2017-2018学年（沪科版）高中物理选修3-5（同步课件+学业分层测评+教师用书）：4.2原子核的衰变 (3份打包)

学业分层测评 知识点一 知识点二 4.2原子核的衰变 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道天然放射现象，了解放射性及放射性元素的概念．(重点) 2．掌握天然放射线中的“三剑客”的本质和特点．(重点、难点) 3．掌握原子核衰变的规律，知道α衰变、β衰变的本质．(重点、难点) 4．理解半衰期的概念，会应用半衰期公式解决相关问题．(重点) 天然放射现象的发现及放射线的本质 射线 射线 放射性 贝可勒尔 天然放射 eq \o([先填空]) 1．天然放射现象的发现 (1)天然放射现象：物质能自发地放出____的现象． (2)放射性：物质放出____的性质，叫做放射性． (3)放射性元素：具有______的元素，叫做放射性元素． (4)天然放射现象的发现：1896年，法国物理学家________发现了________现象． 较小 正电 α粒子流 氦原子核 较大 负电 电子流 不带电 电磁波 2．天然放射线中的“三剑客” (1)本质 ①α射线：在磁场作用下发生偏转，偏转角度____，是带____的高速运动的________，电荷数为2，质量数为4，本质是_________． ②β射线：在磁场作用下与α射线“分道扬镳”，朝另一个方向偏转，偏转角度____，是带____的高速运动的_______． ③γ射线：在磁场中不偏转，是_______的波长很短的______． “三剑客” 图4­2­1 如图4­2­1为三剑客在磁场中的运动情况． 十分之一 电离 底片 穿透本领很小 光速 较弱 很小 很强 (2)本领 ①α射线：α粒子射出时的速度大约是光速的_________，有很强的____作用，很容易使空气电离，使照相____感光，但____________．一张纸就能挡住． ②β射线：β射线的速度接近____，对物质的穿透本领较强，能穿透几毫米厚的铝板，但电离作用____． ③γ射线：电离作用____，穿透本领____，能穿透几厘米厚的铅板． eq \o([再判断]) 1．放射性元素发出的射线可以直接观察到．(×) 2．放射性元素发出的射线的强度可以人工控制．(×) 3．α射线的穿透本领最强，电离作用很弱．(×) 4．原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性．(√) eq \o([后思考]) 天然放射现象说明了什么？ 【提示】天然放射现象说明了原子核具有复杂的内部结构． eq \o([核心点击]) 1．三种射线的比较如下表 种类 α射线 β射线 γ射线 组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波) 带电荷量 2e －e 0 质量 4mpmp＝1.67× 10－27 kg eq \f(mp,1 836) 静止质量为零 速度 0.1c 0.99c c 在电场或 磁场中 偏转 与α射线反向偏转 不偏转 贯穿本领 最弱用纸能挡住 较强穿透几毫米的铝板 最强穿透几厘米的铅板 对空气的电离作用 很强 较弱 很弱 在空气中的径迹 粗、短、直 细、较长、曲折 最长 通过胶片 感光 感光 感光 2.三种射线在电场和磁场中的偏转 (1)在匀强电场中，γ射线不发生偏转，做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，β粒子的偏移大，如图4­2­2所示． 图4­2­2 位移x可表示为x＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)·eq \f(qE,m) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(y0,v)))2∝eq \f(q,mv2) 所以，在同样条件下β粒子与α粒子偏移之比为eq \f(xβ,xα)＝eq \f(e,2e)×eq \f(4,\f(1,1 836))×eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,10)c))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(99,100)c))2)＝37. (2)在匀强磁场中：γ射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，如图4­2­3所示． 图4­2­3 根据qvB＝eq \f(mv2,R)得R＝eq \f(mv,qB)∝eq \f(mv,q) 所以，在同样条件下β粒子与α粒子的轨道半径之比为eq \f(Rβ,Rα)＝eq \f(\f(1,1 836),4)×eq \f(\f(99,100)c,\f(c,10))×eq \f(2e,e)＝eq \f(1,371). 1．关于天然放射现象，下列说法正确的是( ) A．α射线是由氦原子核组成的 B．β射线是由原子核外电子电离产生 C．γ射线是由原子核外的内层