（2021新人教版）高中物理选择性必修第三册第5章 2.放射性元素的衰变讲义.doc

1、2放射性元素的衰变放射性元素的衰变 学习目标：学习目标：1物理观念物理观念知道衰变、半衰期及原子核衰变的规律知道衰变、半衰期及原子核衰变的规律，了解核反应及了解核反应及 放射性同位素应用的基本观念和相关实验证据。放射性同位素应用的基本观念和相关实验证据。2.科学思维科学思维理解原子核的衰变规律理解原子核的衰变规律 及半衰期的计算方法及半衰期的计算方法，掌握核反应方程的写法与放射性同位素的应用掌握核反应方程的写法与放射性同位素的应用，培养分析培养分析、推理推理 能力。能力。3.科学探究科学探究通过学习科学家对放射性元素衰变的探究通过学习科学家对放射性元素衰变的探究，学会观察和思考学会观察和思考，

2、提提 升科学探究的能力。升科学探究的能力。4.科学态度与责任科学态度与责任学会坚持实事求是的科学态度学会坚持实事求是的科学态度，体验科学家体验科学家 探索科学规律的艰辛和科学研究的价值探索科学规律的艰辛和科学研究的价值，激发学习兴趣。激发学习兴趣。 阅读本节教材阅读本节教材，回答第回答第 108 页页“问题问题”并梳理必要的知识点并梳理必要的知识点。 教材教材 P108“问题问题”提示：提示：真的存在真的存在，但不是化学方法但不是化学方法，是原子核的衰变。是原子核的衰变。 一、原子核的衰变一、原子核的衰变 1定义定义 原子核自发地放出原子核自发地放出粒子粒子或或粒子粒子， 由于核电荷数变了由于

3、核电荷数变了， 它在元素周期表中的位置就它在元素周期表中的位置就 变了变了，变成另一种变成另一种原子核原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变我们把这种变化称为原子核的衰变。 2衰变分类衰变分类 (1)衰变：放出衰变：放出粒子的衰变粒子的衰变。 (2)衰变：放出衰变：放出粒子的衰变粒子的衰变。 3衰变过程衰变过程 238 92U23490Th 4 4 2 2He。 。 234 90Th23491Pa 0 0 1 1e。 。 4衰变规律衰变规律 (1)原子核衰变时原子核衰变时电荷数电荷数和和质量数质量数都守恒都守恒。 (2)任何一种放射性元素只有一种放射性任何一种放射性元素只有一种放射性，不能同时

4、既有不能同时既有放射性又有放射性又有放射性放射性，而而 射线伴随射线伴随衰变或衰变或衰变产生衰变产生。 说明：说明：原子核衰变时质量数守恒原子核衰变时质量数守恒，但不是质量守恒但不是质量守恒，有质量减少有质量减少(也叫质量亏损也叫质量亏损)。 二、半衰期与核反应二、半衰期与核反应 1半衰期半衰期 (1)定义定义 放射性元素的原子核有放射性元素的原子核有半数半数发生衰变所需的时间发生衰变所需的时间。 (2)决定因素决定因素 放射性元素衰变的快慢是由放射性元素衰变的快慢是由核内部自身核内部自身的因素决定的的因素决定的， 跟原子所处的化学状态和外跟原子所处的化学状态和外 部条件没有关系部条件没有关系

5、。不同的放射性元素不同的放射性元素，半衰期半衰期不同不同。 (3)应用应用 利用半衰期非常稳定这一特点利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度可以测量其衰变程度、推断时间推断时间。 2核反应核反应 (1)人工核转变：人工核转变： 14 7N 4 4 2 2He 178O 1 1 1 1H。 。 (2)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核新原子核的过程的过程。 (3)特点：在核反应中特点：在核反应中，质量数质量数守恒守恒、电荷数电荷数守恒守恒。 说明说明：半衰期是大量原子核衰变的统计规律半衰期是大量原子核衰变的统计规律，只对大量原子核有意义只对大量原

6、子核有意义，对少数原子对少数原子 核没有意义。核没有意义。 三、放射性同位素的应用与安全三、放射性同位素的应用与安全 1放射性同位素：放射性同位素：很多元素都存在一些具有很多元素都存在一些具有放射性放射性的同位素的同位素，它们被称为放射性它们被称为放射性 同位素同位素。 2放射性同位素的应用：放射性同位素的应用： (1)射线测厚仪射线测厚仪。 (2)放射治疗放射治疗。 (3)培优培优、保鲜保鲜。 (4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的相同的化学性质化学性质，用放射性同位素替换用放射性同位素替换 非放射性的同位素后非放射性的同位素后，可以探测出原子到达的

7、位置可以探测出原子到达的位置。 3辐射与安全：辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织过量的射线对人体组织有破坏有破坏 作用作用。要防止放射性物质对水源要防止放射性物质对水源、空气空气、用具等的污染用具等的污染。 说明：说明：一般放射性同位素半衰期短一般放射性同位素半衰期短，而且强度容易控制而且强度容易控制，使用更广泛。使用更广泛。 1思考判断思考判断(正确的打正确的打“”“”，错误的打错误的打“”“”) (1)原子核发生原子核发生衰变时衰变时，核的质子数减少核的质子数减少 2，而质量数减少而质量数减少 4。() (2)对放射性元素加热时对放射

8、性元素加热时，其半衰期缩短其半衰期缩短。() (3)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒。() (4)在用到射线时在用到射线时，利用人工放射性同位素和天然放射性物质都可以利用人工放射性同位素和天然放射性物质都可以。() 2(多选多选)原子核原子核 238 92U 经放射性衰变经放射性衰变变为原子核变为原子核 234 90Th，继而经放射性衰变继而经放射性衰变变为变为 原子核原子核 234 91Pa，再经放射性衰变再经放射性衰变变为原子核变为原子核 234 92U。下列选项正确的是下列选项正确的是() A是是衰变衰变B是是衰变衰变

9、C是是衰变衰变D是是衰变 衰变 ABC23892U 234 90Th，质量数少质量数少 4，电荷数少电荷数少 2，说明说明为为衰变衰变，A 正确；正确； 234 90Th 234 91Pa，质子数加质子数加 1，质量数不变质量数不变，说明说明为为衰变衰变，中子转化成质子中子转化成质子，B 正确正确； 234 91Pa 234 92U，质子数加质子数加 1，质量数不变质量数不变，说明说明为为衰变衰变，中子转化成质子中子转化成质子，C 正确正确， D 错误。错误。 3(多选多选)关于放射性的应用关于放射性的应用，下列说法正确的是下列说法正确的是() A利用利用射线使空气电离射线使空气电离，把静电荷

10、导走把静电荷导走 B利用利用射线照射植物的种子射线照射植物的种子，使产量显著增加使产量显著增加 C利用利用射线来治疗肺癌射线来治疗肺癌、食道癌等疾病食道癌等疾病 D利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子作为示踪原子 ACD射线的电离作用很强射线的电离作用很强，利用利用射线的电离作用射线的电离作用，A 正确正确；射线对生物具有射线对生物具有 物理物理、化学作用化学作用，照射种子可使基因变异照射种子可使基因变异，可用于放射性治疗可用于放射性治疗，射线不具有生物作用射线不具有生物作用， B 错误错误，C 正确正确；同位素的核

11、外电子数相同同位素的核外电子数相同，化学性质相同化学性质相同，放射性同位素带有放射性同位素带有“ “放射放射 性标记性标记”，可用探测器探测可用探测器探测，D 正确。正确。 对原子核衰变的理解对原子核衰变的理解 (教师用书独具教师用书独具)教材教材 P109“思考与讨论思考与讨论”提示：新核的质量数与原来的核质量数减提示：新核的质量数与原来的核质量数减 少少 4，在元素周期表中位置向前移两位在元素周期表中位置向前移两位。衰变的质量数减少衰变的质量数减少 4，核电荷数减少核电荷数减少 2。 原子核原子核衰变实质是放出一个氦原子核衰变实质是放出一个氦原子核，衰变实质是放出一个电子。衰变实质是放出一

12、个电子。 试探究：试探究：(1)放射性元素能不能一次衰变同时产生放射性元素能不能一次衰变同时产生射线和射线和射线？射线？ (2)射线又是怎样产生的？射线又是怎样产生的？ 提示：提示：(1)不能不能，一次衰变只能是一次衰变只能是衰变或衰变或衰变衰变，而不能同时发生而不能同时发生衰变和衰变和衰变。衰变。 (2)放射性的原子核在发生放射性的原子核在发生衰变、衰变、衰变时产生的新核处于高能级衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低这时它要向低 能级跃迁能级跃迁，并放出并放出光子。光子。 1衰变实质衰变实质 衰变衰变： 原子核内两个质子和两个中子结合成一个原子核内两个质子和两个中子结合成一个粒子粒子，

13、并在一定条件下作为一个并在一定条件下作为一个 整体从较大的原子核中抛射出来整体从较大的原子核中抛射出来，产生产生衰变衰变。 转化方程为转化方程为 2 1 1 0 0n 2 1 1 1 1H 4 4 2 2He。 。 衰变衰变：原子核内的一个中子变成一个质子留在原子核内原子核内的一个中子变成一个质子留在原子核内，同时放出一个电子同时放出一个电子，即即 粒子放射出来粒子放射出来。 转化方程为转化方程为 1 1 0 0n 11H 0 1e。 。 2衰变规律衰变规律 原子核发生衰变时原子核发生衰变时，遵循三个守恒定律遵循三个守恒定律 (1)衰变前后的电荷数守恒衰变前后的电荷数守恒。 (2)质量数守恒质

14、量数守恒。 (3)动量守恒动量守恒。 3衰变方程通式衰变方程通式 (1)衰变：衰变： A A Z ZX A 4 Z2Y 4 4 2 2He。 。 (2)衰变：衰变： A A Z ZX A Z1Y 0 1e。 。 4确定原子核衰变次数的方法与技巧确定原子核衰变次数的方法与技巧 (1)方法方法： 设放射性元素设放射性元素 A A Z ZX 经过 经过 n 次次衰变和衰变和 m 次次衰变后衰变后， 变成稳定的新元素变成稳定的新元素 A ZY， 则衰变方程为：则衰变方程为： A A Z ZX AZYn 4 4 2 2He m 0 1e 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：根据电荷数守恒和质量数守恒可列

15、方程： AA4n，ZZ2nm 以上两式联立解得：以上两式联立解得：nA A 4 ，mA A 2 ZZ 由此可见由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。 (2)技巧：为了确定衰变次数技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定一般先由质量数的改变确定衰变的次数衰变的次数(这是因为这是因为 衰变的次数多少对质量数没有影响衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定然后根据衰变规律确定衰变的次数衰变的次数。 【例【例 1】 238 92U 核经一系列的衰变后变为核经一系列的衰变后变为 206 82Pb 核核，问：问： (1)一共经过几

16、次一共经过几次衰变和几次衰变和几次衰变？衰变？ (2)20682Pb 与与 238 92U 相比相比，质子数和中子数各少了多少？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综合写出这一衰变过程的方程。 思路点拨：思路点拨：(1)衰变和衰变和衰变方程遵守质量数守恒和电荷数守恒的规律。衰变方程遵守质量数守恒和电荷数守恒的规律。 (2)在写方程时用在写方程时用“”“”而不能用而不能用“”号号，因为质量并不相等因为质量并不相等，且也不可逆。且也不可逆。 解析解析(1)设设 238 92U 衰变为衰变为 206 82Pb 经过经过 x 次次衰变和衰变和 y 次次衰变。由质量数守恒和电荷衰

17、变。由质量数守恒和电荷 数守恒可得数守恒可得 2382064x 92822xy 联立联立解得解得 x8，y6 即一共经过即一共经过 8 次次衰变和衰变和 6 次次衰变。衰变。 (2)由于每发生一次由于每发生一次衰变质子数和中子数均减衰变质子数和中子数均减少少 2， 每发生一次每发生一次衰变中子数减衰变中子数减少少 1， 而质子数增加而质子数增加 1，故故 206 82Pb 较较 238 92U 质子数少质子数少 10，中子数少中子数少 22。 (3)衰变方程为衰变方程为 238 92U20682Pb8 4 4 2 2He 6 0 0 1 1e。 。 答案答案 (1)8 次次衰变和衰变和 6 次

18、次衰变衰变(2)1022 (3)23892U20682Pb8 4 4 2 2He 6 0 1e 衰变次数的判断方法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。衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。 (2)每发生一次每发生一次衰变衰变，质子数、中子数均减少质子数、中子数均减少 2。 (3)每发生一次每发生一次衰变衰变，中子数减少中子数减少 1，质子数增加质子数增加 1。 跟进训练跟进训练 1(多选多选)原子序数大于或等于原子序数大于或等于 83 的所有元素的所有元素，都能自发地放出射线都能自发地放出射线。这些射线共这些射线共 有三种：有三种：射线射线、射线和射线和射线射线。下列说

19、法中正确的是下列说法中正确的是() A原子核每放出一个原子核每放出一个粒子粒子，原子序数减少原子序数减少 2 B原子核每放出一个原子核每放出一个粒子粒子，原子序数增加原子序数增加 4 C原子核每放出一个原子核每放出一个粒子粒子，原子序数减少原子序数减少 1 D原子核每放出一个原子核每放出一个粒子粒子，原子序数增加原子序数增加 1 AD发生一次发生一次衰变衰变，核电荷数减少核电荷数减少 2，质量数减少质量数减少 4，原子序数减少原子序数减少 2；发生一；发生一 次次衰变衰变，核电荷数、原子序数增加核电荷数、原子序数增加 1，故故 A、D 正确。正确。 半衰期的理解与应用半衰期的理解与应用 放射性

20、元素氡放射性元素氡(22286Rn)经经衰变成为钋衰变成为钋(21884Po)，半衰期约为半衰期约为 3.8 天天；但勘测表明但勘测表明，经过经过 漫长的地质年代后漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素 222 86Rn 的矿石。的矿石。 试探究试探究：(1)甲同学说甲同学说 222 86Rn 主要存在于地球深处的矿石中主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的温度和压力改变了它的 半衰期半衰期，这种说法对吗？这种说法对吗？ (2)如果不对如果不对，那到底是什么原因呢？那到底是什么原因呢？ 提示：提示：(1)不对。放射性元素的半衰期由原

21、子核本身的因素决定不对。放射性元素的半衰期由原子核本身的因素决定，与外界环境等因与外界环境等因 素无关。素无关。 (2)地壳中原有的地壳中原有的 222 86Rn 早已衰变完了早已衰变完了，目前地壳中的目前地壳中的 222 86Rn 主要来自其他放射性元主要来自其他放射性元 素的衰变。素的衰变。 1对半衰期的理解：对半衰期的理解：半衰期表示放射性元素衰变的快慢半衰期表示放射性元素衰变的快慢。 。 2半衰期公式：半衰期公式：N余 余 N 原原 1 2 t ， ，m余 余 m0 1 2 t ， ，式中式中 N原 原、 、m0表示衰变前的原子数表示衰变前的原子数 和质量和质量，N余 余、 、m 余余

22、表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量 表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间表示衰变时间，表示表示 半衰期半衰期。 3适用条件：适用条件：半衰期是一个统计概念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 是对大量的原子核衰变规律的总结，对于对于 一个特定的原子核一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变无法确定其何时发生衰变，半衰期只适用于大量的原子核半衰期只适用于大量的原子核。 【例【例 2】碘碘 131 核不稳定核不稳定，会发生会发生衰变衰变，其半衰期为其半衰期为 8 天天。 (1)碘碘 131 核的衰变方程：核的衰变方程：13153I_(衰变后的元素用衰变后的元

23、素用 X 表示表示)。 (2)经过经过_天天 75%的碘的碘 131 核发生了衰变核发生了衰变。 解析解析(1)13153I13154X 0 0 1 1e (2)75%的碘发生了衰变的碘发生了衰变，即即 25%的未衰变。的未衰变。 即即 m m0 25%1 4 1 2 2 共经历了两个半衰期即共经历了两个半衰期即 16 天。天。 答案答案 (1)13153I13154X 0 1e (2)16 有关半衰期的两点提醒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，而不是样本质量而不是样本质量 减少一半的时间。减少

24、一半的时间。 (2)经过经过 n 个半衰期个半衰期，剩余原子核剩余原子核 N剩 剩 1 2nN 总总。 。 跟进训练跟进训练 2新发现的一种放射性元素新发现的一种放射性元素 X，它的氧化物它的氧化物 X2O 的半衰期为的半衰期为 8 天天，X2O 与与 F 发生发生 化学反应化学反应 2X2O2F2=4XFO2之后之后，XF 的半衰期为的半衰期为() A2 天天B4 天天C8 天天D16 天天 C放射性元素的衰变快慢由原子核内部的自身因素决定放射性元素的衰变快慢由原子核内部的自身因素决定，与原子的化学状态无与原子的化学状态无 关关，故半衰期仍为故半衰期仍为 8 天天，A、B、D 错误错误，C

25、正确。正确。 核反应与放射性同位素的应用核反应与放射性同位素的应用 用人工方法得到放射性同位素用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现这是一个很重要的发现，天然放射性同位素只不天然放射性同位素只不过过 40 几种几种， 而今天人工制造的放射性同位素已达而今天人工制造的放射性同位素已达 1 000 多种多种。 放射性同位素在工业放射性同位素在工业、 农业农业、 医疗卫生和科学研究的许多方面都得到了广泛的应用。医疗卫生和科学研究的许多方面都得到了广泛的应用。 试探究：试探究：(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失，这是什么原因？这是什么原因？

26、 (2)在我国首次用人工方法合成牛胰岛素时在我国首次用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟 天然牛胰岛素结晶是同一种天然牛胰岛素结晶是同一种，为此采用放射性同位素为此采用放射性同位素 14C 的作用是什么？ 的作用是什么？ 提示：提示：(1)放射线的电离作用放射线的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和， 所以使验电器所带电荷消失。所以使验电器所带电荷消失。 (2)示踪原子。示踪原子。 1核反应核反应 (1)原子核人工转变的三大发现原子核人工转变的三大发现 11919 年卢瑟福发现质

27、子的核反应： 年卢瑟福发现质子的核反应： 14 7N 4 4 2 2He 178O 1 1 1 1H。 。 21932 年查德威克发现中子的核反应： 年查德威克发现中子的核反应： 9 9 4 4Be 4 4 2 2He 126C 1 1 0 0n。 。 31934 年约里奥 年约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：2713Al 4 4 2 2He 3015P 1 1 0 0n； ；3015P3014Si 0 1e。 。 (2)人工转变核反应与衰变的比较人工转变核反应与衰变的比较 1不同点：原子核的人工转变是一种核反应 不同点：原子核的人工转变

28、是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果是其他粒子与原子核相碰撞的结果， 需要一定的装置和条件才能发生需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化而衰变是原子核的自发变化，它不受物理和化学条件它不受物理和化学条件 的影响的影响。 2相同点 相同点：人工转变与衰变过程一样人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应反应 前后粒子总动量守恒前后粒子总动量守恒。 2 2放射性同位素的应用放射性同位素的应用 (1)放射性同位素的分类放射性同位素的分类 可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素两种可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素两种

29、，天然放射性同位素不过天然放射性同位素不过 40 多多 种种，而人工放射性同位素已达而人工放射性同位素已达 1 000 多种多种，每种元素都有自己的放射性同位素每种元素都有自己的放射性同位素。 (2)人工放射性同位素的优点人工放射性同位素的优点 1放射强度容易控制 放射强度容易控制。 2可以制成各种所需的形状 可以制成各种所需的形状。 3半衰期比天然放射性物质短得多 半衰期比天然放射性物质短得多， 放射性废料容易处理放射性废料容易处理。 因此因此， 凡是用到射线时凡是用到射线时， 用的都是人工放射性同位素用的都是人工放射性同位素。 (3)放射性同位素的主要应用放射性同位素的主要应用 利用它的射

30、线利用它的射线。 a.a.工业部门使用射线测厚度工业部门使用射线测厚度利用利用射线的穿透特性；射线的穿透特性； b.b.农业应用农业应用利用利用射线使种子的遗传基因发生变异射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌杀死使食物腐败的细菌， 抑制蔬菜发芽抑制蔬菜发芽，延长保存期等；延长保存期等； c.c.医疗上医疗上利用利用射线的高能量治疗癌症射线的高能量治疗癌症。 作为示踪原子作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质，通过探测放通过探测放 射性同位素的射线确定其位置射性同位素的射线确定其位置。 【例【例 3】(多选多选)关于放

31、射性同位素的应用下列说法中正确的有关于放射性同位素的应用下列说法中正确的有() A放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电， ，因此达到了消除有害静电的因此达到了消除有害静电的 目的目的 B利用利用射线的贯穿性可以为金属探伤射线的贯穿性可以为金属探伤 C用放射线照射作物种子能使其用放射线照射作物种子能使其 DNA 发生变异发生变异，其结果一定是成为更优秀的品其结果一定是成为更优秀的品 种种 D用用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤以免对人体正常组织造成太大的伤 害害 思路点拨：思路点拨：(

32、1)射线电离能力强。射线电离能力强。 (2)射线的穿透能力强。射线的穿透能力强。 BD利用放射线消除有害静电是利用利用放射线消除有害静电是利用射线的电离性射线的电离性，使空气分子电离成导体使空气分子电离成导体， 将静电泄出将静电泄出， A 错误错误； 利用利用射线的穿透性可以为金属探伤射线的穿透性可以为金属探伤， 射线对人体细胞伤害太大射线对人体细胞伤害太大， 因此不能用来人体透视因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，B、D 正确正确；DNA 变异并变异并 不一定都是有益的不一定都是有益的，C 错误。错误。 放射性同位素的两类应用放射性同位素的两类

33、应用 (1)利用它的射线利用它的射线：射线的电离作用射线的电离作用，射线的贯穿本领和生物作用射线的贯穿本领和生物作用，射线的贯穿射线的贯穿 本领。本领。 (2)作为示踪原子：多数情况下用作为示踪原子：多数情况下用射线射线，因为因为射线难以探测到。射线难以探测到。 跟进训练跟进训练 3(多选多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子( ) A射线探伤仪射线探伤仪 B利用含有放射性碘利用含有放射性碘 131 的油的油，检测地下输油管的漏油情况检测地下输油管的漏油情况 C利用钴利用钴 60 治疗肿瘤等疾病治疗肿瘤等疾病 D把含有放射性元素的肥料施给农作物把

34、含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在用检测放射性的办法确定放射性元素在 农作物内转移和分布情况农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律找出合理施肥的规律 BDA 是利用了是利用了射线的穿透性射线的穿透性，A 错误；错误；C 利用了利用了射线的生物作用射线的生物作用，C 错误；错误； B、D 是利用示踪原子。是利用示踪原子。 4完成下列各核反应方程完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的中子和正电子的。 (1)105B42He137N() (2)94Be()126C10n (3)27 13Al()2712M

35、g11H (4)147N42He178O() (5)2311Na()2411Na11H (6)2713Al42He10n()；3015P3014Si() 解析解析(1)105B42He137N10n (2)94Be42He126C10n 由此核反应使查德威克首次发现了中子。由此核反应使查德威克首次发现了中子。 (3)2713Al10n2712Mg11H (4)147N42He178O11H 此核反应使卢瑟福首次发现了质子。此核反应使卢瑟福首次发现了质子。 (5)23 11Na21H2411Na11H (6)2713Al42He10n3015P； 30 15P3014Si 0 1e(正电子 正电

36、子) 此核反应使约里奥此核反应使约里奥居里夫妇首次发现了正电子。居里夫妇首次发现了正电子。 答案答案 见解析见解析 1物理观念：物理观念：原子核的衰变原子核的衰变、半衰期半衰期、核反应及放射性同位素核反应及放射性同位素。 2科学思维：科学思维：衰变及核反应规律的理解衰变及核反应规律的理解，半衰期的理解与计算半衰期的理解与计算，放射性同位素的放射性同位素的 应用应用。 3科学方法：科学方法：实验法实验法、计算法计算法、比较法比较法。 1(多选多选)下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A衰变放出的电子来自组成原子核的电子衰变放出的电子来自组成原子核的电子 B衰变实质是核内的中子转化成了一个

37、质子和一个电子衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子 C衰变说明原子核中含有衰变说明原子核中含有粒子粒子 D射线总是伴随其他衰变发生射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波它的本质是电磁波 BD原子核发生原子核发生衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电 子子，故故 A 错误错误；B 正确正确；射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和 两个质子结合在一起而从原子核中释放出来两个质子结合在一起而从原子核中释放出来，C 错误错误；射线总是伴随着其他衰变发生射线总

38、是伴随着其他衰变发生， 它的本质是电磁波它的本质是电磁波，故故 D 正确。正确。 2 有一种新型镍铜长效电池有一种新型镍铜长效电池， 它是采用半衰期长它是采用半衰期长达 达 100 年的放射性同位素年的放射性同位素镍镍 63(6328Ni) 和铜两种金属作为长寿命电池的材料和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍利用镍 63 发生发生衰变时释放电子给铜片衰变时释放电子给铜片，把把镍镍 63 和铜片作电池两极和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能外接负载为负载提供电能。下面有关该电池的说法正确的是下面有关该电池的说法正确的是 () A镍镍 63 的衰变方程是的衰变方程是 63 28Ni6329

39、Cu 0 1e B镍镍 63 的衰变方程是的衰变方程是 63 28Ni6327Cu 0 0 1 1e C外接负载时镍外接负载时镍 63 的电势比铜片低的电势比铜片低 D该电池内电流方向是从镍片到铜片该电池内电流方向是从镍片到铜片 A镍镍 63 的衰变方程为的衰变方程为 63 28Ni 0 1e 6329Cu，选项选项 A 正确正确，B 错误错误；电流方向为正电电流方向为正电 荷定向移动方向荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到镍片在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高镍片电势高，选项选项 C、D 错误。错误。 3(多选多选)以下是物理学史上以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程个著名的核反应

40、方程 x73Li2yy147Nx178Oy94Bez 126C x、y 和和 z 是是 3 种不同的粒子种不同的粒子，下列说法正确的是下列说法正确的是() Ax 为为粒子粒子Bx 为质子为质子 Cy 为为粒子粒子Dz 为中子为中子 BCD根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定 x 为质子为质子 1 1 1 1H， ，y 为为 4 2He 核即核即粒子粒子， z 为中子为中子 1 0n，故故 B、C、D 正确。正确。 4(多选多选)14C 发生放射性衰变成为发生放射性衰变成为 14N， ，半衰期约半衰期约 5 700 年年。已知植物存活期间已知植物存活期间，其其 体

41、内体内 14C 与 与 12C 的比例不变 的比例不变；生命活动结束后生命活动结束后，14C 的比例持续减少的比例持续减少。现通过测量得知现通过测量得知， 某古木样品中某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是下列说法正确的是 () A该古木的年代距今约该古木的年代距今约 5 700 年年 B12C、13C、14C 具有相同的中子数具有相同的中子数 C14C 衰变为衰变为 14N 的过程中放出 的过程中放出射线射线 D增加样品测量环境的压强将加速增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变 的衰变 AC古木样品中古木样

42、品中 14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义根据半衰期的定义 知该古木的年代距今约知该古木的年代距今约 5 700 年年，选项选项 A 正确正确；同位素具有相同的质子数同位素具有相同的质子数，不同的中子不同的中子 数数，选项选项 B 错误错误；14C 的衰变方程为的衰变方程为 1414 6 6C 1414 7 7N 0 0 1 1e， ，所以此衰变过程放出所以此衰变过程放出射线射线，选项选项 C 正确正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件与原子所处的化学状态和外

43、部条件 无关无关，选项选项 D 错误。错误。 5(思维拓展思维拓展)如图所示是某著名物理实验装置图如图所示是某著名物理实验装置图， ，科学家利用该装置第一次实现科学家利用该装置第一次实现 了原子核的人工转变了原子核的人工转变。 问题探究：问题探究：(1)请完成该核反应方程；请完成该核反应方程； (2)请写出这位科学家的名字及他发现了什么？请写出这位科学家的名字及他发现了什么？ 解析解析(1)核反应方程是：核反应方程是： 4 4 2 2He 1414 7 7N 1717 8 8O 1 1 1 1H。 。 (2)卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变并发现了质子。卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变并发现了质子。 答案答案 见解析见解析