2017-2018學年同步備課套餐之物理人教浙江專版選修3-5講義:第19章原子核_第1頁
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文檔簡介

1、原子核1原子核的組成知識內容考試要求必考加試原子核的組成a課時要求1 .了解什么是放射性和天然放射現象.2 .知道原子核的組成及三種射線的特征.3 .掌握原子核的符號表示,知道同位素的概念.知識探究新知探究點點落實一、天然放射現象和三種射線導學探究1 .1896年法國物理學家貝可勒爾發現了放射性元素自發地發出射線的現象,即天然放射現象.是否所有的元素都具有放射性?放射性物質發出的射線有哪些種類?答案原子序數大于或等于83的元素,都能自發地發出射線,原子序數小于83的元素,有的也能放出射線.放射性物質發出的射線有三種:“射線、3射線、丫射線.2 .怎樣用電場或磁場判斷三種射線粒子的帶電性質?答案

2、讓三種射線通過勻強電場,則丫射線不偏轉,說明丫射線不帶電.a射線偏轉方向和電場方向相同,帶正電,3射線偏轉方向和電場方向相反,帶負電.或者讓三種射線通過勻強磁場,則丫射線不偏轉,說明丫射線不帶電,a射線和3射線可根據偏轉方向和左手定則確定帶電性質.知識梳理1 .對天然放射現象的認識(1)1896年,法國物理學家貝亙勒爾發現某些物質具有放射性.(2)物質發射射線的性質稱為放射性,具有放射性的元素稱為放射性元素,放射性元素自發地發出射線的現象叫做天然放射現象.(3)原子序數大于或等于83的元素,都能自發地發出射線,原子序數小于83的元素,有的也能放出射線.2 .對三種射線的認識種類a射線3射線丫射

3、線組成高速氮核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2e一e0速率0.1c0.99cC貫穿本領最邕用一張紙就能擋住較強,能穿透幾毫米厚的鋁板最典能穿透幾厘米厚的口板和幾十厘米厚的混凝土電禺作用很阻較強很我_即學即用判斷下列說法的正誤.(1)1896年,法國的瑪麗居里首先發現了天然放射現象.(X)(2)原子序數大于83的元素都是放射性元素.(V)(3)原子序數小于83的元素都不能放出射線.(X)(4) “射線實際上就是氯原子核,a射線具有較強的穿透能力.(X)(5) 丫射線是能量很高的電磁波,電離作用很強.(X)二、原子核的組成知識梳理1.質子的發現1919年,盧瑟福用鐳放射出的a粒子轟擊氮原

4、子核,從氮核中打出了一種新的粒子,測定了它的電荷和質量,確定它是氫原子核,叫做質子,用p或;H表示,其質量約為mp=1.67X1027_kg.2 .中子的發現(1)盧瑟福的預言:原子核內可能還有一種不帶電的粒子,名字叫中子.(2)查德威克的發現:用實驗證明了中子的存在,用n表示,中子的質量非常接近質子的質量.3 .原子核的組成(1)核子數:質子和中子質量差別非常微小,二者統稱為核子,所以質子數和生子數之和叫核子數.(2)電荷數(Z):原子核所帶的電荷總是質子電荷的整數信-通常用這個整數表示原子核的電荷量,叫做原子核的電荷數.(3)質量數(A):原子核的質量等于核內質王和中壬的質量的總和,而質子

5、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倍,這個倍數叫做原子核的質量數.I原子核的質地數=質數一中干數4 4);X一元素符號1-核電荷數=原子核的虹鰲.即元素的原子序數5 .同位素具有相同的質子數而中子數不同的原子核,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,分別是1h、2h、1h.即學即用判斷下列說法的正誤.(1)質子和中子都不帶電,是原子核的組成成分,統稱為核子.(X)(2)原子核的電荷數就是核內的質子數,也就是這種元素的原子序數.(V)(3)同位素具有不同的化學性質.(X)(4)原子核內的核子數與它的核電荷數不可能相等.(X)題型探究聿點

6、堆點個個擊破一、天然放射現象和三種射線1 .三種射線的實質“射線:高速氫核流,帶2e的正電荷;3射線:高速電子流,帶e的負電荷;丫射線:光子流(高頻電磁波),不帶電.2 .三種射線在電場中和磁場中的偏轉(1)在勻強電場中,丫射線不發生偏轉,做勻速直線運動,a粒子和3粒子沿相反方向做類平拋運動,在同樣的條件下,3粒子的偏移大,如圖1所示.圖1(2)在勻強磁場中,丫射線不發生偏轉,仍做勻速直線運動,a粒子和3粒子沿相反方向做勻速圓周運動,且在同樣條件下,3粒子的軌道半徑小,如圖2所示.XXXx 8x3 .元素的放射性(1)一種元素的放射性與是單質還是化合物無關,這就說明射線跟原子核外電子無關.(2

7、)射線來自于原子核說明原子核內部是有結構的.【例1】如圖3所示,R是一種放射性物質,虛線框內是勻強磁場,LL'是厚紙板,MM'是熒光屏,實驗時,發現在熒光屏的O、P兩點處有亮斑,由此可知磁場的方向、到達。點的射線種類、到達P點的射線種類應屬于下表中的()LV磁場VM,圖3選項磁場方向到達。點的射線到達P點的射線A豎直向上3aB豎直向下a3C垂直紙向向里丫3D垂直紙向向外丫a答案C解析R放射出來的射線共有“、3丫三種,其中“、3射線垂直于磁場方向進入磁場區域時將受到洛倫茲力作用而偏轉,丫射線不偏轉,故打在。點的應為丫射線;由于a射線貫穿本領弱,不能射穿厚紙板,故到達P點的應是3射

8、線;依據3射線的偏轉方向及左手定則可知磁場方向垂直紙面向里.【例2(多選)將a、&丫三種射線分別射入勻強磁場和勻強電場,圖中表示射線偏轉情況正確的是()答案AD解析已知a粒子帶正電,3粒子帶負電,丫射線不帶電,根據正、負電荷在磁場中運動受洛倫茲力方向和正、負電荷在電場中受電場力方向可知,A、B、C、D四幅圖中 8 3粒子的偏轉方向都是正確的,但偏轉的程度需進一步判斷.帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動,其半徑mv=而將數據代入,則“粒子與3粒子的半徑之比3=如vqj=-X*15,rpmeveqa10.99c21836A對,B錯;帶電粒子垂直進入勻強電場,設初速度為V0,垂直電場線方向位移為

9、x,沿電場線方向位移為y,則有1qE2x=v0t,尸2,消去t可得y=2S對某一確定的X值,a、3粒子沿電場線偏轉距離之比12 2.y_a_q_amjvj_2*1_836xf0.99c)21yTqem«v«=14(0.1c)375C錯,D對.L歸納總結-三種射線的鑒別:(1) a射線帶正電、3射線帶負電、丫射線不帶電.a射線、3射線是實物粒子,而丫射線是光子流,屬于電磁波的一種.(2) a射線、3射線都可以在電場或磁場中偏轉,但偏轉方向不同,丫射線則不發生偏轉.(3) a射線穿透能力弱,3射線穿透能力較強,丫射線穿透能力最強,而電離本領相反.二、原子核的組成I.原子核(符號

10、2x)大小;很小,半徑為1O-I5O-Um質子士電荷量e=+L6X1019C療'組質量叫尸1.6726231MIO-"kg成中子;電荷量e=0核I質量"垢=L6749286X10盯kg,同位素;質子數相同、中子數不同的原子核2.基本關系核電荷數=質子數(Z)=元素的原子序數=核外電子數,質量數(A)=核子數=質子數十中子數.【例3已知鐳的原子序數是88,原子核的質量數是226.試問:(1)鐳核中有幾個質子?幾個中子?(2)鐳核所帶電荷量是多少?(保留三位有效數字)(3)呈電中性的鐳原子,核外有幾個電子?答案(1)88138(2)1.41X1017c(3)88解析(1

11、)鐳核中的質子數等于其原子序數,故質子數為88,中子數N等于原子核的質量數A與質子數Z之差,即N=AZ=226-88=138.(2)鐳核所帶電荷量Q=Ze=88X1.6X1019C=1.41X1017C.核外電子數等于核電荷數,故核外電子數為88.針對訓練在“粒子轟擊金箔的散射實驗中,a粒子可以表示為4He,4He中的4和2分別表示()A. 4為核子數,2為中子數B. 4為質子數和中子數之和,2為質子數C. 4為核外電子數,2為中子數D. 4為中子數,2為質子數答案B解析根據AX所表示的物理意義,原子核的質子數決定核外電子數,原子核的核電荷數就是核內的質子數,也就是這種元素的原子序數.原子核的

12、質量數就是核內質子數和中子數之和,即為核內的核子數.4He符號的左下角表示的是質子數或核外電子數,即為2,4He符號左上角表示的是核子數,即為4,故選項B正確.當堂檢測鞏固反選達標檢測1 .下列說法正確的是()A.“射線是由高速運動的氨核組成的,其運行速度接近光速B.某原子核在放出丫射線后會變成另一種元素的原子核C. 丫射線的穿透能力最強,電離能力最弱D. 3射線的粒子和電子是兩種不同的粒子答案C2 .(2016湖州市高二下學期期中)為了探究放射性元素射線的性質,小張將裝有放射性元素的鉛盒放入磁場B中,從云室中觀察到射線的徑跡如圖4所示,對這三種射線,下列說法正確的是()mnA.射線甲是a射線

13、B.射線乙是丫射線C.射線乙的貫穿能力最弱D.射線丙是高速電子流答案B解析a射線是高速氫核流,一個a粒子帶兩個正電荷,根據左手定則,a射線受到的洛倫茲力向右,故丙是a射線.3射線是高速電子流,帶負電荷,根據左手定則,3射線受到的洛倫茲力向左,故甲是3射線.丫射線是電磁波,是中性的,在磁場中不受磁場的作用力,軌跡不會發生偏轉,故乙是丫射線,故A、D錯誤,B正確;丫射線貫穿能力最強,故C錯誤.3 .(多選)氫有三種同位素,分別是五(1H)、笊(2H)、瓶(1H),則()A.它們的質子數相等B.它們的核外電子數相等C.它們的核子數相等D.它們的中子數相等答案AB解析五、笊、瓶的核子數分別為1、2、3

14、,質子數和核外電子數相同,都為1,中子數等于核子數減去質子數,故中子數各不相同,所以A、B選項正確.4 .以下說法正確的是()A.2226Rn為氫核,由此可知,氫核的質量數為86,氫核的質子數為222B.9Be為被核,由此可知,被核的質量數為9,被核的中子數為4C.同一元素的兩種同位素具有相同的質量數D.同一元素的兩種同位素具有不同的中子數答案D解析A項氫核的質量數為222,質子數為86,所以A錯誤;B項被核的質量數為9,中子數為5,所以B錯誤;由于質子數相同而中子數不同的原子核互稱為同位素,即它們的質量數不同,因而C錯誤,D正確.課時作業強化訓煉拓展提升一、選擇題1 .在天然放射性物質附近放

15、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射線的中和作用答案B解析由于a粒子電離作用較強,能使空氣分子電離,電離產生的電荷與帶電體的電荷中和,使帶電體所帶的電荷很快消失.2 .(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.原子核中的中子數一定跟核外電子數相等C.用a粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質子,因此人們斷定質子是原子核的組成部分D.絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比,因而原子核內還存在一種不帶電的中性粒子答案CDA錯;原子

16、核中的中子數不解析原子中除了有帶負電的電子外,還有帶正電的原子核,故一定跟核外電子數相等,故B錯;正是用“粒子轟擊原子核的實驗才發現了質子,故C正確;因為絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比,才確定原子核內還有別的中性粒子,故D正確.3 .放射性元素放出的射線,在電場中分成A、B、C三束,如圖1所示,其中()圖1A. C為氯原子核組成的粒子流B. B為比X射線波長更長的光子流C. B為比X射線波長更短的光子流D. A為高速電子組成的電子流答案C解析根據射線在電場中的偏轉情況,可以判斷,A射線向電場線方向偏轉,應為帶正電的粒子組成的射線,所以是a射線;B射線在

17、電場中不偏轉,所以是丫射線;C射線在電場中受到與電場方向相反的作用力,應為帶負電的粒子,所以是3射線.4 .(多選)(2017吳越聯盟高三上學期第二次聯考)如圖2所示,在研究天然放射性現象的實驗中,兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源a、b端相連,放射源發出的射線從其上方小孔射出,運動軌跡如圖所示,則下列說法正確的是()A.到達A板的是a粒子B.到達A板的是3粒子C.金屬板A連接的電源a端為正極D.金屬板B連接的電源b端為正極5(多選)下列關于放射性元素發出的三種射線的說法中正確的是()A. a粒子就是氫原子核,它的穿透本領和電離本領都很強B. 3射線是電子流,其速度接近光速C. 丫射線是一種

18、頻率很高的電磁波,它的穿透能力很強D以上三種說法均正確答案BC6下列關于23He的敘述正確的是()A.32He與31H互為同位素B.32He原子核內中子數為2C.32He原子核內質子數為23D.32He代表原子核內有2個質子和3個中子的氦原子核答案C7據最新報道,放射性同位素鈥16676Ho,可有效治療癌癥,該同位素原子核內中子數與核外電子數之差是()A32B67C99D166答案A解析根據原子核的表示方法得核外電子數=質子數=67,中子數為16667=99,故核內中子數與核外電子數之差為9967=32,故A對.8 .若用x代表一個中性原子中核外的電子數,y代表此原子的原子核內的質子數,z代表

19、此原子的原子核內的中子數,則對29325U的原子來說()A. x=92y=92z=235B. x=92y=92z=143C. x=143y=143z=92D. x=235y=235z=325答案B解析在235U中,左下標為質子數,左上標為質量數,則y=92;中性原子的核外電子數等于質子數,所以x=92;中子數等于質量數減去質子數,z=235-92=143,所以B選項正確.9 (多選)如圖3所示,鉛盒A中裝有天然放射性物質,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是()圖3A.打在圖中a、b、c三點的依次是“射線、丫射線和3射線B. a射

20、線和3射線的軌跡是拋物線C. a射線和3射線的軌跡是圓弧D.如果在鉛盒和熒光屏間再加一個豎直向下的場強適當的勻強電場,可能使屏上的亮斑只剩下b答案AC解析由左手定則可知粒子向右射出,在題圖所示勻強磁場中a粒子受到的洛倫茲力向上,13粒子受到的洛倫茲力向下,軌跡都是圓弧.由于a粒子的速度是光速的而,而3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,本題應選A、C.二、非選擇題10 .有關16。、11。、188o三種同位素的比較,試回答下列問題:(i)三種同位素中哪一種粒子數是不相同的?.A.質子B.中子C.核外電子(2)三種同位素中,哪一個質量最大?.三種同位素的化學性質是否相同?.答案(1)B(2)188O(3)相同解析(1)同位素質子數相同,中子數不同,核外電子數與質子數相同,故不相同

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