A、B所列反应是核聚变，不是β衰变，β衰变要放出电子，故A对，B错；C、D两种反应都是核裂变，故C对，D错．答案：AC4．解析：本题考查质能方程的计算．氘核聚变反应的质量亏损Δm＝2m氘－m氦－m n＝0.0035u，则该反应释放的核能ΔE＝Δm×931.5MeV≈3.3MeV，故选B.答案：B关键能力·分层突破例1解析：26Al发生衰变的过程中释放正电子的同时还有核能释放，发生质量亏损，所以26Al核的质量大于26Mg核的质量，故A错误；26Al核的中子数n1＝26－13＝13，而26Mg 核的中子数n2＝26－12＝14，所以26Al核的中子数小于26Mg核的中子数，故B错误；半衰期是原子核固有的属性，与物理环境和化学状态无关，故C正确；铝同位素26Al的半衰期为72万年，所以经过144万年也就是两个半衰期后还剩下没有衰变，故D错误．答案：C1．解析：根据半衰期的定义可知，放射性元素经过两个完整的半衰期后，还剩原来的未衰变，A错误；原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，B错误；放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，因此改变压力、温度或浓度，放射性元素的半衰期不变，C错误；过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，若辐射强度在安全剂量内则不会对人体组织造成伤害，D正确．答案：D2．解析：根据电荷数守恒与质量数守恒可知Y为正电子，A、B错误．经过一个半衰期，铝26衰变一半，经过两个半衰期，铝26还剩下四分之一，C正确，D错误．答案：C3．解析：根据图像可得其原子核分别为、，设经历α衰变x次，β衰变y次，由于β衰变不会改变原子核的质量数，则可根据衰变前后质量数的变化求解α衰变的次数，即x＝＝8，根据电荷数守恒求β衰变的次数，即y＝82＋2x－92＝6，而只有β衰变才放出电子，故β衰变6次，放出6个电子，故选项B、C、D错误，选项A正确．答案：A4．解析：(1)是α衰变，(2)是β衰变，均有能量放出，A错误；(3)是人工核转变，B错误；(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程，C正确；利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一，D正确．答案：CD5．解析：B选项是卢瑟福发现质子的核反应，B选项错误；D选项是β衰变，D选项错误．A、C选项正确．答案：AC6．解析：中子的电荷数Z＝0，质量数A＝1，核反应遵循电荷数守恒及质量数守恒，因此可计算得R＝3，故A错误；核反应堆中通过镉板吸收中子，减少轰击铀核的中子数，最终起到降低实际“传染系数”的作用，所以B正确；在链式反应中，当实际“传染系数”R≥1时，反应才能持续发展下去，当实际“传染系数”R<1时，反应将趋于停滞，即R＝1是链式反应持续下去的临界值，故C正确；核反应堆中还可以通过铀棒来控制核反应的速率，实际上就是通过调整铀浓度来控制实际“传染系数”，所以D错误．答案：BC例2解析：由题意可知，该核衰变反应方程为选项A正确；质量亏损Δm＝0.005 9 u，释放出的核能ΔE＝Δm×931 MeV＝0.005 9×931 MeV≈5.49 MeV，选项B 错误；由该核衰变反应过程中系统动量守恒，可知反应后的钍核和α粒子的动量大小相等、方向相反，即p Th＝－pα，E kTh＝，E kα＝，E kTh＝E kα＝ΔE，所以钍核获得的动能E kTh ＝×ΔE＝×5.49MeV≈0.095MeV，选项C、D错误．答案：A7．解析：“华龙一号”压水堆核电技术利用的是核裂变反应，目前核聚变技术还不成熟，没有投入商用，A错误及是中等质量的核，其比结合能均大于重核的比结合能，B错误．根据爱因斯坦质能方程，可知一次核反应释放的核能为E＝(m1－m2－m3－2m4)c2，C正确．原子核的体积非常小，原子内部的空隙很大，裂变反应时，核燃料需达到临界体积才能使中子有足够大的概率打中某个铀核，才能发生持续的核反应，D正确．答案：CD8．解析：轻核聚变比核裂变更为安全、清洁，选项A错误；棱反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量亏损，因此m1＋m2≠m3＋m4选项B错误；两个轻核结合成质量较大的核，根据质量亏损与质能方程，则有聚变后比结合能将增大，选项C错误；根据质量数和电荷数守恒知HL－2M中发生的核反应方程式是n，选项D正确．故选D.答案：D。
《天然放射现象之衰变》高中物理知识点归纳
《天然放射现象之衰变》高中物理知识点归纳《天然放射现象之衰变》高中物理知识点归纳在平时的学习中，大家都接触过物理知识吧，下面是店铺为大家整理的《天然放射现象之衰变》高中物理知识点归纳相关内容，欢迎大家分享，希望有帮助到大家。
【要求】1．了解天然放射现象，知道三种射线的本质和特性，掌握核衰变的特点和规律；2．知道原子核人工转变的原理，了解质子、中子和放射性同位素的发现过程。
【知识再现】一、天然放射现象1．天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。
这些元素称为放射性元素。
2．种类和性质α射线——高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。
β射线——高速的电子流，β粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。
γ射线——能量很高的电磁波，γ粒子是波长极短的光子，贯穿能力最强，电离能力最弱。
二、原子核的衰变1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化．2．衰变规律：α衰变X→Y+He；β衰变X→Y+e3．α衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）2H+2n→Heβ衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。
即n→H+e+（为反中微子）4．γ射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，不能单独放出γ射线．γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．实质是元素在发生α衰变或β衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子．三、半衰期1．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。
它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经历的时间。
2．决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关．四、原子核的人工转变1．质子的发现：N+He→O+H2．中子的发现：Be+He→C+n3．放射性同位素和正电子的发现：Al+He→P+nP→Si+e4．放射性同位素的应用（1）利用它的射线；（2）做示踪原子。
19.2 放射性元素的衰变(解析版)
1Z Z －2 2 19.2 放射性元素的衰变学习目标1．知道α和β衰变的规律及实质。
2．理解半衰期的概念。
3．会利用半衰期进行简单的运算。
重点：1．原子核衰变的规律及实质。
2．半衰期的概念及影响因素。
难点：1．衰变的实质。
2．半衰期的概念。
知识点一、原子核的衰变1．定义：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。
我们把这种变化称为原子核的衰变。
2．衰变类型：一种是α衰变，另一种是β衰变，而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。
3．衰变过程：（1）α衰变规律：A X ―→A －4Y ＋4He 。
（2）β衰变规律：A X―→ A Y ＋ 0e 。
Z Z ＋1 －14．衰变方程式遵守的规律：（1）遵守三个守恒：①质量数守恒；②核电荷数守恒；③动量守恒。
（2）任何一种放射性元素只有一种放射性，不能同时既有α放射性又有β放射性（伴随的γ射线除外）。
5．对α衰变和β衰变的实质的正确理解（1）原子核的衰变：原子核放出α粒子或β粒子后就变成了新的原子核，我们把这种变化称为原子核的 衰变。
α粒子、β粒子及γ射线都是从原子核里发射出来的，但不能认为原子核是由这些粒子组成的，原子核是由质子和中子组成的。
（2）α衰变的实质：21n＋21H―→4He，是原子核中的2 个质子和2 个中子结合在一起发射出来的。
0 1 2（3）β衰变的实质：1n―→1H＋0e，是原子核内的一个中子变成一个质子和电子，从而放出高速电子0 1 －1流。
原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。
当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子。
这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。
β粒子用0e 或0p 表示。
钍234 核的衰变方－1 －1程式：234Th―→234Pa+ 0e。
可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。
90 91 －1衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1。
高考物理一轮复习：19.2 放射性元素的衰变
当发生
α
衰变时Rα＝Z－2， RM 2
当发生 β 衰变时RRMβ＝Z＋1 1.
如果测出轨道的半径比，就可以求出 Z，从而判定是什么原
子核发生了衰变．
②运动周期的长短——在同样的条件下，运行周期与粒子和 反冲核的比荷成反比，即 T＝2πBqm∝mq .
(多选题)有些建材中的放射性物质会释放出 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 2
B．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 1
C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 D．β射线是原子核内的中子变成质子时，放射出的电子
新元素
A′ Z′
Y，则
表示该核反应的方程为
ZAX→Z′A′Y＋n24He＋
m－1 0e，根据电荷数守恒和质量数守恒列方程：
A＝A′＋4n， Z＝Z′＋2n－m.
(多选题)天然放射性元素 90232Th(钍)经过一系列 α 衰变 和 β 衰变之后，变成 82208Pb(铅)．下列论断中正确的是( )
(1)动量守恒关系 0＝特点：
α衰 变
匀强磁场中的轨迹
ZAX→Z－2A－4Y
两圆外切，α粒
＋24He
子半径大
匀强磁场中的轨迹
ZAX→Z＋1 AY＋ β 衰变
－1 0e
两圆内切，β粒 子半径大
①轨道半径的大小——因为粒子与反冲核的动量大小相等，
所以轨道半径与电量成反比，即 R＝mBqv∝q1.
三、考点鸟瞰 考点鸟瞰
考点一：对原子核衰变的理解 考点二：原子核的衰变方程和规律
考点三：半衰期的理解与计算
物理一轮复习专题12第3讲放射性元素的衰变核能题型突破练含解析
第3讲放射性元素的衰变核能考点一原子核的衰变、半衰期三种射线的比较【典例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所示，由此可推知（）A.②来自于原子核外的电子B.①的电离作用最强，是一种电磁波C。
③的电离作用较强，是一种电磁波D.③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子【解析】选D.三种射线均来自于原子核内，A错误；从图中可看出,一张纸能挡住①射线，则①射线一定是α射线,其贯穿本领最差,电离能力最强，但不是电磁波,而是高速粒子流,B错误；铝板能挡住②，而不能挡住③，说明③一定是γ射线，其电离能力最弱,贯穿本领最强，是一种电磁波,属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，C错误，D正确。
衰变次数的计算【典例2】（多选）天然放射性元素Th(钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pb（铅)。
下列判断中正确的是（）A.衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变B.铅核比钍核少8个质子C。
β衰变所放出的电子来自原子核外D.钍核比铅核多24个中子【解析】选A、B。
由于β衰变不会引起质量数的减少,故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数，x==6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数,2x—y=90—82=8,y=2x-8=4，钍232核中的中子数为232-90=142，铅208核中的中子数为208-82=126,所以钍核比铅核多16个中子，铅核比钍核少8个质子,由于物质的衰变与元素的化学状态无关，所以β衰变所放出的电子来自原子核内，所以A、B正确.与磁场结合的问题【典例3】(多选）如图,静止的U核发生α衰变后生成反冲Th 核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ()A.衰变方程可表示为U→Th HeB.Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1∶45C.Th核和α粒子的动能之比为1∶45D.Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反【解析】选A、B。
高二物理人教版选修35放射性元素的衰变
放射性元素的衰变重/难点重点：原子核的衰变规律及半衰期。
难点：半衰期描绘的对象。
重/难点分析重点分析：α衰变规律： 44Z 22X Y He A A Z --→+，β衰变规律： 011X Y e A A Z Z +-→+。
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。
难点分析：半衰期描绘的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。
打破策略〔一〕引入新课老师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。
学生讨论非常活泼，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。
点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。
老师：刚刚同学们讲的都很好，但都是假的。
孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。
魔术，街头骗局：就是假的。
学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成？点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要进步警觉小心受骗受骗，进步学生自我保护意识。
更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进展奠定了根底。
老师：那有没有真的〔科学的〕能将一种物质变成另一种物质呢？学生愕然。
点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。
老师：有〔大声，肯定地答复〕学生惊讶，议论纷纷。
点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。
通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。
老师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。
点评：及时推出课题。
〔二〕进展新课1．原子核的衰变老师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。
我们把这种变化称为原子核的衰变。
学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。
点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓重的兴趣。
老师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。
物理 衰变知识点总结
物理衰变知识点总结一、放射性元素和原子核的基本概念1. 放射性元素：指具有放射性的元素，其原子核具有不稳定的结构，会通过放射性衰变释放出辐射。
2. 原子核：原子的中心部分，由质子和中子组成，质子和中子被称为核子。
3. 质子数：原子核中的质子数目，用Z表示。
4. 中子数：原子核中的中子数目，用N表示。
5. 质子数与中子数之和称为原子核的质量数A，即A=Z+N。
6. 放射性核素：指具有不稳定原子核的核素，会通过放射性衰变变成稳定核素。
7. 放射性衰变：指放射性核素的原子核会自发地改变，释放出辐射，转变成稳定核素的过程。
8. 半衰期：放射性元素衰变的时间尺度，是放射性元素衰变为其原始数量的一半所需的时间。
二、放射性衰变的类型1. 阿尔法衰变：指放射性核素放射出一个α粒子，即一个氦原子核(α粒子)。
2. 贝塔衰变：指放射性核素放射出一个β粒子，分为β-衰变和β+衰变。
3. 伽玛衰变：指放射性核素通过释放γ射线来释放其能量。
4. 中子衰变：指放射性核素通过释放中子来变成另一种核素。
三、阿尔法衰变1. 阿尔法衰变是放射性衰变中最常见的一种类型，发生在质子数较大的放射性核素。
2. 阿尔法粒子是氦原子核，由两个质子和两个中子组成。
3. 阿尔法衰变的变化过程为：放射性核素的质子数减少2，中子数减少2，质量数减少4。
4. 阿尔法衰变过程中，放射性核素转变成另一种具有更低质子数和中子数的核素。
5. 阿尔法衰变的放射性核素会释放出α粒子，同时进行核反应释放能量。
6. 阿尔法衰变的半衰期通常较长，即放射性元素衰变为其原始数量的一半所需的时间较长。
7. 阿尔法衰变可以利用α粒子探测器进行检测和测量。
四、贝塔衰变1. 贝塔质粒子是电子，贝塔正粒子是正电子。
2. 贝塔-衰变：指放射性核素中的中子转变成质子，释放出一个电子和一个反中子。
3. 贝塔+衰变：指放射性核素中的质子转变成中子，释放出一个正电子和一个中微子。
4. 贝塔衰变的变化过程为：放射性核素的质子数增加1，中子数减少1，质量数不变。
高中物理选修3-5放射性元素的衰变
1 t/T
1 t/T
3.半衰期公式（T表示半衰期时间）N 余＝N 原( ) ，m 余＝m0( )
2
2
对半衰期的理解及有关计算
右图为氡衰变剩余质量与原有质量比值示意图。
纵坐标表示的是任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。
(1)每经过一个半衰期,氡原子核的质量变为原来的多少倍?
[答案]
B
16
二、半衰期
阅读教材第72页“半衰期”部分,理解半衰期的概念。
1.半衰期的定义是什么?
2.半衰期有什么特点?
3.写出半衰期公式
1.半衰期:
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。不同的
放射性元素,半衰期不同，甚至差别非常大。
2、半衰期特点：
(1)每经过一个半衰期，原来的原子核只剩下半数。
种元素的每一个原子来说其半衰期是固定的,非常稳定。( )
解析: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。
答案:×
2．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是
(
)
A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间
B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间
2.衰变有几种类型?
答案：α衰变、β衰变、γ衰变
对原子核衰变的正确理解
下图为α衰变、β衰变示意图。
(1)当原子核发生α衰变时,原子核的质子数和中子数
如何变化?为什么?
(2)当发生β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?