1、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学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 1原子核的表示符号原子核用符号表示为AZX，Z 为数，原子核的数等于它的质子数，A 为数，原子核的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，质子，中子，电子.3在核反应过程中，遵守守恒定律和守恒定律核电荷核电荷质量质量42He11H10n 01e质量电荷知识储备区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区
2、 自我检测区 4带电粒子以垂直于电场线的方向进入匀强电场，将做运动电场力的方向：正电荷受力方向与，负电荷受力方向与5带电粒子以垂直于磁感线的方向进入匀强磁场，将做运动，洛伦兹力的方向可用定则判定类平抛线方向相同电场电场线方向相反匀速圆周左手知识储备区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 6天然放射现象1896 年，法国物理学家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的现象叫做天然放射现象(2)放射性：物质放出的性质(3)放射性元素：具有性的元素贝可勒尔射线射线放射知识储备区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区
3、自我检测区 7三种射线的性质(1)射线：粒子流，粒子是，电荷数为，质量数为.(2)射线：高速运动的(3)射线：波长很的8三种射线的本领(1)射线：速度大约是光速的，穿透物质的本领，在空气中只能前进几厘米，用就能把它挡住但它有的电离作用氦原子核24电子流短电磁波十分之一很小一张纸很强知识储备区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区(2)射线：速度接近，对物质的穿透本领，能穿透厚的铝板，但它的电离作用(3)射线：穿透本领，能穿透的铅板，但它的电离作用9(1)放射性元素的原子核有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的平均衰变快慢(2)放射性元素衰变的快慢是由的
4、因素决定的.光速较强几毫米较弱更强几厘米很小半数大量原子核核内部自身知识储备区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 一、三种射线的特性问题设计1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？图1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 射线学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 2.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
5、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？图2a 带负电，应为 射线；c 带正电，应为 射线；b 不带电，应为 射线学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 要点提炼三种射线及其特征种类 射线 射线 射线组成 带电荷量 质量 mp1.671027 kgmp1 840静止质量为零速度0.1c0.99c 高速氦核流高速电子流光子流(高频 电磁波)2e -e 0 4mp c 学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 在电场或磁场中偏转与 射线反向偏转不偏转穿透本领 用一张纸就能挡住 穿透几毫米厚的铝板
6、穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土电离作用 最弱较强最强很强较弱很弱学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 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 3学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 A 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学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习
7、探究区 自我检测区 二、衰变实质及次数的计算要点提炼1衰变过程(1)衰变：AZX 42He(2)衰变：AZX 01e2 衰变和 衰变的实质(1)衰变：210n42He(2)衰变：10n 3衰变规律：衰变过程遵守守恒和守恒A4Z2YAZ1Y211H11H 01e质量数电荷数学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 4确定衰变次数的方法设放射性元素AZX 经过 n 次 衰变和 m 次 衰变后，变成稳定的新元素AZY，则衰变方程为AZXAZYn 42Hem 01e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A，Z.A4nZ2nm学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学
8、习探究区 自我检测区 例 2 238 92U 核经一系列的衰变后变为206 82Pb 核，问：(1)一共经过几次 衰变和 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 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 衰变学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区(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
9、增加 1，故206 82Pb 较238 92U质子数少 10，中子数少 22.(3)核反应方程为238 92U206 82Pb842He6 01e.答案(1)8 次 衰变和 6 次 衰变(2)10 22(3)238 92U206 82Pb842He6 01e学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 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，有的差别很大(2)半衰期是一种规律对于的原子核发生衰变才具有实际意义，而对于少量的
10、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(12)t/，m 余m0(12)t/一定不同统计大量学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 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(12)5m；对于元素 B 来说有 4 个半衰期，B 剩下的质量为 mB(12)4m，所以剩下
11、的质量之比为 12.C 学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 学习探究区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 1如图 4 所示，铅盒内装有能释放、和 射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场 E 或磁场 B，粒子在磁场中的运动轨迹如图(a)、(b)所示，则关于该射线的判断，下列说法正确的是()图 4自我检测区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 Aa、d 射线为 射线Bb、e 射线为 射线Cc、f 射线为 射线D 射线和 射线在电场中的动能会增加，在磁场中动能不变解析 从带电粒子在电场中的偏转轨迹可以看出，a
12、带负电、b 不带电、c 带正电，所以 a 为 射线，b 为 射线；从带电粒子在磁场中的偏转轨迹可以看出，d 带正电、e不带电、f 带负电，所以 A、C 选项错误，B 选项正确；粒子和 粒子受到的电场力对其做正功，使其动能增加，但它们受到的洛伦兹力不做功，所以在磁场中动能不变，D 选项正确答案 BD自我检测区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 2.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
13、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 射线的混合放射源图5自我检测区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 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
14、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 正确答案 D自我检测区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 3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()A1 次 衰变，6 次 衰变B4 次 衰变C2 次 衰变D2 次 衰变，2 次 衰变解析 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 2.9036Kr 衰变为9040Zr，质量数不变，故未发生
15、 衰变；核电荷数增加 4，一定是发生了 4 次 衰变自我检测区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 方法二 列方程求解设9036Kr 衰变为9040Zr，经过了 x 次 衰变，y 次 衰变，则有9036Kr9040Zrx42Hey 01e由质量数守恒得 90904x由电荷数守恒得 36402xy解得 x0，y4，即只经过了 4 次 衰变，选项 B 正确答案 B自我检测区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区 4放射性同位素2411Na 的样品经过 6 小时后还剩下18没有衰变，求它的半衰期解析 每经 1 个半衰期放射性物质的质量都减半，则经过 n 个半衰期剩余的质量为 mm0(12)n.设 6 小时经过的半衰期个数为 n，则(12)n18，所以 n3.则2411Na 的半衰期为 Ttn2 h.答案 2 h自我检测区 学案2 本学案栏目开关 知识储备区 学习探究区 自我检测区
