高中物理《天然放射现象》知识及题型归纳

二、天然放射现象目的要求复习元素的放射性。

知识要点1.天然放射现象天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。

三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较： 如⑴、⑵图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。

⑶图中γ肯定打在O 点；如果α也打在O 点，则β必打在O 点下方；如果β也打在O 点，则α必打在O点下方。

3.氢原子中的电子云(以下新教材适用)对于宏观质点，只要知道它在某一时刻的位置和速度以及受力情况，就可以应用牛顿定律确定该质点运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度。

对电子等微观粒子，牛顿定律已不再适用，因此不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置。

玻尔理论中说的“电子轨道”实际上也是没有意义的。

更加彻底的量子理论认为，我们只能知道电子在原子核附近各点出现的概率的大小。

在不同的能量状态下，电子在各个位置出现的概率是不同的。

如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来，就像一片云雾一样，可以形象地称之为电子云。

4.激光的特性及其应用普通光源（如白炽灯）发光时，灯丝中的每个原子在什么时候发光，原子在哪两个能级间跃迁，发出的光向哪个方向传播，都是不确定的。

激光是同种原子在同样的两个能级间发生跃迁生成的，其特性是：⑴是相干光。

（由于是相干光，所以和无线电波一样可以调制，因此可以用来传递信息。

光纤通信就是激光和光导纤维结合的产物。

）⑵平行度好。

（传播很远距离之后仍能保持一定强度，因此可以用来精确测距。

激光雷达不仅能测距，还能根据多普勒效应测出目标的速度，对目标进行跟踪。

还能用于在VCD 或计算机光盘上读写数据。

）⑶亮度高。

能在极小的空间和极短的时间内集中很大的能量。

（可⑴ ⑵ ⑶以用来切割各种物质，焊接金属，在硬材料上打孔，利用激光作为手术刀切开皮肤做手术，焊接视网膜。

利用激光产生的高温高压引起核聚变。

课时3天然放射现象知识点一天然放射现象——知识回顾——1．天然放射现象：某些元素放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称．2．三种射线的本质：α射线是，β射线是，γ射线是．——要点深化——贝克勒耳发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种，三种射线的本质和特征对比如下表：——基础自测——如图3所示，使某放射性元素发出的射线垂直进入匀强电场，按图中标号判断( )A．1的穿透本领最强B．2的速度最大C．3的电离本领最大D．1是由原子放出的，2、3不是知识点二原子核的衰变——知识回顾——1．定义：原子核自发地放出某种粒子而转变为的变化叫原子核的．2．分类(1)α衰变：Z A X→Z－2A－4Y＋24He同时放出γ射线(2)β衰变：Z A X→Z＋1A Y＋－10e同时放出γ射线3．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核发生衰变需要的时间．(2)半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的(如压强、温度等)或 (如单质或化合物)无关．4．放射性同位素及应用(1)同位素有些原子的原子核电荷数，但质量数，这样一些具有相同核电荷数和不同中子数的原子互称为同位素．(2)放射性同位素的应用①放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等．②作示踪原子．——要点深化——1．三种衰变的实质(1)α衰变：α衰变的实质是其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)，每发生一次α衰变，新元素与原元素比较，核电荷数减少2，质量数减少4，即Z A X→Z－2A－4Y＋24He(2)β衰变：β衰变的实质是其元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子．每发生一次β衰变，新元素与原元素比较，核电荷数增加1，质量数不变，即Z A X→Z＋1A Y＋－10e(3)γ衰变：γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的，γ衰变不改变原子核的电荷数和质量数．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β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)而辐射出光子．2．原子核衰变时遵守三个守恒电荷数守恒、质量数守恒和动量守恒题型一天然放射现象[例1] 下列关于放射性元素衰变的描述，哪些是错误的( )A．某核放出α粒子、β粒子、γ粒子中的任何一种粒子，都变成一种新元素的原子核．B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关D．β射线和阴极射线都是电子流，因此β射线就是阴极射线。

拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（126）——天然放射现象衰变1、约里奥－居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P 衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________________，P 是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg P随时间衰变的关系如图46－3所示，请估算4 mg 的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg.答案解析：P 衰变的方程：P→Si ＋e，即这种粒子为正电子．题图中纵坐标表示剩余P的质量，经过t天4 mg 的P还剩0.25 mg，也就是1 mg 中还剩mg＝0.062 5 mg，由题图估读出此时对应天数为56天．答案：正电子56天(54～58天都算对)2、在匀强磁场里有一个原来静止的放射性元素碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹在磁场中是两个相切的圆，圆的直径之比为7∶1，如图46－2所示，那么，碳14的衰变方程是( )图46－2A.C―→He ＋BeB.C―→＋1e ＋BC.C―→－1e ＋ND.C―→H ＋B答案解析：因r＝mv/qB，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足m1v1＝m2v2，所以＝/，得＝.答案：C3、放射性同位素Na的样品经过6 h还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是( )A．2 h B．1.5 hC．1.17 h D．0.75 h答案解析：本题考查考生对半衰期的理解，我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4，再经一个半衰期这1/4又会衰变一半只剩1/8，所以题中所给的6 h为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2 h，也可根据m余＝m 原·得＝，T＝2 h.答案：A4、天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图46－1所示，由此可推知( )图46－1A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子答案解析：本题考查学生对天然放射现象中三种射线的认知能力．由图可知：射线①贯穿能力最弱，为α射线，本质是氦核(He)，其电离能力最强；射线③贯穿能力最强，为γ射线，本质是电磁波(光子流)，其电离能力最弱；射线②为β射线，本质是电子流，综上所述，只有D正确．答案：D5、具有天然放射性的90号元素钍的同位素钍232经过一系列α衰变和β衰变之后，变成稳定的82号元素铅208。

高考物理复习：天然放射性现象、半衰期1.在一个23892U 原子核衰变为一个20682Pb 原子核的过程中，发生β衰变的次数为 （ ）A ．6次B ．10次C ．22次D ．32次答案：A 解析：一个23892U 原子核衰变为一个20682Pb 原子核的过程中，发生α衰变的次数为（238-206）÷4=8次，发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6次，选项A 正确。

2.表示放射性元素碘131（I 13153）β衰变的方程是 （ ） A ．He Sb I 421275113153+→ B ．e Xe I 150131413153-+→C ．n I I 101305313153+→ D ．H Te I 113012513153+→答：B【解析】A 选项是α衰变，A 错误；B 选项是β衰变，B 正确；C 选项放射的是中子，C 错误；D 选项放射的是质子，D 错误。

3.23592U经过m 次α衰变和n 次β衰变Pb 20782,则 （ ）A. m =7 ，n =3B. m =7, n =4C. m =14, n =9D. m =14, n =18 【解析】质量数减少为：4m =235-207=28, m =7. 核电荷数减少为：2m -n =92-82=10, n =4 【答案】B 4.Th 23290经过一系列α衰变和β衰变后变成Pb 20882，则Pb 20882比Th 23290少 （ A ）（A ）16个中子，8个质子 （B ）8个中子，l6个质子 （C ）24个中子，8个质子（D ）8个中子，24个质子解析：Pb 20882比Th 23290质子数少90-82=8个，核子数少232-208=24个，所以中子数少24-8=16个，故A 正确，B 、C 、D 错误。

5.下列核反应方程中，属于α衰变的是 （ B ）A ．H O He N 1117842147+→+ B ．He Th U 422349023892+→C ．n He H H 10423121+→+ D ．e Pa Th 01-2349123490+→解析： A 选项是人工核转变，选项A 错误； B 选项是原子核自发放射α粒子的核反应（α衰变），选项B 正确；C 选项是两个轻核结合成重核的反应（聚变），选项C 错误；选项D 为β衰变。

1．天然放射现象显示出（）A．原子不是单一的基本粒子B．原子核不是单一的基本粒子C．原子内部大部分是空的D．原子有一定的能级答案：B解析：题干评注：天然放射现象问题评注：放射性元素放出的射线可以分为α射线、β射线和γ射线。

2．β衰变中所放出的电子，来自（）A．原子核外内层电子B．原子核内所含电子C．原子核内中子衰变为质子放出的电子D．原子核内质子衰变为中子放出的电子答案：C解析：题干评注：天然放射现象问题评注：放射性元素放出的射线可以分为α射线、β射线和γ射线。

3．α射线的本质是（）A．电子B．高速电子流C．光子流D．高速氦核流答案：D解析：题干评注：天然放射现象问题评注：放射性元素放出的射线可以分为α射线、β射线和γ射线。

4．关于β粒子的下面说法中正确的是（）A．它是从原子核放射出来的B．它和电子有相同的性质C．当它通过空气时电离作用很强D．它能贯穿厚纸板答案：A B D解析：题干评注：天然放射现象问题评注：放射性元素放出的射线可以分为α射线、β射线和γ射线。

5．关于γ射线的说法中，错误的是（）A．γ射线是处于激发状态的原子核放射的B．γ射线是从原子内层电子放射出来的C．γ射线是一种不带电的中子流D．γ射线是一种不带电的光子流答案：B C解析：题干评注：天然放射现象问题评注：放射性元素放出的射线可以分为α射线、β射线和γ射线。

6．A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d 分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（）A．a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹B．b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹C．b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹D．a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹答案：C解析：题干评注：天然放射现象问题评注：放射性元素放出的射线可以分为α射线、β射线和γ射线。

7．下列关于放射性元素衰变的描述，哪些是错误的（）A．原子核放出电子后，它的质量数不变而电荷数却减少1。

积盾市安家阳光实验学校《天然放射现象》知识及题型归纳天然放射现象是高考常考点。

对该知识的考查主要集中在：（1）三种射线的特性及鉴别；（2）半衰期的理解及用；（3）衰变规律及用一、三种射线的特性及鉴别种类带电量质量数符号电离性穿透性实质来源α射线+2e 4（p）很强最弱，纸能挡住高速的氦核流v≈0．1c两个中子和两个质子结合成团从原子核中放出β射线-e 0 弱较强，穿几mm铝板高速的电子流v≈c原子核中的中子转换成质子时从原子核中放出γ射线0 0 γ很小最强，穿几cm铅波长极短的电磁波原子核受激发产生的三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：如⑴、⑵图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。

⑶图中γ肯打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方。

例1、如图所示，R为放射源，虚线范围内有垂直于纸面的磁声B，LL’为厚纸板，MN为荧光屏，今在屏上P点处发现亮斑，则到达P点处的放射性物质微粒和虚线范围内B的方向分别为（）A．a粒子，B垂直于纸面向外B．a粒子，B垂直于纸面向内C．β粒子，B垂直于纸面向外D．β粒子，B垂直于纸面向内解析：由于a粒子贯穿本领很弱，只能穿透几厘米空气，因此穿透厚纸板到达屏上P点处不可能是a粒子；由于粒子不带电，穿过B区域不会发生偏转，因此到达P点处的也不可能是γ粒子；由此可知，到达P点处的必然是β粒子。

又由于β粒子带的是负电，因此用左手则便可判断B的方向该是垂直于纸面向内。

所以选D。

二、半衰期的理解及用（1）义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。

（2）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。

（3）特征：只由核本身的因素所决，而与原子所处的物理状态或化学状态无关。

（4）理解：搞清了对半衰期的如下错误认识，也就正确地理解了半衰期的真正含义。

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【要求】1．了解天然放射现象，知道三种射线的本质和特性，掌握核衰变的特点和规律；2．知道原子核人工转变的原理，了解质子、中子和放射性同位素的发现过程。

【知识再现】一、天然放射现象1．天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。

这些元素称为放射性元素。

2．种类和性质α射线——高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。

β射线——高速的电子流，β粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。

γ射线——能量很高的电磁波，γ粒子是波长极短的光子，贯穿能力最强，电离能力最弱。

二、原子核的衰变1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化．2．衰变规律：α衰变X→Y+He；β衰变X→Y+e3．α衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）2H+2n→Heβ衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。

即n→H+e+（为反中微子）4．γ射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，不能单独放出γ射线．γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．实质是元素在发生α衰变或β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），向低能级跃迁而辐射出光子．三、半衰期1．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。

它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经历的时间。

2．决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关．四、原子核的人工转变1．质子的发现：N+He→O+H2．中子的发现：Be+He→C+n3．放射性同位素和正电子的发现：Al+He→P+nP→Si+e4．放射性同位素的应用（1）利用它的射线；（2）做示踪原子。

高考物理一轮复习《原子核》专题讲义[考点梳理]【考点一】原子核的组成1.天然放射现象（1）放射性与放射性元素:物质放射出射线的性质称为，具有放射性的元素称为放射性。

（2）天然放射现象:原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。

放射性元素自发地发出射线的现象，叫作放射现象。

2.射线的本质（1）三种射线种类α射线β射线γ射线来源原子核内组成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4m p,m p=1.67×10-27 kg静止质量为零速度0.1c 0.99c c(光速)在电磁场中偏转与α射线的偏转方向相反不偏转穿透本领最弱,用纸能挡住较强,能穿透几毫米的铝板最强,能穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱（2）射线的来源:射线来自，这说明原子核内部是有的。

3.放射性同位素的应用与防护a.放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质。

b.应用:消除静电、工业探伤、做示踪原子等。

c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。

4.原子核的组成（1）原子核由质子和中子组成，质子带电荷，电荷量与一个电子的电荷量，中子不带电。

质子和中子统称为核子。

（2）电荷数和质量数①电荷数(Z)= 数=元素的原子序数=原子的数。

②质量数(A)=核子数= 数+ 数。

注意:原子核的电荷数不是它所带的电荷量,质量数也不是它的质量。

（3）原子核常用符号A Z X表示，X为元素符号，A表示核的数，Z表示核的数(即原子序数)。

[典例1]在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入的研究。

如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A.①表示γ射线，③表示α射线B.②表示β射线，③表示α射线C.④表示α射线，⑤表示γ射线D.⑤表示β射线，⑥表示α射线【考点二】放射性元素的衰变1.原子核的衰变（1）定义:原子核放出粒子或粒子，会变成新的原子核，我们把一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。

一、天然放射现象、原子核的组成
1．天然放射现象
(1)天然放射现象．
元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构．
(2)放射性和放射性元素．
物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．
具有放射性的元素叫放射性元素．
2．原子核
(1)原子核的组成．
①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．
②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．
③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电
荷数．
(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．
3．三种射线的比较
二、原子核的衰变和半衰期
1．原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为。

高中物理必记知识总结第三十六单元 原子核反应 核能 必记一：天然放射现象 衰变1、天然放射现象、放射性和放射性元素 的现象叫做天然放射现象。

称为放射性。

称为放射性元素.2、三种射线的比较请自行从名称、成分、电荷量、质量、电离作用和穿透本领几方面比较.3、原子核的衰变 ①α衰变：+→--Y X A Z A Z42 . β衰变:+→+Y X A Z A Z1 。

② 形成原因：原子核中2个质子和2个中子结合后一起射出，形成α衰变.原子核中的中子转化为质子和电子，形成β衰变。

He n H 24101122→+，e H n 011110-+→4、半衰期① 意义： 。

② 公式:Tt 原余N N ⎪⎭⎫⎝⎛=21,Tt 原余m m ⎪⎭⎫ ⎝⎛=21式中“原”代表衰变前的放射性元素的原子数或质量,“余”表示衰变后尚末发生衰变的放射性元素的原子数或质量。

t 表示 ，T 表示 。

③ 半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理状态（如压强、温度以及固、液、汽态等）或化学状态（如单质或化合物）无关。

必记二：原子核的组成1、原子核的人工转变及其三大发现 原子核的人工转变: 。

原子核人工转变的三大发现：① 质子的发现(1919年，卢瑟褔）核反应方程：H O He N 1117842147+→+ ② 中子的发现（1932年,查德威克)核反应方程：n C He Be 101264294+→+③ 放射性同位素的发现:（1934年，约里奥·居里夫妇)核反应方程为：n P He Al 103015422713+→+;e Si P 0130143015+→放射性同位素的应用:一是利用它的射线；二是作为示踪原子。

2、原子核的组成:原子核XAZ由Z 个 和A-Z 个 组成.必记三：核反应 核能 1、核能① 结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的 能，也称核能。

② 质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E= 说明物体的质量和能量之间存在着一定的正比关系，一个量的变化必然伴随着另一个量的变化，核子在结合成原子核时放出核能，因此,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小△m ，这就是质量亏损。