【步步高】高中物理 4.2 原子核的衰变学案 沪科版选修35 .doc

学案2原子核的衰变学习目标定位 1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象.2.知道三种射线的特性.3.知道衰变及两种衰变的规律，能熟练写出衰变方程.4.会用半衰期描述衰变的速度，知道半衰期的统计意义1原子核的表示符号原子核用符号表示为x，z为核电荷数，原子核的核电荷数等于它的质子数，a为质量数，原子核的质量数等于它的质子数和中子数的和，即核子数2常见的粒子符号：粒子he，质子h，中子n，电子e.3在核反应过程中，遵守质量守恒定律和电荷守恒定律4带电粒子以垂直于电场线的方向进入匀强电场，将做类平抛运动电场力的方向：正电荷受力方向与电场线方向相同，负电荷受力方向与电场线方向相反5带电粒子以垂直于磁感线的方向进入匀强磁场，将做匀速圆周运动，洛伦兹力的方向可用左手定则判定6天然放射现象1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀及其化合物能放出一种不同于x射线的新射线(1)定义：物理学中把物质能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象(2)放射性：物质放出射线的性质(3)放射性元素：具有放射性的元素7三种射线的性质(1)射线：粒子流，粒子是氦原子核，电荷数为2，质量数为4.(2)射线：高速运动的电子流(3)射线：波长很短的电磁波8三种射线的本领(1)射线：速度大约是光速的十分之一，穿透物质的本领很小，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住但它有很强的电离作用(2)射线：速度接近光速，对物质的穿透本领较强，能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用较弱(3)射线：穿透本领更强，能穿透几厘米的铅板，但它的电离作用很小9(1)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半衰期反映的是大量原子核的平均衰变快慢(2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的.一、三种射线的特性问题设计图11如图1所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有垂直于纸面向外的匀强磁场其放出的射线在磁场的作用下分成a、b、c三束a、b、c三条射线哪个是射线、哪个是射线、哪个是射线？答案由左手定则知a带负电，应为射线；c带正电，应为射线；b不偏转，说明不带电，应为射线图22如图2中p为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束则a、b、c三束中哪个是射线、哪个是射线、哪个是射线？答案a带负电，应为射线；c带正电，应为射线；b不带电，应为射线要点提炼三种射线及其特征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)带电荷量2ee0质量4mpmp1.671027 kg静止质量为零速度0.1c0.99cc在电场或磁场中偏转与射线反向偏转不偏转穿透本领最弱用一张纸就能挡住较强穿透几毫米厚的铝板最强穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土电离作用很强较弱很弱例1如图3甲是、三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线()图3a射线b射线c射线 d三种射线都可以解析根据三种射线的性质知，甲图中能穿透铝板的是射线，乙图中检查钢板中的砂眼，要求射线能穿透钢板，故利用的是射线，选项c正确答案c二、衰变实质及次数的计算要点提炼1衰变过程(1)衰变：xyhe(2)衰变：xye2衰变和衰变的实质(1)衰变：2n2hhe(2)衰变：nhe3衰变规律衰变过程遵守质量数守恒和电荷数守恒4确定衰变次数的方法设放射性元素x经过n次衰变和m次衰变后，变成稳定的新元素y，则衰变方程为xyn hem01e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程aa4n，zz2nm.例2 u核经一系列的衰变后变为pb核，问：(1)一共经过几次衰变和衰变？(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的方程解析(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)核反应方程为upb8he6e.答案(1)8次衰变和6次衰变(2)1022(3)upb8he6e三、半衰期的有关计算要点提炼1对于衰变及半衰期的理解要注意以下两点(1)对于同一种元素，其半衰期是一定的，无论是加温、加压，或是处于单质、化合物状态均不影响元素的半衰期，但不同元素的半衰期不同，有的差别很大(2)半衰期是一种统计规律对于大量的原子核发生衰变才具有实际意义，而对于少量的原子核发生衰变，该统计规律不再适用2半衰期公式n余n原()t/，m余m0()t/例3若放射性元素a的半衰期为4天，放射性元素b的半衰期为5天，则相同质量的放射性元素a和b经过20天，剩下的两元素质量之比mamb为()a3031 b3130c12 d21解析设开始时元素a、b的质量都是m，经过20天，对于元素a来说有5个半衰期，a剩下的质量为ma()5m；对于元素b来说有4个半衰期，b剩下的质量为mb()4m，所以剩下的质量之比为12.答案c图41(2014福建30(1)如图4所示，放射性元素镭衰变过程中释放出、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是_(填选项前的字母)a表示射线，表示射线b表示射线，表示射线c表示射线，表示射线d表示射线，表示射线答案c解析根据三种射线的偏转轨迹可知表示射线，表示射线，表示射线选项c正确图52.计数器是一种探测射线的仪器，如图5所示，x为未知放射源，它向右方发射放射线放射线首先通过一块薄铝箔p(厚度约为1 mm)，并经过一个强磁场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子是一定的，现将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，然后将薄铝箔p移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升，据此可以判定x为()a纯射线放射源b纯射线放射源c射线和射线的混合放射源d射线和射线的混合放射源答案d解析将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，即磁场对射线粒子没有影响，则可以断定计数器接收到的是不带电的射线，以后将薄铝箔p(厚度约为1 mm)移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升，这说明计数器除了接收到了射线之外，还接收到了一种原来被厚度约为1 mm的簿铝箔p挡住的射线，而厚度约为1 mm的簿铝箔只能将射线挡住，所以x为能放射射线和射线的混合放射源，故选项d正确3氪90(kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(zr)，这些衰变是()a1次衰变，6次衰变b4次衰变c2次衰变d2次衰变，2次衰变答案b解析方法一推理计算法根据衰变规律，衰变不影响核的质量数，发生一次衰变，核电荷数增加1；发生一次衰变，质量数减少4，核电荷数减少2.kr衰变为zr，质量数不变，故未发生衰变；核电荷数增加4，一定是发生了4次衰变方法二列方程求解设kr衰变为zr，经过了x次衰变，y次衰变，则有krzrxhey01e由质量数守恒得90904x由电