高中物理第3章原子核与放射性章末分层突破教师用书鲁科版选修3-5.pdf
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1、精品教案可编辑第 3 章 原子核与放射性自我校对 氮17 8O11H 查德威克12 6C10n质子N12M12精品教案可编辑42He 0 1e_原子核的衰变及半衰期1.原子核的衰变放射性元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变2衰变规律电荷数和质量数都守恒3衰变的分类(1)衰变的一般方程:AZXA4Z2Y42He,每发生一次衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数减小2,质量数减少4.衰变的实质:是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核)(核内 211H 210n42He)精品教案可编辑(2)衰变的一般方程:AZXAZ1Y01e.每发生一次衰变,新元素与原元素相
2、比较,核电荷数增加1,质量数不变 衰变的实质:是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子(核内10n11H0 1e)衰变:3015P3014Si01e.(3)射线是伴随衰变或 衰变同时产生的,射线不改变原子核的电荷数和质量数射线实质:是放射性原子核在发生衰变或衰变时,产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出的光子4半衰期不同元素的半衰期是不一样的,其差别可以很大例如,有的半衰期可以达到几千年甚至上万年,也有的半衰期不到1 秒在一个半衰期T1/2内,将有一半的原子核发生衰变,经过时间t后,则剩余没有衰变的原子核个数NN012,或没有衰变的原子核质量mM12,公式适用于大量
3、的原子核,该规律是宏观统计规律,对个别原子核无意义238 92U 放射性衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成210 83Bi,而210 83Bi 可以经一次衰变变成210aX(X 代表某一种元素),也可以经一次衰变变成b81Ti,210aX 和b81Ti最后都变成206 82Pb,衰变路径如图3-1 所示,则图中()Aa84,b206B是 衰变,是衰变C是衰变,是衰变D.b81Ti 经过一次衰变变成206 82Pb精品教案可编辑E.b81Ti 经过一次衰变变成206 82Pb【解析】210 83Bi 经一次衰变变成210aX,由于质量数不变,所以只能发生了一次衰变,电荷数增加1 即a 83
4、184,是 衰变,210 83Bi 经一次衰变变成b81Ti,由于电荷数减少2,所以只能发生了一次衰变,质量数减少4,即b210 4206,是衰变,故 A、B 正确,C 错误;206 81Ti 变成206 82Pb,质量数不变,电荷数增加1,所以只能经过一次衰变,故 D 项错误,E 项正确【答案】ABE关于核反应方程1.几个重要的核反应方程2.核反应遵守两个守恒:核电荷数守恒,质量数守恒3核反应方程用“”表示核反应的方向,不能用等号;熟记常见粒子的符号,如:4确定衰变次数的方法精品教案可编辑根据质量数、核电荷数守恒得ZZ 2nmAA 4n二式联立求解得衰变次数n,衰变次数m.一个质子以1.0
5、107 m/s 的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获,铝原子核变成硅原子核已知铝原子核的质量是质子的27 倍,硅原子核的质量是质子的28倍,则下列说法正确的是()【导学号:18850046】A核反应方程为2713Al11H2814SiB核反应方程为2713Al 10n2814SiC硅原子核速度的数量级为107 m/s,方向跟质子的初速度方向一致D硅原子核速度的数量级为105 m/s,方向跟质子的初速度方向一致E质子撞击铝原子核变成硅原子核的过程属于原子核的人工转变反应【解析】由核反应中电荷数和质量数守恒可知A 选项正确,B 选项错误;由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105m/s,即 D 选
6、项正确,C 选项错误;用质子撞击铝原子核变成硅原子核的过程属于原子核的人工转变反应,E正确【答案】ADE射线和 射线在磁场中的运动轨迹分析 射线和 射线在磁场中的运动轨迹,应弄清以下基本规律:(1)衰变过程中,质量数守恒、电荷数守恒(2)衰变过程中动量守恒(3)带电粒子垂直于磁场方向做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力(4)当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变且衰变后粒子运动方向与磁场方向垂直时,大圆一定是粒子或 粒子的轨迹,小圆一定是反冲核的轨迹衰变时两圆外切(如图 3-2甲所示),衰变时两圆内切(如图乙所示)如果已知磁场方向,还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针精品教案可编辑图 3-
7、2静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个 粒子后,其速度方向与磁场方向垂直,测得粒子和反冲核的轨道半径之比为R1R2441,如图 3-3 所示,则()图 3-3A 粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反B原来放射性元素的原子核电荷数为88C反冲核的核电荷数为88D 粒子和反冲核的速度之比为188E原来放射性元素的原子核电荷数为90【解析】微粒之间相互作用的过程遵循动量守恒定律,由于初始总动量为零,则末动量也为零,即粒子和反冲核的动量大小相等,方向相反,选项A 正确放出的 粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动由Bqvmv2R得RmvBq若原来放射性元素的原子核电荷数为Q,
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