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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,知道三種射線的特點。 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)打開了核物理的大門。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,法國物理學家________發(fā)現(xiàn),鈾和含鈾的礦物都能發(fā)出看不見的射線,這種射線可以穿透黑紙使照相底版感光,這個性質稱為________,具有該性質的元素稱為______________。 (2)瑪麗·居里和皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強的新

2、元素,瑪麗·居里把它們命名為______、______。 (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射線實際上就是____________,速度可達到光速的________,其______能力強,______能力較差。 (2)β射線是高速______,它速度更大,可達光速的______,它的______能力強,______能力差。 (3)γ射線呈中性,是能量很高的______,波長很____,它的______作用更小,但______本領更強。 3.原子核的組成 (1)質子的發(fā)現(xiàn):盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核,發(fā)現(xiàn)了質子,質子

3、的實質是氫原子核。 (2)中子的發(fā)現(xiàn):盧瑟福的學生________通過實驗證實了中子的存在。 (3)原子核的組成:原子核由__________組成,質子和中子統(tǒng)稱為______。 (4)原子核的電荷數(shù):原子核所帶的電荷量總是質子電荷的______倍,通常用這個整數(shù)表示原子核的電荷量,叫做原子核的________。 (5)原子核的質量等于核內(nèi)質子和中子的質量的______,而質子與中子的質量幾乎相等,所以原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數(shù)倍,這個______叫做原子核的質量數(shù)。 (6)原子核的符號:X,其中X表示元素的符號,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________。 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)質子和中子 核子 (4)整數(shù) 電荷數(shù) (5)總和 倍數(shù) (6)質量數(shù) 電荷數(shù) (7)質子數(shù) 中子數(shù) 同位素 一、三種射線的本質特征 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 質量 4mp mp=1.67×10-27 kg 靜止質量為零 速度 0.1c 0.99c c 在電場或磁場中 偏轉 與α射線反向偏轉 不偏轉 貫穿本領 最弱(用紙能擋住) 較強(穿透幾毫米的鋁板) 最強(穿透幾厘米的鉛板) 對空氣的電離作用 很強 較弱 很弱 通過膠片 感光 感光 感光 二、原子核組成 1.質子的發(fā)現(xiàn) 1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核,結果從氮核中打出了一種粒子,并測定了它的電荷與質量,知道它是氫原子核,把它叫做質子,后來人們又從其他原子核中打出了質子,故確定質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):實驗表明了中子的存在,中子的質最與質子的質量非常接近。 3.原子核的組成 (1)概述:原子核是由質子、中子構成的,質子帶正電,中子不帶電。不同的原子核內(nèi)質子和中子的個數(shù)不一定相同。 (2)基本關系:核電荷數(shù)=質子數(shù)(Z)=元素的原子序數(shù)=核外電子數(shù)。 質量數(shù)(A)=核子數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)。 4.同位素 (1)定義:具有相同質子數(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)化學性質的決定因素:原子核的質子數(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、進而決定了這種元素的化學性質。 (3)氫的同位素:氕H,氘H,氚H。 類型一 三種射線的本質與性質 【例題1】 如圖所示,X為未知的放射源,L為薄鋁片,若在放射源和計數(shù)器之間加上L后,計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小,在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場,計數(shù)器的計數(shù)率不變,則X可能是(  )。 A.α和β的混合放射源 B.純α放射源 C.α和γ的混合放射源 D.純γ放射源 解析:由三種射線的本質和性質可以判斷:在放射源和計數(shù)器之間加上鋁片后,計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小,說明射線中有穿透力很弱的粒子,即α粒子;在鋁片和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場,計數(shù)器的計數(shù)

8、率不變,說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子,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:三種射線的性質以及α粒子、β粒子在電場、磁場中的偏轉方向和偏轉的程度是解決這類問題的關鍵。 類型二 原子核的組成 【例題2】 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子,因此人們斷定質子是原子核的組成部分 D.絕大多數(shù)原子核的質量跟質子質量之比都大于核電荷數(shù)跟質子數(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:原子中除了帶負電的

9、電子外,還有帶正電的質子,故選項A錯。對于原子來說,原子核的質子數(shù)才跟核外電子數(shù)相等,當原子得失電子成為離子時,質量數(shù)與核外電子數(shù)不再相等,故選項B不確切。正是由用α粒子轟擊氮原子核的實驗發(fā)現(xiàn)了質子,故選項C正確。而選項D顯然正確。 答案:CD 題后反思:原子核是由質子、中子構成的,質子帶正電,中子不帶電。 1.人們是通過下列什么物理事實知道了原子核有復雜的結構的(  )。 A.X射線的發(fā)現(xiàn)    B.α粒子散射實驗 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,關于原子核的組成,下列說法正確的是(  )。 A.原子核中,有質子

10、、中子,還有α粒子 B.原子核中,有質子、中子,還有β粒子 C.原子核中,有質子、中子,還有γ粒子 D.原子核中,只有質子和中子 3.如圖所示,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(  )。 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.關于質子與中子,下列說法正確的是(  )。 A.原子核由質子和中子構成 B.質子和中子統(tǒng)稱為核子 C.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質子,并預言了中子的存在 D.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子,并預言了質子的存在 5.據(jù)最新報道,

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)象說明了原子核有復雜的結構。 2.D 3.BC γ射線不帶電,在電場中不會偏轉;α射線帶正電,向負極板偏轉,質量遠大于β粒子的質量,電荷量是β粒子的2倍,因此α粒子的加速度遠小于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B、C正確。 4.ABC 原子核內(nèi)存在質子和中子,中子和質子統(tǒng)稱為核子,盧瑟福只發(fā)現(xiàn)了質子,以后又預言了中子的存在。 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A對,B、C、D錯。 4

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