《（浙江專版）2018年高中物理 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》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（浙江專版）2018年高中物理 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（11頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1節(jié) 原子核的組成目標(biāo)早知道浙江選考學(xué)習(xí)要求知識內(nèi)容考試要求1.原子核的組成加試a2.放射性元素的衰變加試c3.探測射線的方法加試a4.放射性的應(yīng)用與防護(hù)加試a5.核力與結(jié)合能加試c6.核裂變加試c7.核聚變加試c8.粒子和宇宙加試a天然放射現(xiàn)象及三種射線探新知基礎(chǔ)練1放射性和放射性元素(1)1896年，法國物理學(xué)家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾礦物都能發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光。物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射元素。(2)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(qiáng)的新元素，命名為釙(Po)、鐳(Ra)。2天然放射現(xiàn)象放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)
2、象。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。3三種射線(1)三種射線：在射線經(jīng)過的空間施加磁場，射線分成三束，其中兩束在磁場中向不同的方向偏轉(zhuǎn)，說明這兩束是帶電粒子流，另一束在磁場中不偏轉(zhuǎn)，說明這一束不帶電，這三束射線分別叫做射線、射線、射線。(2)射線實(shí)際上就是氦原子核，速度可達(dá)到光速的，其電離能力強(qiáng)，穿透能力較差，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，用一張紙就能把它擋住。(3)射線是高速電子流，它速度很大，可達(dá)光速的99%，它的穿透能力較強(qiáng)，電離作用較弱，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。(4)射線呈電中性，是能量很高的電磁波，波長很短，在10
3、10 m以下，它的電離作用更小，但穿透能力更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土。辨是非(對的劃“”，錯的劃“”)1原子序數(shù)小于83的元素都沒有放射性。() 2射線、射線、射線都是實(shí)物粒子。()3三種射線中射線穿透能力最強(qiáng)。()釋疑難對點(diǎn)練1在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強(qiáng)電場中，射線偏轉(zhuǎn)較小，射線偏轉(zhuǎn)較大，射線不偏轉(zhuǎn)，如圖甲所示。(2)在勻強(qiáng)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)，如圖乙所示。(3)射線和射線在電場中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)在勻強(qiáng)電場中，粒子和粒子做偏轉(zhuǎn)方向相反的類平拋運(yùn)動，且在同樣的條件下，粒子的偏移較大。根據(jù)粒子在電場力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)
4、動，可得偏移量為yat22，所以，在同樣的條件下粒子與粒子的偏移量之比為1。(4)射線和射線在磁場中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場中，粒子和粒子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動，且在同樣的條件下，粒子的軌道半徑較小，偏轉(zhuǎn)較大。根據(jù)qvBm得R，所以，在同樣的條件下粒子與粒子的軌道半徑之比為1。根據(jù)三種射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，即使電場和磁場方向未知，也可以區(qū)分射線的種類。2研究放射性的意義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)。試
5、身手1(多選)下列說法正確的是()A射線與射線都是電磁波B射線是原子的核外電子電離后形成的電子流C從倫琴射線管的對陰極發(fā)出X射線時，對陰極中的原子和原子核的結(jié)構(gòu)并沒有改變，只是原子從能量較高的定態(tài)躍遷到較低的定態(tài)D放射性元素有射線放出時，元素的原子核一定發(fā)生變化解析：選CD射線是實(shí)物粒子流，不是電磁波，A錯；射線是原子核中的中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子而釋放的電子流，不是核外電子電離后形成的，故B錯；X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后，原子從高能級向低能級躍遷而產(chǎn)生的，對陰極中的原子和原子核的結(jié)構(gòu)沒有影響，故C對；放射性元素有射線放出時，原子核一定發(fā)生了變化，故D對。原子核的組成探新知基礎(chǔ)練1質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)2.中
6、子的發(fā)現(xiàn)3原子核的組成原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。4原子核的符號5同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱為同位素。例如，氫有三種同位素H、H、H。辨是非(對的劃“”，錯的劃“”)1同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。()2同位素具有相同的物理性質(zhì)。()釋疑難對點(diǎn)練1原子核(符號X)原子核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對核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解(1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱為核子，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫做核子數(shù)。(2)電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷等于質(zhì)子電荷的整數(shù)倍
7、，通常用這個整數(shù)表示原子核的電荷量，叫做原子核的電荷數(shù)。(3)質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和，而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個整數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)。試身手2(多選)某種元素的原子核符號為X，則()A原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，中子數(shù)為AZB原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，核子數(shù)為AC原子核的質(zhì)子數(shù)為A，中子數(shù)為ZD原子核的質(zhì)子數(shù)為A，中子數(shù)為AZ解析：選ABX表示原子核，其中X為元素符號；A為原子核的質(zhì)量數(shù)；Z為原子核的電荷數(shù)，也叫質(zhì)子數(shù)；中子數(shù)為AZ；核子數(shù)就是質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。故A、B正確。 三種射線在電場或磁場中的偏轉(zhuǎn)典例1如圖所示，
8、一天然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過一個勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存的區(qū)域(方向如圖所示)。調(diào)整電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，使得在MN上只有兩個點(diǎn)受到射線的照射，則下面判斷正確的是()A射到b點(diǎn)的一定是射線B射到b點(diǎn)的一定是射線C射到b點(diǎn)的一定是射線或射線D射到b點(diǎn)的一定是射線思路點(diǎn)撥解答本題時應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：(1)、這三種射線的本質(zhì)。(2)帶電粒子在電磁場中運(yùn)動的規(guī)律。解析選C射線不帶電，在電場和磁場中它都不受力的作用，只能射到a點(diǎn)，選項(xiàng)D錯誤；調(diào)整E和B的大小，既可以使帶正電的射線沿直線前進(jìn)，也可以使帶負(fù)電的射線沿直線前進(jìn)，沿直線前進(jìn)的條件是電場力與洛倫茲力平衡，即qEqBv。粒子的速度比粒子
9、的速度小得多，當(dāng)粒子沿直線前進(jìn)時，速度較大的粒子向右偏轉(zhuǎn)；當(dāng)粒子沿直線前進(jìn)時，速度較小的粒子也向右偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)C正確，A、B錯誤。三種射線的比較方法：(1)、射線是實(shí)物粒子，射線是一種電磁波。(2)射線貫穿本領(lǐng)最弱，用一張白紙就能擋住。典例2一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的、和射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場。進(jìn)入電場后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射線a為_射線，射線b為_射線。解析在三種射線中，射線帶正電，穿透能力最弱，穿不透鋁箔，射線不帶電，穿透能力最強(qiáng)；射線帶負(fù)電，穿透能力一般，綜上所述，結(jié)合題意可知，射線
10、a應(yīng)為射線，射線b應(yīng)為射線。 答案原子核的組成典例3已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226，試問：(1)鐳核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？(2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈中性，它核外有多少電子？思路點(diǎn)撥通過原子序數(shù)、質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核電荷數(shù)、電子數(shù)間的關(guān)系求解相應(yīng)數(shù)值。解析(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)與質(zhì)子數(shù)之差，即N22688138。(2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶電荷量分別是Z88，Q881.61019 C1.411017 C。(3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88。答案(1)88138(2)881.
11、411017 C(3)88課堂對點(diǎn)鞏固1(多選)氫有三種同位素，分別是氕(H)、氘(H)、氚(H)，則()A它們的質(zhì)子數(shù)相等B它們的核外電子數(shù)相等C它們的核子數(shù)相等D它們的中子數(shù)相等解析：選AB氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相等，都為1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相等，所以A、B選項(xiàng)正確。2(多選)由原子核符號U，可知()A.U原子核中有質(zhì)子92個B.U原子核中有電子92個C.U原子核中有中子235個D.U原子核中有中子143個解析：選AD原子核符號為X，A為核子數(shù)，Z為質(zhì)子數(shù)，可見U原子核中核子數(shù)是235個，質(zhì)子數(shù)是92，中子數(shù)為23592143，故B、
12、C錯誤，A、D正確。3據(jù)最新報道，放射性同位素鈥Ho，可有效治療癌癥，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是()A32B67C99 D166解析：選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。4在天然放射性物質(zhì)附近放置一帶電體，帶電體所帶的電荷很快消失的根本原因是()A射線的貫穿作用B射線的電離作用C射線的貫穿作用D射線的中和作用解析：選B由于射線電離作用較強(qiáng)，能使空氣分子電離，電離產(chǎn)生的電荷與帶電體的電荷中和。故正確選項(xiàng)為B。課堂小結(jié) 課時跟蹤檢測十三一、單項(xiàng)選擇題1下列說法正確的是()A任何元素都
13、具有放射性B同一元素，單質(zhì)具有放射性，化合物可能沒有C元素的放射性與溫度無關(guān)D放射性就是該元素的化學(xué)性質(zhì)解析：選C原子序數(shù)大于或等于83的所有元素都有放射性，小于83的元素有的就沒有放射性，所以A項(xiàng)錯；放射性是由原子核內(nèi)部因素決定的，與該元素的物理狀態(tài)、化學(xué)性質(zhì)無關(guān)，所以C項(xiàng)對，B、D項(xiàng)錯。2下列說法正確的是()A質(zhì)子和中子的質(zhì)量不同，但質(zhì)量數(shù)相同B質(zhì)子和中子構(gòu)成原子核，原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量總和C同一種元素的原子核有相同的質(zhì)量數(shù)，但中子數(shù)可以不同D中子不帶電，所以原子核的總電荷量等于質(zhì)子和電子的總電荷量之和解析：選A質(zhì)子和中子的質(zhì)量不同，但質(zhì)量數(shù)相同，A對；質(zhì)子和中子構(gòu)成原子核，
14、原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量數(shù)總和，B錯；同一種元素的原子核有相同的質(zhì)子數(shù)，但中子數(shù)可以不同，C錯；中子不帶電，所以原子核的總電荷量等于質(zhì)子總電荷量，D錯。3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：選D射線是被拋出的氦核粒子流，射線是中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子釋放的電子流，射線是伴隨、射線放出的光子流，故原子核中，只有質(zhì)子和中子，D對。4下面說法正確的是()射線的粒子和電子是兩種不同的粒子紅外線的波長比X射線的波長長射線的粒子不同于氦原子核射線的穿
15、透本領(lǐng)比射線的強(qiáng)A BC D解析：選CX、射線均為電磁波，只是波長不同。紅外線也是電磁波，由電磁波譜知紅外線的波長比X射線波長要長。另外，射線是電子流，粒子是氦核，從、三種射線的穿透本領(lǐng)來看，射線最強(qiáng)，射線最弱，故選項(xiàng)C對。5人類探測月球發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可以作為未來核聚變的重要原料之一，氦的這種同位素應(yīng)表示為()A.He B.He C.He D.He解析：選B 氦的同位素質(zhì)子數(shù)一定為2，質(zhì)量數(shù)為3，故可寫作He，因此B正確，A、C、D錯誤。6天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說法錯誤的是()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
16、線后會變成另一種元素的原子核C三種射線中電離作用最強(qiáng)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：選B由三種射線的本質(zhì)和特點(diǎn)可知，射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住射線和射線，故A正確；射線是伴隨、衰變而產(chǎn)生的一種電磁波，不會使原子核變成新核，故B錯誤；三種射線中射線電離作用最強(qiáng)，故C正確；粒子是電子，來源于原子核，故D正確。7(上海高考)某種元素具有多種同位素，能反映這些同位素的質(zhì)量數(shù)A與中子數(shù)N關(guān)系的是圖()解析：選B某種元素中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相當(dāng)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，因此當(dāng)中子數(shù)N增大時，質(zhì)量數(shù)A也會增大，選項(xiàng)A、D錯誤；又中子數(shù)N為零時，質(zhì)子數(shù)不為零，所以質(zhì)
17、量數(shù)A不為零，選項(xiàng)B正確，C錯誤。二、多項(xiàng)選擇題8關(guān)于天然放射現(xiàn)象和對放射性的研究，下列說法正確的是()A是居里夫婦首先發(fā)現(xiàn)并開始研究的B說明了原子核不是單一的粒子C射線伴隨射線或射線而產(chǎn)生D任何放射性元素都能同時發(fā)出三種射線解析：選BC首先發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的是法國的貝可勒爾，A錯誤；放射現(xiàn)象的研究揭示出原子核的可變性，即原子核不是單一粒子，也是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的，B正確；射線是在原子核放射粒子或粒子的時候，多余的能量以極高頻率的光子的形式產(chǎn)生的輻射，因此，射線是伴隨(不是一定伴隨)射線或射線而放出的，C正確，D錯誤。9下列說法中正確的是()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
18、數(shù)，一定跟核外電子數(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，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子解析：選CD原子中除了帶負(fù)電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，且一般情況下質(zhì)子和核外電子數(shù)目相等，故A錯；只有中性原子的原子核中的質(zhì)子數(shù)才跟核外電子數(shù)相等，故B錯；正是根據(jù)用粒子轟擊原子核的實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C對；因?yàn)榻^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)子的電荷數(shù)之比，才確定原子核內(nèi)必還有別的中性粒子，故D對。10下面關(guān)于射線的說法中正確的是()A它是高速電子流B粒
19、子是放射出來的原子內(nèi)層電子C粒子是從原子核中放射出來的D它的電離作用比較弱，但它的穿透能力很強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板解析：選AC射線是高速的電子流，它是從原子核內(nèi)部放射出來的，電離作用較弱，穿透能力較強(qiáng)，能穿透幾毫米的鋁板，故A、C正確。三、非選擇題11已知鐳的兩種常見同位素為Ra和Ra。試問：(1)這兩種鐳核的中子數(shù)之比是多少？(2)讓Ra和Ra以相同的速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，它們運(yùn)動的軌道半徑之比是多少？解析：(1)它們的中子數(shù)分別為N1A1Z22688138，N2A2Z22888140，所以中子數(shù)之比為N1N26970。(2)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力充
20、當(dāng)向心力，故有qvBm，解得r由于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)6970(2)11311412在暗室的真空裝置中做如下實(shí)驗(yàn)：在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中，有一個能產(chǎn)生、三種射線的射線源。從射線源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場，如圖所示。在與射線源距離為H高處，水平放置兩張疊放著的、涂藥面朝下的印像紙(比一般紙厚且涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照射一段時間后兩張印像紙顯影。(1)上面的印像紙有幾個暗斑？各是什么射線的痕跡？(2)下面的印像紙顯出三個暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比是多少？(3)若在此空間再加上與電場方向垂直的勻強(qiáng)磁場，一次使射線不偏轉(zhuǎn)，一次使射線不偏轉(zhuǎn)，則兩次所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比是多少？解析：(1)因粒子貫穿本領(lǐng)弱，穿過下層紙的只有射線、射線，射線、射線在上面的印像紙上留下兩個暗斑。(2)下面印像紙從左向右依次是射線、射線、射線留下的暗斑。設(shè)射線、射線暗斑到中央射線暗斑的距離分別為s、s，則sa2，sa2，a，a。由以上四式解得。(3)若使射線不偏轉(zhuǎn)，qEqvB，所以B，同理若使射線不偏轉(zhuǎn)，應(yīng)加磁場B，故101。答案：(1)兩個暗斑射線、射線(2)5184(3)10111
（浙江專版）2018年高中物理 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
