5.2 放射性元素的衰变（导学案）-【鼎力课堂】2022-2023学年高二物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019选择性必修第三册）

第2节　放射性元素的衰变 【知识梳理与方法突破】 一、原子核的衰变 1.衰变实质 （1）衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个粒子，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，反应方程为。 （2）衰变：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，即粒子放射出来，反应方程为。 2.衰变规律 原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数、质量数、动量、能量守恒。 3.衰变方程通式 （1）衰变：。 （2）衰变：。 4.确定原子核衰变次数的方法与技巧 （1）方法：设放射性元素经过次衰变和次衰变后，变成稳定的新元素，则衰变方程为：。根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程，，，联立解得，。由此可见，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，一般先由质量数的改变确定衰变的次数（这是因为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衰变的次数。 【例1】原子序数为92质量数为238的铀核经过x次衰变和y次衰变后变成一种稳定的原子序数为86质量数为222的氡核，x、y分别是（　　） A．6、4 B．4、4 C．4、2 D．6、2 【针对训练1】2020年3月15日中国散列中子源（CSS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是（　　） A．粒子轰击，生成并产生了中子 B．经过4次衰变，2次衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个 C．射线实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗 D．衰变中释放的电子是核内质子转化为中子过程中产生的 2、 半衰期的理解及有关计算 1.半衰期的物理意义： 表示放射性元素衰变的快慢。 2.半衰期公式： ，，式中、表示衰变前的原子数和质量，、表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，表示衰变时间，表示半衰期。 3.适用条件： 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，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，半衰期只适用于大量的原子核。 4.应用： 利用半衰期非常稳定的特点，可以测算其衰变过程，推算时间等。 【例2】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过24天后，该药物中碘131的含量大约还有（　　） A． B． C． D． 【针对训练2】C发生放射性衰变成为N，半衰期为5700年。已知植物存活期间，其体内C与C的比例不变；生命活动结束后，C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中C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（　　） A．该古木采伐的年代距今约2850年 B．C衰变为N的过程中放出β射线 C．C、C具有相同的中子数 D．增加样品测量环境的压强将加速C的衰变 【巩固提升】 1．静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（　　） A．Bi→Tl＋He B．Bi→Po＋H C．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4 2．钍核（）具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤核（），同时伴随有γ射线产生，其方程为    ，则x粒子为（　　） A．质子 B．中子 C．α粒子 D．β粒子 3．秦山核电站生产的核反应方程为，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（    ） A．X是中子 B．可以用作示踪原子 C．来自原子核外 D．经过一个半衰期，10个将剩下5个 4．1956 年吴健雄用半衰期为5.27年的空放射源对李政道和杨振宁提出的在弱相互作用中宇称不守恒进行实验验证。的衰变方程式为→+ +（其中是反中微子，它的电荷为零，质量可认为等于零）。下列说法正确的是（　　） A．此核反应为α衰变 B．增大压强可使的半衰期变为10.54年 C．的核子数为60，核电荷数为28 D．衰变能释放出，说明其原子核内有 5．2021年5月7日，外交部发言人汪文斌表示，日本福岛核事故污染水排海事关全球海洋生态环境安全，事关各国人民生命健康，国际社会普遍对日方此举表示强烈不满。核污染水中含有大量核反应产生的放射性碘131，人吃了被碘131污染的海产品会患病。已知碘131的衰变方程为，半衰期为8天。下列说法正确的是（　　） A．碘131发生的衰变是衰变 B．100个碘131原子核经过16天后一定还有25个未衰变 C．碘131衰变能释放出，说明了碘131原子核中有 D．此衰变的实质是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子 6．地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算。测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期时不含铅）的一半，铀238衰变后形成铅