人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學案2：5 2 第2課時 核反應 放射性同位素及其應用

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE25.2第2課時核反應放射性同位素及其應用〖學習目標〗1.知道核反應及其遵循的規(guī)律.2.知道什么是放射性同位素和人工轉(zhuǎn)變的放射性同位素.3.了解放射性在生產(chǎn)和科學領域的應用和防護．〖知識梳理〗知識點一、核反應(1)定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應。(2)規(guī)律：在核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．(3)原子核的人工轉(zhuǎn)變1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素，同時產(chǎn)生一個質(zhì)子．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.知識點二、放射性同位素及其應用(1)定義：很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它們被稱為放射性同位素．(2)天然放射性同位素不過40多種，而通過核反應生成的人工放射性同位素已達1000多種，每種元素都有了自己的放射性同位素。(3)應用①工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性；②農(nóng)業(yè)應用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期等；③醫(yī)療上——利用γ射線的高能量治療癌癥．④作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質(zhì)，通過探測放射性同位素的射線確定其位置．知識點三、輻射與安全人類一直生活在放射性的環(huán)境中，不過輻射的強度都在安全劑量之內(nèi)過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對細胞核的破壞，有時不會馬上察覺。因此，在使用放射性同位素時，必須嚴格遵守操作規(guī)程，注意人身安全，同時，要防止放射性物質(zhì)對空氣、水源、用具等的污染〖典例精析〗例1.中國科學院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素Pt。制取過程如下：(1)用質(zhì)子轟擊鈹靶Be產(chǎn)生快中子；(2)用快中子轟擊汞Hg，反應過程可能有兩種：①生成Pt，放出氦原子核；②生成Pt，放出質(zhì)子、中子；(3)生成的Pt發(fā)生兩次β衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞Hg。寫出上述核反應方程式。例2．在放射性同位素的應用中，下列做法正確的是（）A．應該用α射線探測物體的厚度B．應該用γ粒子放射源制成“煙霧報警器”C．放射育種利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異D．醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較長的放射性同位素〖隨堂練習〗1．醫(yī)學界通過14C標記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14C的用途是（）A．示蹤原子 B．電離作用 C．催化作用 D．貫穿作用2．一靜止的鋁原子核俘獲一速度大小為的氫原子核后，變?yōu)榉€(wěn)定的硅原子核，下列說法正確的是（）A．該核反應方程為B．若無其他粒子產(chǎn)生，則反應后的速度大小約為C．核反應后的電荷數(shù)比核反應前的電荷數(shù)小D．核反應后的質(zhì)量數(shù)比核反應前的質(zhì)量數(shù)大3．在下列4個核反應方程中，X表示α粒子的是（）A． B．C． D．4．核電池利用钚-238衰變來產(chǎn)生能量，其核反應方程中的A粒子是（）A．質(zhì)子 B．中子 C．α粒子 D．β粒子5．對放射性的應用，下列說法中正確的是（）A．放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，對人體的正常細胞不會有傷害作用B．對放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進行處理C．γ射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里，而不能隨意放置D．對可能產(chǎn)生放射性污染的場所或物品進行檢測是很有必要的

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁例1.〖答案〗見〖解析〗〖解析〗根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應方程。(1)核反應為Be＋H→B＋n(2)①核反應為Hg＋2n→Pt＋He②核反應為Hg＋n→Pt＋2H＋n(3)核反應為Pt→Au＋eAu→Hg＋e例2．〖答案〗C〖解析〗A．γ光子的貫穿能力最強，應該用γ射線探測物體的厚度，故A錯誤；

B．因為α粒子的電離本領強，所以應該用α粒子放射源制成“煙霧報警器”，故B錯誤；

C．γ光子的貫穿能力最強，從而使DNA發(fā)生變異，所以放射育種利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異，故C正確；

D．人體長時間接觸放射線會影響健康，所以醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較短的放射性同位素，故D錯誤。故選C?！茧S堂練習〗1．〖答案〗A〖解析〗14C具有放射性，可以用它標記的C60，通過其放射性發(fā)現(xiàn)一種了C60的羧酸衍生物，14C的用途是示蹤原子，故A正確，BCD錯誤。

故選A。2.〖答案〗B〖解析〗ACD．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得核反應方程為選項ACD均錯誤；B．若無其他粒子產(chǎn)生，由動量守恒定律有可得的速度大小約為，選項B正確。故選B。3.〖答案〗D〖解析〗根據(jù)電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)守恒，可得A中是正電子，B中是電子，C中是中子，D中是氦原子核。故選D。4.〖答案〗C〖解析〗根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，該方程中的粒子A的質(zhì)量數(shù)為：m=238-234=4，電荷數(shù)：z=94-92=2，可知A為α粒子。故選C。5．〖答案〗BCD〖解析〗A．放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，對人體的正常細胞會有傷害作用，故A錯誤；B．對放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進行處理，故B正確；C．γ射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里，而不能隨意放置，故C正確；D．對可能產(chǎn)生放射性污染的場所或物品進行檢測是很有必要的，故D正確。故選BCD。5.2第2課時核反應放射性同位素及其應用〖學習目標〗1.知道核反應及其遵循的規(guī)律.2.知道什么是放射性同位素和人工轉(zhuǎn)變的放射性同位素.3.了解放射性在生產(chǎn)和科學領域的應用和防護．〖知識梳理〗知識點一、核反應(1)定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應。(2)規(guī)律：在核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．(3)原子核的人工轉(zhuǎn)變1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素，同時產(chǎn)生一個質(zhì)子．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.知識點二、放射性同位素及其應用(1)定義：很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它們被稱為放射性同位素．(2)天然放射性同位素不過40多種，而通過核反應生成的人工放射性同位素已達1000多種，每種元素都有了自己的放射性同位素。(3)應用①工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性；②農(nóng)業(yè)應用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期等；③醫(yī)療上——利用γ射線的高能量治療癌癥．④作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質(zhì)，通過探測放射性同位素的射線確定其位置．知識點三、輻射與安全人類一直生活在放射性的環(huán)境中，不過輻射的強度都在安全劑量之內(nèi)過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對細胞核的破壞，有時不會馬上察覺。因此，在使用放射性同位素時，必須嚴格遵守操作規(guī)程，注意人身安全，同時，要防止放射性物質(zhì)對空氣、水源、用具等的污染〖典例精析〗例1.中國科學院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素Pt。制取過程如下：(1)用質(zhì)子轟擊鈹靶Be產(chǎn)生快中子；(2)用快中子轟擊汞Hg，反應過程可能有兩種：①生成Pt，放出氦原子核；②生成Pt，放出質(zhì)子、中子；(3)生成的Pt發(fā)生兩次β衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞Hg。寫出上述核反應方程式。例2．在放射性同位素的應用中，下列做法正確的是（）A．應該用α射線探測物體的厚度B．應該用γ粒子放射源制成“煙霧報警器”C．放射育種利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異D．醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較長的放射性同位素〖隨堂練習〗1．醫(yī)學界通過14C標記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14C的用途是（）A．示蹤原子 B．電離作用 C．催化作用 D．貫穿作用2．一靜止的鋁原子核俘獲一速度大小為的氫原子核后，變?yōu)榉€(wěn)定的硅原子核，下列說法正確的是（）A．該核反應方程為B．若無其他粒子產(chǎn)生，則反應后的速度大小約為C．核反應后的電荷數(shù)比核反應前的電荷數(shù)小D．核反應后的質(zhì)量數(shù)比核反應前的質(zhì)量數(shù)大3．在下列4個核反應方程中，X表示α粒子的是（）A． B．C． D．4．核電池利用钚-238衰變來產(chǎn)生能量，其核反應方程中的A粒子是（）A．質(zhì)子 B．中子 C．α粒子 D．β粒子5．對放射性的應用，下列說法中正確的是（）A．放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，對人體的正常細胞不會有傷害作用B．對放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進行處理C．γ射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里，而不能隨意放置D．對可能產(chǎn)生放射性污染的場所或物品進行檢測是很有必要的

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁例1.〖答案〗見〖解析〗〖解析〗根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應方程。(1)核反應為Be＋H→B＋n(2)①核反應為Hg＋2n→Pt＋He②核反應為Hg＋n→Pt＋2H＋n(3)核反應為Pt→Au＋eAu→Hg＋e例2．〖答案〗C〖解析〗A．γ光子的貫穿能力最強，應該用γ射線探測物體的厚度，故A錯誤；

B．因為α粒子的電離本領強，所以應該用α粒子放射源制成“煙霧報警器”，故B錯誤；

C．γ光子的貫穿能力最強，從而使DNA發(fā)生變異，所以放射育種利用γ射線照射種子使遺傳基因發(fā)生變異，故C正確；

D．人體長時間接觸放射線會影響健康，所以醫(yī)院在利用放射線診斷疾病時用半衰期較短的放射性同位素，故D錯誤。故選C?！茧S堂練習〗1．〖答案〗A〖解析〗14C具有放射性，可以用它標記的C60，通過其放射性發(fā)現(xiàn)一種了C60的羧酸衍生物，14C的用途是示蹤原子，故A正確，BCD錯誤。

故選A。2.〖答案〗B〖解析〗ACD．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得核反應方程為選項ACD均錯誤；B．若無其他粒子產(chǎn)生，由動量守恒定律有可得的速度大小約為，選項B正確。故選B。3.〖答案〗D〖解析〗根據(jù)電荷數(shù)及質(zhì)量數(shù)守恒，可得A中是正電子，B中是電子，C中是中子，D中是氦原子核。故選D。4.〖答案〗C〖解析〗根據(jù)質(zhì)量數(shù)