物理选择性必修 第三册第五章 原子核2 放射性元素的衰变第2课时学案

这是一份物理选择性必修 第三册第五章 原子核2 放射性元素的衰变第2课时学案，共7页。学案主要包含了核反应，放射性同位素及其应用，辐射与安全，填空题等内容，欢迎下载使用。
第2课时 核反应 放射性同位素及其应用
1.知道核反应及其遵循的规律.
2.知道什么是放射性同位素和人工转变的放射性同位素.
3.了解放射性在生产和科学领域的应用和防护．
一、核反应
1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程．
2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)H.
3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．
4．核反应的重点总结
5．书写核反应方程的注意事项
（1）质量数守恒和电荷数守恒；
（2）中间用箭头，不能写成等号；
（3）核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化．
二、放射性同位素及其应用
1．放射性同位素：具有放射性的同位素．
2．放射性同位素的分类
(1)天然放射性同位素．
(2)人工放射性同位素．
3．应用：
(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．
(2)放射治疗．
(3)培优、保鲜．
(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．
三、辐射与安全
1．人类一直生活在放射性的环境中．
2．过量的射线对人体组织有破坏作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．
一、单选题
1．下列有关核反应的描述正确的是（ ）
A．卢瑟福发现质子的核反应方程是
B．贝克勒尔发现正电子的核反应方程是
C．查德威克发现中子的核反应方程是
D．约里奥·居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是
2．关于核反应方程，下列说法正确的是（ ）
A．是衰变方程
B．是衰变方程
C．是核裂变方程
D．是居里夫妇发现人工放射性同位素的核反应方程
3．下列说法中正确的是( )
A．结合能越大，原子核越稳定
B．放射性同位素的半衰期与元素的化学状态无关
C．核反应中，质量守恒，电荷数守恒
D．衰变的射线，来自核外电子
4．下列说法正确的是（ ）
A．所有的裂变反应都能放出核能
B．放射性同位素的衰变遵守质量和电荷守恒
C．卢瑟福发现质子的核反应方程为
D．是衰变
5．有关原子核反应的典型方程，下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福发现质子的核反应方程是
B．查德威克发现中子的核反应方程是
C．居里夫妇发现人工放射性同位素的方程是
D．铀核的典型裂变方程是
二、多选题
6．关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是（ ）
A．核反应堆发生的是轻核聚变反应
B．核反应堆发生的是重核裂变反应
C．放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关
D．放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关
三、解答题
7．同位素原子在许多方面有着广泛的应用，1934年，科学家在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是，拿走α放射源时，铝箔虽不再发射中子，但仍能继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期.
(1)写出α粒子轰击铝产生中子的核反应方程式；
(2)上述产生的具有放射性的同位素叫做放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式；
(3)简要说明放射性同位素的应用，并至少举出两个实际应用的例子．
四、填空题
8．天然放射性元素铀可以放出三种射线，其中能被一张纸挡住的是______（选填“α”“β”或“γ”）射线。1934年，约里奥一居里夫妇用该射线去轰击，首次获得了人工放射性同位素，该核反应方程为_________。
参考答案
1．D
【详解】
A．卢瑟福发现质子的核反应方程是，故A错误；
B．约里奥·居里夫妇发现正电子的核反应方程是，故B错误；
C．查德威克发现中子的核反应方程是，故C错误；
D．约里奥·居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是，故D正确。
故选D。
2．D
【解析】
【详解】
A.核反应方程是轻核的聚变，故A错误；
B、是人工核反应，是高速α粒子轰击氮核从氮核中打出质子，是发现质子的核反应方程，故B错误；
C、是重核裂变方程，需要中子轰击才能发生核裂变，故C错误；
D、根据物理学史可知，居里夫妇用α粒子轰击铝，发现人工放射性的核反应方程；由质量数守恒与电荷数守恒可知，方程是正确的，故D正确。
3．B
【解析】比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误； 放射性同位素的半衰期与元素的化学状态即外界因素均无关，选项B错误；核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，选项C错误； 衰变的射线，来自核内中子转化为质子时放出的电子，选项D错误；故选B.
4．C
【详解】
A．不是所有的裂变反应都能放出核能，A错误；
B．放射性同位素的衰变遵守质量数守恒和电荷数守恒，但由于释放能量，存在质量的损失，B错误；
C．卢瑟福发现质子的核反应方程为，C正确；
D．核反应是轻核聚变，D错误。
故选C。
5．C
【分析】
本题通过原子物理相关知识考查考生的记忆识别能力和认识理解能力。
【详解】
A．卢瑟福发现质子的核反应方程是
选项A错误；
B．查德威克发现中子的核反应方程是
选项B错误；
C．居里夫妇发现人工放射性同位素的方程是
选项C正确；
D．铀核的典型裂变方程是
选项D错误。
故选C。
6．BC
【解析】
核电站是利用重核的裂变来发电的，重核的裂变形成的链式反应是可在人工控制下进行的，A错误B正确；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C正确D错误．
7．(1) . (2) . (3)利用射线辐射育种，作为示踪原子，检查管道等
【解析】
【详解】
(1) .
(2) .
(3)利用射线辐射育种，作为示踪原子，检查管道等
8．α
【详解】
[1] α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，α射线是高速氦核流；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出β射线；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，是原子核发生衰变时释放的能量以γ光子的形式辐射出来的；
[2] 1934年，约里奥—居里夫妇用α射线去轰击铝箔，发现了中子，其人工核反应方程为：
条件
用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变.
实质
用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变
规律
(1)质量数、电荷数守恒；(2)动量守恒
原子核人工转变的三大发现
(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程：
eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)H
(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：
eq \\al(9,4)Be＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(12, 6)C＋eq \\al(1,0)n
(3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程：
eq \\al(27,13)Al＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(30,15)P＋eq \\al(1,0)n；eq \\al(30,15)P→eq \\al(30,14)Si＋eq \\al( 0,＋1)e.
核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向