新教材同步系列2024春高中物理第五章原子与原子核第四节放射性同位素课件粤教版选择性必修第三册

第五章原子与原子核第四节放射性同位素学习目标学法与考法1．知道放射性同位素和人工放射性同位素及其核反应方程(难点)2．了解放射性在生产和科学领域的应用(重点)3．知道射线的危害及防护学法：①通过阅读和思考，认识放射性同位素．②通过对放射性同位素的学习，掌握它在工农业生产和科技发展中的应用．③通过对放射性同位素的学习，了解射线的危害，从而正确地进行防护考法：①对放射性同位素的认识及放射性同位素应用的考查．②对射线的危害及防护的考查知识导图课前·

自主预习1．发现放射性同位素(1)具有相同________而________不同的原子，在元素周期表中处于______位置，因而互称同位素．(2)具有________的同位素，叫作放射性同位素．(3)发现放射性同位素和正电子的核反应方程：放射性同位素的发现及其应用质子数中子数同一放射性ν代表________，它是一种_________，质量_____________.中微子中性粒子近似为零2．放射性同位素的应用放射性同位素的应用主要分为三类：(1)________的应用；(2)__________的应用；(3)________的应用．射线示踪原子半衰期3．射线的危害及防护(1)危害：人体受到长时间大剂量的射线照射，就会使________、________、器官受到损伤，破坏人体______分子结构，有时甚至会引发癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷，过度照射时，人常常会出现________、四肢无力、________等多种症状，重者甚至死亡．(2)防护：辐射防护的基本方法有________防护、________防护和________防护．要防止放射性物质对水源、空气、用具、工作场所的污染，要防止射线过多地长时间地照射人体．细胞组织DNA头痛贫血时间距离屏蔽人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一．氦的该种同位素应表示为 (

)【答案】B课堂·

重难探究1．放射性同位素分类可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素两种，天然放射性同位素不过60多种，而人工放射性同位素已达1000多种，每种元素都有自己的放射性同位素．探究放射性同位素2．人工放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制．(2)可以制成各种所需的形状．(3)半衰期比天然放射性物质短得多，放射性废料容易处理．因此，凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素．3．放射性同位素的主要应用(1)利用它的射线．①工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．②农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期等．③医疗上——利用γ射线的高能量治疗癌症．(2)作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质，通过探测放射性同位素的射线确定其位置．放射性同位素的理解例题正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像．根据PET原理，回答下列问题：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是 (

)A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应______________．(填“很长”“很短”或“长短均可”)变式1以下说法正确的是 (

)A．如图甲是风力发电的国际通用标志B．如图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时吸收了一定频率的光子C．如图丙是光电效应实验示意图，则此时验电器的金属杆上带的是负电荷D．如图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性【答案】D【解析】图甲是辐射标志(亦称三叶草)，不是风力发电的国际通用标志，A错误；图乙是氢原子的能级示意图，结合氢光谱可知，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时辐射一定频率的光子，B错误；当光照射锌板时，金属板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷，C错误；图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，由于衍射是波特有的性质，所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性，D正确．变式2

(2023年宿迁期末)磷32是磷的一种放射性同位素，在农业研究中常用作示踪原子．将含磷31的材料置于反应堆中辐射，反应产生的磷32会混于稳定的磷31中．如果将该材料取出，测量发现磷31和磷32的含量相等，28天后磷32的含量占磷元素总量的20%，则磷32的半衰期为 (

)A．28天

B．14天C．7天

D．3.5天【答案】B放射性同位素应用的两点提醒1．利用它的射线：α射线的电离作用，γ射线的贯穿本领和生物作用，β射线的贯穿本领．2．作为示踪原子：多数情况下用β射线，因为γ射线难以探测到．小练·

随堂巩固【答案】ABD【解析】氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A、B正确，C错误；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，D正确．2．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列属于γ射线应用的是 (

)A．医学上制成γ刀，不需要开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期【答案】AD【解析】γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D正确．3．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是 (

)A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造【答案】D【解析】放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，A、B、C正确，D错误．4．医生用同位素123I对病人进行诊断，使其很快恢复健康，123I的特性是 (

)A．半衰期长，并迅速从体内清除B．半衰期长，并缓慢从体内清除C．半衰期短，并迅速从体内清除D．半衰期短，并缓慢从体内清除【答案】C【解析】在人体内作为示踪原子应该是半衰期短，并能迅速从体内消除的元素，以减小危害和遗留．【答案】D6．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的有 (

)A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B．利用β射线的贯穿性可以为金属探伤C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害【答案】D【解析】利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电泄出，A错误；γ射线的贯穿性强，可用以金属探伤，用于医疗时，对人体细胞伤害太大，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，D正确，B错误；DNA变异并不一定都是有益的，C错误．7．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然放射性同位素只不过60几种，而目前人工制造的同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用．(1)如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，如工厂生产的是厚度为1mm的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度起主要控制作用的是______射线．(2)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素结晶是同一物质，为此曾采用放射性同位素碳14作________．【答案】(1)β

(2)示踪原子【解析】(1)β射线起主要作用，因为α射线的贯穿本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1mm的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米的铅板，1mm左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度变化不大；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米的铝板，当铝板厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度变化较大，探测器可明显地反映出这种变化，使自动化系统做出相应的反应