2019-2020學年高中物理 第19章 1 原子核的組成學案 新人教版選修3-5

1原子核的組成學習目標1.知道天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律.2.理解三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場區(qū)分它們(重點)3.掌握原子核的組成，知道核子和同位素的概念(重點)4.掌握質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)和核子數(shù)間的關(guān)系(重點)一、天然放射現(xiàn)象及三種射線1天然放射現(xiàn)象(1)1896年，法國物理學家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)具有放射性(2)放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)放射性元素：具有放射性的元素天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象(3)原子序數(shù)大于或等于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也能放出射線(4)瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強的新元素，命名為釙(Po)和鐳(Ra)2三種射線(1)射線：實際上就是氦原子核，速度可達到光速的，其電離能力強，穿透能力較差，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它擋住(2)射線：是高速電子流，它速度很大，可達光速的99%，它的穿透能力較強，電離能力較弱，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板(3)射線：呈電中性，是能量很高的電磁波，波長很短，在1010 m以下，它的電離作用更小，但穿透能力更強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板或幾十厘米厚的混凝土二、原子核的組成1質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)(如圖所示)2中子的發(fā)現(xiàn)(如圖所示)3原子核的組成由質(zhì)子和中子組成，它們統(tǒng)稱為核子4原子核的符號5同位素具有相同質(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，它們互稱同位素例如，氫有三種同位素，H、H、H.1思考判斷(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)放射性元素發(fā)出的射線的強度可以人工控制(×)(2)放射性元素的放射性都是自發(fā)的現(xiàn)象()(3)射線的穿透能力最強，電離能力最弱()(4)原子核的核子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)(×)(5)在元素周期表中處在同一位置上，而質(zhì)量數(shù)不同的元素叫同位素()2(多選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說法正確的是()A一張厚的黑紙能擋住射線，但不能擋住射線和射線B某原子核在放出射線后會變成另一種元素的原子核C三種射線中對氣體電離作用最強的是射線D粒子是電子，但不是原來繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子解析由三種射線的本質(zhì)和特點可知，射線穿透本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住射線和射線，故A正確；射線是一種波長很短的光子，不會使原核變成新核三種射線中射線電離作用最強，故C正確；粒子是電子，來源于原子核，故D正確答案ACD3據(jù)最新報道，放射性同位素鈥Ho在醫(yī)療領(lǐng)域有重要應(yīng)用，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是()A32 B67C99D166解析根據(jù)原子核內(nèi)各量的關(guān)系可知核外電子數(shù)質(zhì)子數(shù)67，中子數(shù)為1666799，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為996732，故A對，B、C、D錯答案A對三種射線的理解1、射線性質(zhì)、特征比較射線種類組成速度貫穿本領(lǐng)電離作用射線粒子是氦原子核He約c很小，一張薄紙就能擋住很強射線粒子是高速電子流e接近c很大，能穿過幾毫米厚的鋁板較弱射線波長很短的電磁波等于c最大，能穿過幾厘米厚的鉛板很小2三種射線在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強磁場中，射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，射線不偏轉(zhuǎn)，如圖所示(2)在勻強電場中，射線偏離較小，射線偏離較大，射線不偏離，如圖所示3元素的放射性如果一種元素具有放射性，那么不論它是以單質(zhì)的形式存在，還是以某種化合物的形式存在，放射性都不受影響也就是說，放射性與元素存在的狀態(tài)無關(guān)，放射性僅與原子核有關(guān)因此，原子核不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子核也存在著一定結(jié)構(gòu)【例1】(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法中正確的有()A打在圖中a、b、c三點的依次是射線、射線和射線B射線和射線的軌跡是拋物線C射線和射線的軌跡是圓弧D如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b解析由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中帶正電的粒子受的洛倫茲力向上，帶負電的粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧而射線不帶電，做直線運動所以B錯誤，A、C正確；如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場時，由于粒子速度約是光速的，而粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運動，D錯誤答案AC三種射線的比較方法(1)知道三種射線帶電的性質(zhì)，射線帶正電、射線帶負電、射線不帶電、是實物粒子，而射線是光子流，屬于電磁波的一種(2)在電場或磁場中，通過其受力及運動軌跡半徑的大小來判斷和射線，由于射線不帶電，故運動軌跡仍為直線(3)射線穿透能力較弱，射線穿透能力較強，射線穿透能力最強1如圖所示，放射性元素鐳釋放出、三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，其中_是射線，_是射線，_是射線解析由放射現(xiàn)象中射線帶正電，射線帶負電，射線不帶電，結(jié)合在電場與磁場中的偏轉(zhuǎn)可知是射線，是射線答案、 原子核的組成1原子核的組成原子核是由質(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)子和中子的個數(shù)并不相同2原子核的符號和數(shù)量關(guān)系(1)符號：X.(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)3同位素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，進而也決定了元素的化學性質(zhì)，同種元素的質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，所以有相同的化學性質(zhì)，但它們的中子數(shù)可以不同，所以它們的物理性質(zhì)不同把具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子核互稱為同位素【例2】已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問：(1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？(2)鐳核所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈電中性，它核外有幾個電子？(4)Ra是鐳的一種同位素，讓Ra和Ra以相同速度垂直射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，它們運動的軌跡半徑之比是多少？解析因為原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的，原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和由此可得：(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即NAZ22688138.(2)鐳核所帶電荷量QZe88×1.6×1019 C1.41×1017 C.(3)鐳原子呈電中性，則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故核外電子數(shù)為88.(4)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力為洛倫茲力，故有Bqvm，r.兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故.答案(1)88138(2)1.41×1017 C(3)88 (4)113114原子核的“數(shù)”與“量”辨析(1)核電荷數(shù)與原子核的電荷量是不同的，組成原子核的質(zhì)子的電荷量都是相同的，所以原子核的電荷量一定是質(zhì)子電荷量的整數(shù)倍，我們把核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)叫核電荷數(shù)，而這些質(zhì)子所帶電荷量的總和才是原子核的電荷量(2)原子核的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是不同的，也與元素的原子量不同原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫做核的質(zhì)量數(shù)，原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和2(多選)下列說法正確的是()AX與Y互為同位素BX與Y互為同位素CX與Y中子數(shù)相同DU核內(nèi)有92個質(zhì)子，235個中子解析A選項中，X核與Y核的質(zhì)子數(shù)不同，不能互為同位素；B選項中X核與Y核質(zhì)子數(shù)都為m，而質(zhì)量數(shù)不同，則中子數(shù)不同，所以互為同位素；C選項中X核內(nèi)中子數(shù)為nm，Y核內(nèi)中子數(shù)為(n2)(m2)nm，所以中子數(shù)相同；U核內(nèi)有143個中子，而不是235個中子答案BC課 堂 小 結(jié)知 識 脈 絡(luò)1.物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫做天然放射現(xiàn)象2射線是高速氦核流，射線是高速電子流，射線是光子流3原子核由質(zhì)子和中子組成盧瑟福用粒子轟擊氮原子核獲得了質(zhì)子，查德威克證實了中子的存在.1(多選)以下說法中正確的是()A原子中含有帶負電的電子，所以原子帶負電B原子核中的質(zhì)子數(shù)一定與核外電子數(shù)相等C用粒子轟擊氮、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)子電荷數(shù)之比，因此原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子解析原子中除了帶負電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故A錯；對于中性原子來說，原子核中的質(zhì)子數(shù)才跟核外電子數(shù)相等，故B錯；正是用粒子轟擊原子核的實驗才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C正確；因為絕大多數(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)子電荷數(shù)之比，才確定原子核內(nèi)必還有別的中性粒子故D正確答案CD2原子核中能放出、射線，關(guān)于原子核的組成，下列說法正確的是()A原子核中有質(zhì)子、中子，還有粒子B原子核中有質(zhì)子、中子，還有粒子C原子核中有質(zhì)子、中子，還有粒子D原子核中只有質(zhì)子和中子解析在放射性元素的原子核中，2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合得較緊密，有時作為一個整體放出，這就是粒子的來源，不能據(jù)此認為粒子是原子核的組成部分原子核里是沒有電子的，但中子可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)子，并向核外釋放一個電子，這就是粒子原子核發(fā)出射線后處于高能級，在回到低能級時多余的能量以光子的形式輻射出來，形成射線，故原子核里也沒有粒子，故D正確答案D3在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其監(jiān)測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖所示該裝置中探測器接收到的是()AX射線B射線 C射線 D射線解析放射源放出的是射線、射線、射線，無X射線，故選項A錯誤；另外射線穿透本領(lǐng)最弱，一張紙就能將其擋住，而射線穿透本領(lǐng)較強能穿透幾毫米厚的鋁板，射線穿透本領(lǐng)最強可以穿透幾厘米厚的鉛板，而要穿過軋制鋼板只能是射線，故選項B、C錯誤，選項D正確答案D4(多選)圖中P為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是()Aa為射線、b為射線Ba為射線、b為射線Cb為射線、c為射線Db為射線、c為射線解析由題圖可知電場線方向向右，射線帶正電，所受電場力方向與電場線方向一致，故射線向右偏轉(zhuǎn)，即c為射線射線帶負電，所受電場力方向與電場線方向相反，故射線向左偏轉(zhuǎn)，即a為射線射線不帶電，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即b為射線故選項B、C正確答案BC- 8 -