高中物理 第十九章 原子核 第1節(jié) 原子核的組成學(xué)案 新人教版選修3-5

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1、 1　原子核的組成 1．了解放射性及放射性元素的概念。 2．理解三種射線(xiàn)的形成及本質(zhì)，知道三種射線(xiàn)的特點(diǎn)。 3．了解原子核的組成，知道原子核的表示方法。 4．理解同位素的概念。 天然放射性的發(fā)現(xiàn)打開(kāi)了核物理的大門(mén)。在天然放射現(xiàn)象中，發(fā)射出的射線(xiàn)是什么呢？ 提示：是α、β和γ射線(xiàn)。 1．天然放射現(xiàn)象 (1)1896年，法國(guó)物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物都能發(fā)出看不見(jiàn)的射線(xiàn)，這種射線(xiàn)可以穿透黑紙使照相底版感光，這個(gè)性質(zhì)稱(chēng)為_(kāi)_______，具有該性質(zhì)的元素稱(chēng)為_(kāi)_____________。 (2)瑪麗·居里和皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強(qiáng)的新

2、元素，瑪麗·居里把它們命名為_(kāi)_____、______。 (3)放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線(xiàn)的現(xiàn)象叫做______________。 2．射線(xiàn)到底是什么 (1)α射線(xiàn)實(shí)際上就是____________，速度可達(dá)到光速的________，其______能力強(qiáng)，______能力較差。 (2)β射線(xiàn)是高速______，它速度更大，可達(dá)光速的______，它的______能力強(qiáng)，______能力差。 (3)γ射線(xiàn)呈中性，是能量很高的______，波長(zhǎng)很____，它的______作用更小，但______本領(lǐng)更強(qiáng)。 3．原子核的組成 (1)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，質(zhì)子

3、的實(shí)質(zhì)是氫原子核。 (2)中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福的學(xué)生________通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了中子的存在。 (3)原子核的組成：原子核由__________組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)為_(kāi)_____。 (4)原子核的電荷數(shù)：原子核所帶的電荷量總是質(zhì)子電荷的______倍，通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量，叫做原子核的________。 (5)原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的______，而質(zhì)子與中子的質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)______叫做原子核的質(zhì)量數(shù)。 (6)原子核的符號(hào)：X，其中X表示元素的符號(hào)，A表示核的______，Z表示核的________。 (

4、7)同位素：具有相同______而______不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱(chēng)為_(kāi)_______。 答案：1．(1)貝克勒爾　放射性　放射性元素　(2)釙(Po)　鐳(Ra) (3)天然放射現(xiàn)象 2．(1)高速α粒子　　電離　貫穿　(2)電子流　99%　貫穿　電離　(3)電磁波　短　電離　貫穿 3．(2)查德威克　(3)質(zhì)子和中子　核子　(4)整數(shù)　電荷數(shù)　(5)總和　倍數(shù)　(6)質(zhì)量數(shù)　電荷數(shù)　(7)質(zhì)子數(shù)　中子數(shù)　同位素 一、三種射線(xiàn)的本質(zhì)特征 α射線(xiàn) β射線(xiàn) γ射線(xiàn) 組成 高速氦核流 高速電子流 光子流(高頻電磁波) 帶電荷量 2

5、e －e 0 質(zhì)量 4mp mp＝1.67×10－27 kg 靜止質(zhì)量為零 速度 0.1c 0.99c c 在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中 偏轉(zhuǎn) 與α射線(xiàn)反向偏轉(zhuǎn) 不偏轉(zhuǎn) 貫穿本領(lǐng) 最弱(用紙能擋住) 較強(qiáng)(穿透幾毫米的鋁板) 最強(qiáng)(穿透幾厘米的鉛板) 對(duì)空氣的電離作用 很強(qiáng) 較弱 很弱 通過(guò)膠片 感光 感光 感光 二、原子核組成 1．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，結(jié)果從氮核中打出了一種粒子，并測(cè)定了它的電荷與質(zhì)量，知道它是氫原子核，把它叫做質(zhì)子，后來(lái)人們又從其他原子核中打出了質(zhì)子，故確定質(zhì)子是原子核的組成部分。 2．中子的

6、發(fā)現(xiàn) (1)盧瑟福的預(yù)言：核內(nèi)還有一種不帶電的粒子，名字叫“中子”。 (2)查德威克的發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)表明了中子的存在，中子的質(zhì)最與質(zhì)子的質(zhì)量非常接近。 3．原子核的組成 (1)概述：原子核是由質(zhì)子、中子構(gòu)成的，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。不同的原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的個(gè)數(shù)不一定相同。 (2)基本關(guān)系：核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)。 質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)。 4．同位素 (1)定義：具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱(chēng)同位素。 (2)化學(xué)性質(zhì)的決定因素：原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，也決定了電子在核外分布的情況，

7、進(jìn)而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)。 (3)氫的同位素：氕H，氘H，氚H。 類(lèi)型一 三種射線(xiàn)的本質(zhì)與性質(zhì) 【例題1】 如圖所示，X為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則X可能是(　　)。 A．α和β的混合放射源 B．純?chǔ)练派湓? C．α和γ的混合放射源 D．純?chǔ)梅派湓? 解析：由三種射線(xiàn)的本質(zhì)和性質(zhì)可以判斷：在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上鋁片后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說(shuō)明射線(xiàn)中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在鋁片和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)

8、率不變，說(shuō)明穿過(guò)鋁片的粒子中無(wú)帶電粒子，故只有γ射線(xiàn)。因此放射源可能是α和γ的混合放射源。 答案：C 題后反思：三種射線(xiàn)的性質(zhì)以及α粒子、β粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向和偏轉(zhuǎn)的程度是解決這類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。 類(lèi)型二 原子核的組成 【例題2】 以下說(shuō)法中正確的是(　　)。 A．原子中含有帶負(fù)電的電子，所以原子帶負(fù)電 B．原子核中的質(zhì)子數(shù)一定跟核外電子數(shù)相等 C．用α粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質(zhì)子，因此人們斷定質(zhì)子是原子核的組成部分 D．絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于核電荷數(shù)跟質(zhì)子數(shù)之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子 解析：原子中除了帶負(fù)電的

9、電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故選項(xiàng)A錯(cuò)。對(duì)于原子來(lái)說(shuō)，原子核的質(zhì)子數(shù)才跟核外電子數(shù)相等，當(dāng)原子得失電子成為離子時(shí)，質(zhì)量數(shù)與核外電子數(shù)不再相等，故選項(xiàng)B不確切。正是由用α粒子轟擊氮原子核的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故選項(xiàng)C正確。而選項(xiàng)D顯然正確。 答案：CD 題后反思：原子核是由質(zhì)子、中子構(gòu)成的，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。 1．人們是通過(guò)下列什么物理事實(shí)知道了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的(　　)。 A．X射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)　　　 B．α粒子散射實(shí)驗(yàn) C．電子的發(fā)現(xiàn) D．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 2．原子核中能放出α、β、γ射線(xiàn)，關(guān)于原子核的組成，下列說(shuō)法正確的是(　　)。 A．原子核中，有質(zhì)子

10、、中子，還有α粒子 B．原子核中，有質(zhì)子、中子，還有β粒子 C．原子核中，有質(zhì)子、中子，還有γ粒子 D．原子核中，只有質(zhì)子和中子 3．如圖所示，P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線(xiàn)在電場(chǎng)的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是(　　)。 A．a(chǎn)為α射線(xiàn)，b為β射線(xiàn) B．a(chǎn)為β射線(xiàn)，b為γ射線(xiàn) C．b為γ射線(xiàn)，c為α射線(xiàn) D．b為α射線(xiàn)，c為γ射線(xiàn) 4．關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說(shuō)法正確的是(　　)。 A．原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成 B．質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)為核子 C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在 D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在 5．據(jù)最新報(bào)道，

11、鈥可有效治療癌癥，該原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是(　　)。 A．32 B．67 C．99 D．166 答案：1．D　天然放射現(xiàn)象說(shuō)明了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 2．D 3．BC　γ射線(xiàn)不帶電，在電場(chǎng)中不會(huì)偏轉(zhuǎn)；α射線(xiàn)帶正電，向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)，質(zhì)量遠(yuǎn)大于β粒子的質(zhì)量，電荷量是β粒子的2倍，因此α粒子的加速度遠(yuǎn)小于β粒子的加速度，β粒子的徑跡比α粒子的徑跡彎曲得多。綜上所述，選項(xiàng)B、C正確。 4．ABC　原子核內(nèi)存在質(zhì)子和中子，中子和質(zhì)子統(tǒng)稱(chēng)為核子，盧瑟福只發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，以后又預(yù)言了中子的存在。 5．A　根據(jù)原子核的表示方法得核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝67，中子數(shù)為166－67＝99，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99－67＝32，故選項(xiàng)A對(duì)，B、C、D錯(cuò)。 4