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擊芭知識點一天然放射現(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、3射線、丫射線。1(2) &射線實際上就是氯原子核，速度可達(dá)到光速的記.其電離能力強,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，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，波長很短,在1010m以下，它的電離作用更小，但穿透能力更強，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(對的劃“，”，錯的劃“x”)1 .原子序數(shù)小于83的元素都沒有放射性。(X)2 .“射線、3射線、丫射線都是實物粒子。(X)3 .三種射線中丫射線穿透能力最強。(V)釋疑難對點練1 .在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強電場中，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)在勻強磁場中，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射線在電場中偏轉(zhuǎn)的特點在勻強電場中，a粒子和3粒子做偏轉(zhuǎn)方向相反的類平拋運動，且在同樣的條件下，3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動，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射線在磁場中偏轉(zhuǎn)的特點在勻強磁場中，a粒子和3粒子沿相反方向做勻速圓周運動，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)三種射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的特點，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)。試身手1 .（多選）下列說法正確的是（）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.從倫琴射線管的對陰極發(fā)出X射線時

6、，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“射線是實物粒子流，不是電磁波，A錯；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；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（對的劃“，”，錯的劃“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）釋疑難對點練1 .原子核（符號AX）大小：很小，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；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，命題熱點研芍題知考情知糊律授技口知能步步升級三種射線在電場或磁場中的偏轉(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)過一個勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域(方向如圖所示)。調(diào)整電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大小，使得在MNk只有兩個點受到射線的照射，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點的一定是B.射到b點的一定是C.射到b點的一定是D.射到b點的一定是思路點撥解答本題

10、時應(yīng)明確以下兩點：(1) a、3、丫這三種射線的本質(zhì)。(2)帶電粒子在電磁場中運動的規(guī)律。解析選C丫射線不帶電，在電場和磁場中它都不受力的作用，只能射到a點，選項D錯誤；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，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，速度較小的a粒子也向右偏轉(zhuǎn)，故選項C正確，A、B錯誤。一£!*立技士三種射線的比較方法：(2) a、3射線是實物粒子，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電場。進(jìn)入電場后，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；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:（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)用落實體驗答案(1)88138(2)881.41X1017C(3)88課審充點郵課下練臺保那時力節(jié)通關(guān)I.J.課堂對點鞏固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2935UI,可知（）235A. 92U原子核中有質(zhì)子92個B. 92U原子核中有電子92個C.235U原子核中有中子235個D.235U原子核中有中子143個解析：選AD原子核符號為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，質(zhì)子數(shù)是92,中子數(shù)為23592=143,故B、C錯誤，A、D正確。3.據(jù)最新報道，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，BCD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. 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，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。故正確選項為區(qū)課堂小結(jié)放射H圖F核的粗版課時跟蹤中測十三一、單項選擇題1 .下列說

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項對，日D項錯。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

16、質(zhì)量數(shù)相同，A對；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；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“、3、丫射線，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。4下面說法正確的是()3射線的粒子和電子

17、是兩種不同的粒子紅外線的波長比X射線的波長長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A.B.C.D.解析：選CX、丫射線均為電磁波，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，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)來看，丫射線最強，a射線最弱，故選項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.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錯誤。6天然放三

18、性物質(zhì)的放三線包括三種成分，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變成另一種元素的原子核C.三種射線中電離作用最強的是a射線D.3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，不會使原子核變成新核，故B錯誤；三種射線中a射線電離作用最強，故C正確；3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（）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，質(zhì)量數(shù)A也會增大，選項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)量數(shù)A不為零，選項B正確，C錯誤。二、多項選擇題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.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；丫射線是在原子核放射a粒子或

20、3粒子的時候，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；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；正是根據(jù)用a粒子轟擊原子核的實驗才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C對；因為絕大多數(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3射線的說法中正確的是()A.它是高速電子流B. 3粒子是放射出來的原子內(nèi)層電子C. 3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，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)部放射出來的，電離作用較弱，穿透能力較強，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：(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)強度為B的勻強磁場中，它們運動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