浙江專版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

1、12浙江專版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35第1節(jié)原子核的組成突破教材新知用是詡到里是 由活學(xué)到活用新知卞T擊芭知識(shí)點(diǎn)一天然放射現(xiàn)象及三種射線目標(biāo)早知道浙江選考學(xué)習(xí)要求知識(shí)內(nèi)容考試要求1.原子核的組成加試a2.放射性兀素的衰艾加試c3.探測(cè)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探新知基礎(chǔ)練1 .放射性和放射性元素(1)1896年，法國(guó)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

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，命名為針_(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)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(guò)的空間施加磁場(chǎng)，射線分成三束，其中兩束在磁場(chǎng)中向不同的方向偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明這兩束是帶電粒子流，另一束在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明這一束不帶電，這三束射線分別叫做“射線、3射線、丫射線。1(2) &射線實(shí)際上就是氯原子核，速度可達(dá)到光速的記.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) 3射線是高

3、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) 丫射線呈電中性，是能量很高的電磁波，波長(zhǎng)很短,在1010m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包士厘米厚的混凝土。辨是非(對(duì)的劃“，”，錯(cuò)的劃“x”)1 .原子序數(shù)小于83的元素都沒(méi)有放射性。(X)2 .“射線、3射線、丫射線都是實(shí)物粒子。(X)3 .三種射線中丫射線穿透能力最強(qiáng)。(V)釋疑難對(duì)點(diǎn)練1 .在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，a射線偏轉(zhuǎn)較小，3射線偏轉(zhuǎn)較大，丫射線不偏轉(zhuǎn)，如圖甲所示。甲乙(2)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a射線偏轉(zhuǎn)半徑較

4、大，3射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，丫射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示。(3) a射線和3射線在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，a粒子和3粒子做偏轉(zhuǎn)方向相反的類平拋運(yùn)動(dòng)，且在同樣的條件下，3粒子的偏移較大。根據(jù)粒子在電場(chǎng)力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可得偏移量為1 ,21qE12qy=2at=2.應(yīng)V0cm2，所以，在同樣的條件下3粒子與“粒子的偏移量之比為1 .2ye4np1013600=>1oy«2enp9923631836100c(4) a射線和3射線在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，a粒子和3粒子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在同樣的條件下，3粒子的軌道半徑較小，偏轉(zhuǎn)較大。2根據(jù)qvB=mR

5、得R=qBmp99cR1836100c2e所以，在同樣的條件下3粒子與a粒子的軌道半徑之比為=R4mpie10c114080根據(jù)三種射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，即使電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(shuō)，放射性與元素存在的狀態(tài)無(wú)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)。試身手1 .（多選）下列說(shuō)法正確的是（）A. a射線與丫射線都是電磁波B. 3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(duì)陰極發(fā)出X射線時(shí)

6、，對(duì)陰極中的原子和原子核的結(jié)構(gòu)并沒(méi)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(shí)，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(cuò)；3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(cuò)；X射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)后，原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的，對(duì)陰極中的原子和原子核的結(jié)構(gòu)沒(méi)有影響，故C對(duì)；放射性元素有射線放出時(shí)，原子核一定發(fā)生了變化，故D對(duì)。原子核的組成探新知基礎(chǔ)練1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)2.中子的發(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(hào)原子核的質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)夕

7、X一元素符號(hào)1核電荷數(shù)=原子核的質(zhì)王數(shù).即原子的原子序數(shù)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11H2H3H。辨是非（對(duì)的劃“，”，錯(cuò)的劃“X”）1 .同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。（V）2 .同位素具有相同的物理性質(zhì)。（X）釋疑難對(duì)點(diǎn)練1 .原子核（符號(hào)AX）大?。汉苄?，半徑為10151014m19質(zhì)子：電重e=+1.6X10C組質(zhì)量np=1.6726231X1027kg成中子：電量e=0質(zhì)量m=1.6749286X1027kg同位素：質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子核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

8、電子數(shù)。質(zhì)量數(shù)（A）=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)十中子數(shù)。3 .對(duì)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，通常用這個(gè)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(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)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(hào)為AX,則（）A.原子核的質(zhì)子數(shù)為Z,中子數(shù)為A-ZB.原子核的質(zhì)子數(shù)為Z,核子數(shù)為C.原子核的質(zhì)子數(shù)為A中子數(shù)為D

9、.原子核的質(zhì)子數(shù)為A中子數(shù)為A- Z解析：選AB ZX表示原子核，其中X為元素符號(hào)；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A Z;核子數(shù)就是質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。故A B正確。恪鎖定，命題熱點(diǎn)研芍題知考情知糊律授技口知能步步升級(jí)三種射線在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)典例1如圖所示，一天然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過(guò)一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域(方向如圖所示)。調(diào)整電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，使得在MNk只有兩個(gè)點(diǎn)受到射線的照射，則下面判斷正確的是()a射線3射線“射線或3射線丫射線A.射到b點(diǎn)的一定是B.射到b點(diǎn)的一定是C.射到b點(diǎn)的一定是D.射到b點(diǎn)的一定是思路點(diǎn)撥解答本題

10、時(shí)應(yīng)明確以下兩點(diǎn)：(1) a、3、丫這三種射線的本質(zhì)。(2)帶電粒子在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。解析選C丫射線不帶電，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中它都不受力的作用，只能射到a點(diǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；調(diào)整E和B的大小，既可以使帶正電的a射線沿直線前進(jìn)，也可以使帶負(fù)電的3射線沿直線前進(jìn)，沿直線前進(jìn)的條件是電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，即qE=qBv。a粒子的速度比3粒子的速度小得多，當(dāng)“粒子沿直線前進(jìn)時(shí)，速度較大的3粒子向右偏轉(zhuǎn)；當(dāng)3粒子沿直線前進(jìn)時(shí)，速度較小的a粒子也向右偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)C正確，A、B錯(cuò)誤。一£!*立技士三種射線的比較方法：(2) a、3射線是實(shí)物粒子，丫射線是一種電磁波。(3) a射線貫穿本領(lǐng)最弱，用一張白

11、紙就能擋住。小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)。進(jìn)入電場(chǎng)后，射線變?yōu)榈淅?一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的a、3和丫射線，由鉛盒的小孔射出，在a、b兩束，射線a沿原來(lái)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射線。放射源 帝電損板母盆祥沛帶電微板照相底片解析在三種射線中，“射線帶正電，穿透能力最弱，穿不透鋁箔，丫射線不帶電,a應(yīng)為丫穿透能力最強(qiáng)；3射線帶負(fù)電，穿透能力一般，綜上所述，結(jié)合題意可知，射線射線，射線b應(yīng)為3射線。答案丫31*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(wèn):（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

12、電荷量是多少?若鐳原子呈中性，它核外有多少電子?思路點(diǎn)撥通過(guò)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N=22688=138。（2）鐳核的核電荷數(shù)和所帶電荷量分別是19_17_Z=88,Q=88X1.6X101.41X10C。（3）核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88。應(yīng)用落實(shí)體驗(yàn)答案(1)88138(2)881.41X1017C(3)88課審充點(diǎn)郵課下練臺(tái)保那時(shí)力節(jié)通關(guān)I.J.課堂對(duì)點(diǎn)鞏固1.（多選）氫有三種同位素，分別是五（1H）、笊（2H）、瓶（1H）,則

13、（）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1,解析：選AB五、笊、瓶的核子數(shù)分別為1、2、3,質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相等，都為A、B選項(xiàng)正確。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2.（多選）由原子核符號(hào)2935UI,可知（）235A. 92U原子核中有質(zhì)子92個(gè)B. 92U原子核中有電子92個(gè)C.235U原子核中有中子235個(gè)D.235U原子核中有中子143個(gè)解析：選AD原子核符號(hào)為ZX,A為核子數(shù)，Z為質(zhì)子數(shù)，可見235U原子核中核子數(shù)是235個(gè)，質(zhì)子數(shù)是92,中子數(shù)為23592=143,故B、C錯(cuò)誤，A、D正確。3.據(jù)最新報(bào)道，放射性

14、同位素欽166H0,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（）A.32B.67C. 99D.166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16667=99,故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99-67=32,故A對(duì)，BCD錯(cuò)。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. 丫射線的貫穿作用B. a射線的電離作用C. 3射線的貫穿作用D. 3射線的中和作用解析：選B由于a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)為區(qū)課堂小結(jié)放射H圖F核的粗版課時(shí)跟蹤中測(cè)十三一、單項(xiàng)選擇題1 .下列說(shuō)

15、法正確的是（）A.任何元素都具有放射性B.同一元素，單質(zhì)具有放射性，化合物可能沒(méi)有C.元素的放射性與溫度無(wú)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(méi)有放射性，所以A項(xiàng)錯(cuò)；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(wú)關(guān)，所以C項(xiàng)對(duì)，日D項(xiàng)錯(cuò)。2下列說(shuō)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

16、質(zhì)量數(shù)相同，A對(duì)；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)量數(shù)總和，B錯(cuò)；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(cuò)；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(cuò)。3.原子核中能放出“、3、丫射線，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、中子、還有“粒子B,原子核中，有質(zhì)子、中子、還有3粒子C.原子核中，有質(zhì)子、中子、還有丫粒子D.原子核中，只有質(zhì)子和中子解析：選Da射線是被拋出的氮核粒子流，3射線是中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子釋放的電子流，丫射線是伴隨“、3射線放出的光子流，故原子核中，只有質(zhì)子和中子，D對(duì)。4下面說(shuō)法正確的是()3射線的粒子和電子

17、是兩種不同的粒子紅外線的波長(zhǎng)比X射線的波長(zhǎng)長(zhǎng)a射線的粒子不同于氯原子核丫射線的穿透本領(lǐng)比a射線的強(qiáng)A.B.C.D.解析：選CX、丫射線均為電磁波，只是波長(zhǎng)不同。紅外線也是電磁波，由電磁波譜知紅外線的波長(zhǎng)比X射線波長(zhǎng)要長(zhǎng)。另外，3射線是電子流，“粒子是氨核，從a、3、丫三種射線的穿透本領(lǐng)來(lái)看，丫射線最強(qiáng)，a射線最弱，故選項(xiàng)C對(duì)。5人類探測(cè)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(lái)核聚變的重要原料之一，氦的這種同位素應(yīng)表示為()A.43HeB.32HeC.42HeD.33He解析：選B氨的同位素質(zhì)子數(shù)一定為2,質(zhì)量數(shù)為3,故可寫作2He,因此B正確，AC、D錯(cuò)誤。6天然放三

18、性物質(zhì)的放三線包括三種成分，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.一張厚的黑紙能擋住a射線，但不能擋住3射線和丫射線B.某原子核在放出丫射線后會(huì)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a射線D.3粒子是電子，但不是原來(lái)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，a射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住3射線和丫射線，故A正確；丫射線是伴隨a、3衰變而產(chǎn)生的一種電磁波，不會(huì)使原子核變成新核，故B錯(cuò)誤；三種射線中a射線電離作用最強(qiáng)，故C正確；3粒子是電子，來(lái)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（）amM、/a*

19、nnnnanABCD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(shí)，質(zhì)量數(shù)A也會(huì)增大，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；又中子數(shù)N為零時(shí)，質(zhì)子數(shù)不為零，所以質(zhì)量數(shù)A不為零，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題8.關(guān)于天然放射現(xiàn)象和對(duì)放射性的研究，下列說(shuō)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(shuō)明了原子核不是單一的粒子C.丫射線伴隨a射線或3射線而產(chǎn)生D.任何放射性元素都能同時(shí)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(guó)的貝可勒爾，A錯(cuò)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；丫射線是在原子核放射a粒子或

20、3粒子的時(shí)候，多余的能量以極高頻率的丫光子的形式產(chǎn)生的輻射，因此，丫射線是伴隨（不是一定伴隨）a射線或3射線而放出的，C正確，D錯(cuò)誤。9.下列說(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a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(cuò)；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

21、錯(cuò)；正是根據(jù)用a粒子轟擊原子核的實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C對(duì)；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(duì)。10.下面關(guān)于3射線的說(shuō)法中正確的是()A.它是高速電子流B. 3粒子是放射出來(lái)的原子內(nèi)層電子C. 3粒子是從原子核中放射出來(lái)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AC3射線是高速的電子流，它是從原子核內(nèi)部放射出來(lái)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2?Ra和288Ra。試問(wèn)：(1)這兩種鐳核的中子數(shù)之比是多少？(2)讓Ra和2?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(chǎng)中，它們運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是多少？解析：(1)它們的中子數(shù)分別為N=AZ=226-88=138,N=AZ=2