资源简介

5.2放射性元素的衰变
一学科核心素养
物理观念∶知道放射性元素的衰变原理，理解并掌握放射性应用的原理，并能运用与实际生活。
科学思维∶通过理解ɑ衰变和β衰变，会计算原子核的半衰期。
科学探究：核反应方程的书写，应当尊重实验事实，不能仅仅依靠守恒定律主观臆造。能面对真实情境，从不同角度提出并准确表述可探究的物理问题，作出科学假设。
科学态度与责任∶知道辐射的危害与防止，养成良好的科学操作习惯，培养学生的安全意识和忧患意识。
二学习重难点
重点：衰变的规律和方程，半衰期的概念，核反应的概念。
难点：衰变的规律和方程。
三课前预习
1．射线的本质
（1）α射线：
①是高速粒子流，其组成与氦原子核相同；
②速度可达到光速的；
③电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
（2）β射线：
①是高速_____；
②它的速度更大，可达光速的99%；
③电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的______。
（3）γ射线：
①是能量很高的______，波长很短，在10－10m以下；
②电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
2．核反应
（1）定义：原子核在其他粒子的轰击下产生___________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N＋He→O＋H。
（3）遵循规律：___________守恒，电荷数守恒。
3．半衰期
（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___________，甚至差别非常大。
②放射性元素衰变的快慢是由___________决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件___________。
（3）适用条件：半衰期描述的是___________，不适用于少数原子核的衰变。
4．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上。
（1）U→Th＋___________；
（2）Be＋He→C＋___________；
（3）Th→Pa＋___________；
（4）P→Si＋___________；
（5）U＋___________→Sr＋Xe＋10n；
（6）N＋He→O＋___________。
5．如图所示，是20世纪初伟大的物理学家卢瑟福在研究物质结构时的实验装置，请根据物理学史的知识完成下题。
（1）卢瑟福用这个实验装置发现了___________；
（2）图中的放射源发出的是___________粒子；
（3）如图位置的四个显微镜中，闪光频率最高的是___________处显微镜；除上述实验成就外，卢瑟福还发现了___________的存在。（填电子、质子、中子中的一项）
6．完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。
（1）N＋n→C＋________；
（2）N＋He→O＋________；
（3）B＋n→________＋He；
（4）Be＋He→________＋n；
（5）Fe＋H→Co＋________。
7．天然发射现象中发现射线分裂成三束，这三种射线分别为___________、___________、___________射线。α射线的穿透能力___________，γ射线的穿透能力___________（填写为强或者弱）。
8．（1）在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对世界的认识。对下列实验描述正确的是( )
A．甲图的理论，可以很好的解释氢原子光谱的规律
B．汤姆孙通过乙图所示的气体放电管发现了电子，即β射线
C．丙图放射源产生的三种射线中，射线1是β射线
D．丁图所示为光电效应实验，验电器因为带上负电指针张开
（2）根据玻尔原子结构理论，氦离子（He＋）的能级图如图所示。电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离___________ （选填“近”或“远”）。当He＋处在n=4的激发态向基态跃迁时辐射光子的能量为___________eV。
四自我检测
1．下列说法正确的是（　　）
A．原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置改变
B．β衰变是原子核外电子的电离
C．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变
D．某原子核衰变时，放出一个β粒子后，原子核的中子数少1，原子序数少1
E．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．云室是利用微观带电粒子能使气体电离的性质而显示其径迹的装置，图为 α射线、β射线、γ射线和X射线射入云室后的径迹图像，其中细且弯曲的是哪一种射线的径迹（　　）
A．α射线 B．β射线 C．γ射线 D．X射线
3．2021年科学家们利用14C测年法估测出我国三星堆遗址三号坑的大概年份。其测量依据是：大气中的14N在宇宙射线的轰击下转换为14C，其核反应方程为，14C通过光合作用和新陈代谢作用进入生物体内，生物活着的时候其体内12C和14C的比例保持不变，当生物死后，14C发生衰变，其含量逐渐减少，14C的半衰期约为5700年，其衰变方程为，下列说法正确的是（　　）
A．X为光子
B．生物活着时体内14C不会发生衰变
C．14C发生的是β衰变
D．生物死后11400年，体内14C将完全衰变成14N
4．大理石是新家室内装修的大众化板材，市场上的大理石板材中常含有放射性元素氡，其衰变方程为，氡的半衰期为3.8天，下列说法正确的是（　　）
A．该衰变方程中的X是β粒子
B．100个氡核经过7.6天后剩余25个氡核未衰变
C．采用加热、喷剂催化等物理和化学方法，都无法缩短大理石板材的放射性危害时间
D．该核反应过程会释放核能，氡核可作为目前核电站主要采用的核燃料
5．下列说法正确的时（　　）
A．光的波动性是光子之间的相互作用引起的
B．α、β、γ三种射线中，γ射线的电离能力最强
C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，并据此估计原子的半径
D．气体导电时发光机理是：气体的原子受到高速运动的电子撞击，有可能向上跃迁到激发态。因处于高能级的原子不稳定，会自发地向低能级跃迁，放出光子，最终回到基态
6．2021年3月23日，三星堆遗址的年代测定对外发布，四川省文物考古研究院联合北京大学对三星堆6个坑的73份炭屑样品使用碳14年代检测方法进行了分析，对年代分布区间进行了初步判定：三星堆4号坑年代距今约3200年至3000年，年代区间属于商代晚期。碳14有放射性，可衰变成氮14，其衰变方程为。以下说法正确的是（　　）
A．衰变方程中的X是中子
B．土壤湿度会改变碳14的衰变快慢
C．衰变过程持续进行就要不断吸收能量
D．X来自碳14中的中子向质子的转化
7．植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内碳14的比例与大气中的相同。植物枯死后，遗体内的碳14仍在发生衰变，不断减少，但不能得到补充。现测得甲、乙两种古木样品中碳14的含量分别是现代植物的和，由此可以推断甲、乙两种古木的年龄之比大约为（　　）
A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1
8．14C断代法又称放射性碳测年法（Radiocarbon Dating），是根据14C衰变的程度来计算出样品的大概年代的一种测量方法。自然界中活的植物中14C的含量相当稳定，植物枯死后14C的摄入停止，14C不断衰变，其含量不断减少，根据14C放射性强度减小的情况就可以推断植物死亡的时间。下列说法正确的是（　　）
A．14C的衰变方程为
B．对三星堆遗址中的炭屑样品使用14C断代法可以大致确定三星堆的年代
C．14C断代法可以通过检测14C大致确定某种植物的生长年限
D．14C的半衰期会随时间按照指数规律逐渐减小
9．铀同位素的衰变对岩石中元素丰度的影响可以用来进行地质测年，其中U核发生α衰变生成Th核，下列说法正确的是（　　）
A．U核的质量等于Th核与α粒子的质量之和
B．U核的质量数等于Th核与α粒子的质量数之和
C．U核的电荷数大于Th核与α粒子的电荷数之和
D．U核的中子数小于Th核与α粒子的中子数之和
10．碘131具有放射性，它的放射性物质主要是β射线。它的核反应方程是（　　）
A． B．
C． D．
参考答案：
三课前预习
1． 电子流 铝板 电磁波
2． 新的原子核 质量数
3． 不同 核内部自身的因素 没有关系 统计规律
4． He n e e n H
5． 原子核式结构模型 α A 质子
6． H H，发现质子的核反应方程 Li C，发现中子的核反应方程 n
7． α射线 β射线 γ射线 弱 强
8． A 近 51
四自我检测
1．A
2．B
3．C
4．C
5．D
6．D
7．A
8．B
9．B
10．A

展开更多......

收起↑