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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.理解三種射線的形成及本質(zhì),知道三種射線的特點(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)射出的射線是什么呢? 提示:是α、β和γ射線。 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,這種射線可以穿透黑紙使照相底版感光,這個(gè)性質(zhì)稱為_(kāi)_______,具有該性質(zhì)的元素稱為_(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)出射線的現(xiàn)象叫做______________。 2.射線到底是什么 (1)α射線實(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、三種射線的本質(zhì)特征 α射線 β射線 γ射線 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。 類型一 三種射線的本質(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。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)的程度是解決這類問(wèn)題的關(guān)鍵。 類型二 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,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,b為β射線 B.a(chǎn)為β射線,b為γ射線 C.b為γ射線,c為α射線 D.b為α射線,c為γ射線 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射線不帶電,在電場(chǎng)中不會(huì)偏轉(zhuǎn);α射線帶正電,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

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