【红对勾】高考物理 天然放射现象课件.ppt

课时3天然放射现象 知识点一天然放射现象 知识回顾 1 天然放射现象 某些元素放射某些射线的现象称为天然放射现象 这些元素称 2 三种射线的本质 射线是 射线是 射线是 自发地 放射性元素 氦核流 电子流 电磁波 要点深化 贝克勒耳发现天然放射现象 揭开了人类研究原子核结构的序幕 通过对天然放射现象的研究 人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性 原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性 它们放射出来的射线共有三种 三种射线的本质和特征对比如下表 图1图2 基础自测 如图3所示 使某放射性元素发出的射线垂直进入匀强电场 按图中标号判断 a 1的穿透本领最强b 2的速度最大c 3的电离本领最大d 1是由原子放出的 2 3不是 图3 解析 本题主要考查学生对 射线 射线 射线的来源 带电性及特点的了解 由图可知 射线3带正电 是 射线 其电离作用大但穿透能力弱 速度小 射线1带负电 是 射线 是接近光速的电子流 射线2不带电 是 射线 其穿透本领最强 而电离作用最弱 速度为光速 答案 bc 知识点二原子核的衰变 知识回顾 1 定义 原子核自发地放出某种粒子而转变为的变化叫原子核的 2 分类 1 衰变 zax z 2a 4y 24he同时放出 射线 2 衰变 zax z 1ay 10e同时放出 射线 新核 衰变 3 半衰期 1 定义 放射性元素的原子核发生衰变需要的时间 2 半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定 跟原子所处的 如压强 温度等 或 如单质或化合物 无关 有半数 物理状态 化学状态 4 放射性同位素及应用 1 同位素有些原子的原子核电荷数 但质量数 这样一些具有相同核电荷数和不同中子数的原子互称为同位素 2 放射性同位素的应用 放射性同位素放出的射线应用于工业 探伤 农业 医疗等 作示踪原子 相同 不同 要点深化 1 三种衰变的实质 1 衰变 衰变的实质是其元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子 即氦核 每发生一次 衰变 新元素与原元素比较 核电荷数减少2 质量数减少4 即zax z 2a 4y 24he 2 衰变 衰变的实质是其元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子 每发生一次 衰变 新元素与原元素比较 核电荷数增加1 质量数不变 即 zax z 1ay 10e 3 衰变 衰变是伴随着 衰变或 衰变同时发生的 衰变不改变原子核的电荷数和质量数 其实质是放射性原子核在发生 衰变或 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 而辐射出光子 2 原子核衰变时遵守三个守恒电荷数守恒 质量数守恒和动量守恒 基础自测 考古工作者在古人类居住过的岩洞中发现一块碳遗留样品 它所含的14c等于现有生命物质中等量碳所含的14c的1 8 求此样品的存放时间 已知14c的半衰期为5568年 解析 根据半衰期的定义可知 14c每经过5568年就有半数发生衰变 现尚剩1 8 则说明已过三个半衰期的时间 设该样品中14c的原始含量为m0 现存含量 答案 16704年 题型一天然放射现象 例1 下列关于放射性元素衰变的描述 哪些是错误的 a 某核放出 粒子 粒子 粒子中的任何一种粒子 都变成一种新元素的原子核 b 利用 射线的贯穿性可以为金属探伤 也能进行人体的透视c 半衰期表示放射性元素衰变的快慢 它和外界的温度 压强无关d 射线和阴极射线都是电子流 因此 射线就是阴极射线 解析 放出 粒子原子核不变 射线对人体伤害大 不能用来人体透视 阴极射线是由金属原子核外层电子在电场力作用下逃离金属表面形成的 答案 abd 题后反思1 自然界的物质分为两类 一类是实物粒子 还有一类为场类物质 如电场 磁场 电磁波等 射线属于场类物质 粒子是实物粒子 2 射线和阴极射线的区别 射线是原子核变化时 一个中子变成一个质子释放的电子 其速度接近光速 阴极射线是金属原子核外层电子获得足够的能量挣脱原子的束缚 在外电场的作用下形成的电子流 其速度由外加电场决定 变式1 1 2009 北京高考 下列现象中 与原子核内部变化有关的是 a 粒子散射现象b 天然放射现象c 光电效应现象d 原子发光现象解析 本题考查 粒子散射实验 光电效应 核反应和原子发光的基本原理 意在考查考生对基本物理现象的认识和理解 只有天然放射现象是原子核发生了变化 答案 b 题型二对半衰期的理解 例2 1 关于放射性元素的半衰期 下列说法正确的有 a 是原子核质量减少一半所需的时间b 是原子核有半数发生衰变所需的时间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半衰期d 可以用来测定地质年代 生物年代等 2 设镭226的半衰期为1 6 103年 质量为100g的镭226经过4 8 103年后 有多少g镭发生衰变 若衰变后的镭变为铅206 则此时镭铅质量之比为多少 答案 1 bd 2 125 798 变式2 1 2010 福建高考 14c测年法是利用14c衰变规律对古生物进行年代测定的方法 若以横坐标t表示时间 纵坐标m表示任意时刻14c的质量 m0为t 0时14c的质量 下面四幅图中能正确反映14c衰变规律的是 答案 c 题型三放射性的应用与防护 例3 如图4是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图 1 请你简述自动控制的原理 2 如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板 那么在 和 三种射线中 你认为哪一种射线在铝板的厚度控制中起主要作用 为什么 图4 解析 1 放射线具有贯穿本领 如果向前运动的铝板的厚度有变化 则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化 这种变化被转变为电信号输入到相应的装置 进而自动控制上图中右侧的两个轮间的距离 使铝板的厚度恢复正常 2 射线起主要作用 因为 射线的贯穿本领很小 一张薄纸就能把它挡住 更穿不过1毫米的铝板 射线的贯穿本领非常强 能穿过几厘米的铅板 1毫米左右的铝板厚度发生变化时 透过铝板的射线强度变化不大 射线的贯穿本邻较强 能穿过几毫米的铝板 当铝板的厚度发生变化时 透过铝板的射线强度变化较大 探测器可明显地反映出这种变化 使自动化系统作出相应的反应 答案 见解析 题后反思解答该题时要认真读懂题意 还要很好地理解实验装置及其作用 更要对 三种射线的贯穿本领 带电情况有清晰的了解 变式3 1如图5所示 a为未知天然放射源 b为薄铝片 c为两平行板之间存在着较大电场强度的匀强电场 d为荧光屏 e为固定不动的显微镜筒 实验时 如果将强电场c撤去 从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化 如果再将薄铝片b移开 则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加 由此可判定放射源所发出的射线可能为 图5 a 射线和x射线b 射线和 射线c 射线和 射线d 射线和 射线解析 粒子的贯穿本领很小 一张薄铝片就可把它挡住 射线能穿透几毫米厚的铝板 射线能贯穿几厘米厚的铝板 撤去电场后 荧光屏上闪烁亮点数没有变化 说明原先能到达荧光屏的射线不带电 放射源放出的射线中有 射线 撤去薄铝片 闪烁亮点数大为增加 说明放射源发出的射线中有 射线 故选d正确 答案 d 1 下列说法正确的是 a 质子和中子的质量不等 但质量数相等b 质子和中子构成原子核 原子核的质量数等于质子和中子的质量总和c 同一种元素的原子核有相同的质量数 但中子数可以不同d 中子不带电 所以原子核的总电量等于质子和电子的总电量之和 解析 质子和中子的质量不同 但质量数相同 a对 质子和中子构成原子核 原子核的质量数等于质子和中子的质量数总和 b错 同一种元素的原子核有相同的质子数 但中子数可以不同 c错 中子不带电 所以原子核的总电量等于质子总电量之和 d错 选a 答案 a 2 放射性元素的原子核在 衰变或 衰变生成新原子核时 往往会同时伴随 辐射 已知a b两种放射性元素的半衰期分别为t1和t2 经过t t1 t2时间后测得这两种放射性元素的质量相等 那么它们原来的质量之比ma mb 答案 2t2 2t1 3 天然放射性元素94239pu经过 次 衰变和 次 衰变 最后变成铅的同位素 填入铅的三种同位素82206pb 82207pb 82208pb中的一种 解析 94239pu在 衰变成铅的过程中 质量数的改变是由 衰变而引起的 每经过一次 衰变质量数减少4 衰变质量数不改变 所以94239pu应衰变为82207pb 质量数减小32 即经过8次 衰变 在8次 衰变的过程中电荷数减少16 实际上94239pu变为82207pb 电荷数减小了12 说明又经过了4次 衰变 每经过一次 衰变 电荷数增加1 答案 8482207pb 4 约里奥 居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔物理学奖 他们发现的放射性元素1530p衰变成1430si的同时放出另一种粒子 这种粒子是 1532p是1430p的同位素 被广泛应用于生物示踪技术 1mg的1532p随时间衰变的关系如图