人教版 选择性必修第三册 第五章 1 原子核的组成（59张PPT）

(共59张PPT)
1　原子核的组成
第五章　原子核
1.知道什么是放射性、放射性元素及天然放射现象.
2.了解三种射线的本质，知道其特点.
3.知道原子核的组成，知道原子核的表示方法，理解原子序
数、核电荷数、质量数之间的关系.
4.了解同位素的概念.
【学习目标】
【内容索引】
梳理教材
夯实基础
探究重点
提升素养
课时
对点练
随堂演练
逐点落实
SHULIJIAOCAI　 HANGSHIJICHU
梳理教材　夯实基础
1
一、天然放射现象
1.1896年，法国物理学家 发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线.
2.物质发出 的性质称为放射性，具有 的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出 的现象，叫作天然放射现象.
3原子序数 83的元素，都能自发地发出射线，原子序数___________
83的元素，有的也能发出射线.
贝克勒尔
射线
放射性
射线
大于
小于或等于
二、射线的本质
1.α射线：
(1)是α粒子流，其组成与 原子核相同.
(2)速度可达到光速的 .
(3) 作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住.
2.β射线：
(1)是 .
(2)速度可以接近光速.
(3)电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的 .
氦
电离
电子流
铝板
3.γ射线：
(1)是一种 ，波长很短的光子，波长在10－10 m以下.
(2)电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的 和几十厘米厚的混凝土.
电磁波
铅板
三、原子核的组成
1.质子的发现：1919年，卢瑟福用 轰击氮原子核发现了质子.
2.中子的发现： 猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子， 通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分.
3.原子核的组成：原子核由 和 组成，质子和中子统称为 .
α粒子
卢瑟福
查德威克
质子
中子
核子
4.原子核的符号
5.同位素：核中 相同而 不同的原子，在元素周期表中处于 ，它们互称为同位素.例如，氢有三种同位素 .
质子数
中子数
同一位置
1.判断下列说法的正误.
(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力.(　　)
(2)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板.
(　　)
(3)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强.(　　)
(4)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数.
(　　)
即学即用
×
×
√
√
A.质子 B.中子 C.核外电子
解析　同位素质子数相同、中子数不同，核外电子数与质子数相同，故粒子数不相同的是中子.
B
返回
(2)三种同位素中，哪一个质量最大？_______.
(3)三种同位素的化学性质是否相同？______.
相同
解析　三种同位素质子数相同，故化学性质相同.
TANJIUZHONGDIAN　 TISHENGSUYANG
探究重点　提升素养
2
导学探究
一、射线的本质
如图1为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图.
(1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转，
说明了什么？
图1
答案　说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电.
(2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径，这说明什么问题？
知识深化
α、β、γ三种射线的比较
种类 α射线 β射线 γ射线
组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波)
质量 4mp(mp＝1.67×10－27kg) 静止质量为零
带电 荷量 2e －e 0
速率 0.1c 0.99c c
穿透能力 最弱，用一张纸就能挡住 较强，能穿透几毫米厚的铝板 最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
电离作用 很强 较弱 很弱
在磁场中 偏转 偏转 不偏转
例1　(2020·江苏苏州高二期末)如图2所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是
A.②⑤表示γ射线，①④表示α射线
B.②⑤表示γ射线，③⑥表示α射线
C.③④表示α射线，①⑥表示β射线
D.①④表示β射线，③⑥表示α射线
√
图2
解析　因α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，则由电场中的偏转情况可知，③表示α射线，①表示β射线，②表示γ射线；
根据左手定则，结合在磁场中的偏转情况可知，④表示α射线，⑥表示β射线，⑤表示γ射线.故选C.
三种射线在磁场中偏转情况的分析
1.γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转.
2.α射线和β射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大，根据粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为：
规律总结
3.α射线和β射线在磁场中的偏转特点：在匀强磁场中，α和β粒子沿相反 方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨迹半径小，偏移量大，
磁场方向 到达O点射线 到达P点射线
A 竖直向上 β射线 α射线
B 竖直向下 α射线 β射线
C 垂直线面向内 γ射线 β射线
D 垂直线面向外 β射线 γ射线
针对训练　如图3所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL′是一厚纸板，MN是荧光屏，实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则下列关于磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线的判断，与实验相符的是
图3
√
解析　由三种射线的本质知，γ射线在磁场中不偏转，O处亮斑为γ射线，能穿过厚纸板且在磁场中发生偏转的射线为β射线，再根据偏转方向，结合左手定则可知磁场方向垂直纸面向内，正确选项为C.
导学探究
二、原子核的组成
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图4所示为α粒子轰击氮原子核示意图.
图4
答案　说明质子是原子核的组成部分.
(1)人们用α粒子轰击多种原子核，都打出了质子，说明了什么问题？
答案　说明原子核中除了质子外还有其他粒子.
(2)绝大多数原子核的质量数都大于其质子数，说明了什么问题？
知识深化
2.基本关系
核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数，质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数.
3.同位素
(1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核.
(2)原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质.同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数不同，所以它们的物理性质不同.
例2　已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，试问：
(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？
答案　88　138　
解析　原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的.原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，镭核中的质子数等于原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即：
N＝A－Z＝226－88＝138.
(2)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是多少？
答案　88　1.408×10－17 C　
解析　镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是：Z＝88
Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C＝1.408×10－17 C.
(3)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？
答案　88　
解析　核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.
答案　113∶114
解析　带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，所受洛伦兹力提向心力，
二者的速度相同，又由于同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，
例3　下列说法正确的是
√
返回
SUITANGYANLIAN　 ZHUDIANLUOSHI
随堂演练　逐点落实
3
1.(三种射线的特性)关于α、β、γ三种射线的性质，下列说法中正确的是
A.α射线是带正电的高速粒子流，它的电离作用最弱
B.β射线是高速电子流，它的穿透能力最弱
C.γ射线是电磁波，它在真空中的传播速度等于光速
D.以上说法都不正确
1
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√
解析　α射线是高速粒子流，带正电，其电离作用最强，故A错误；
β射线是高速电子流，有很强的穿透能力，故B错误；
γ射线是一种电磁波，在真空中以光速传播，故C正确，D错误.
2.(射线的本质)如图5所示，在某次实验中把放射源放入铅制成的容器中，射线只能从容器的小孔射出.在小孔前Q处放置一张黑纸，在黑纸后P处放置照相机底片，QP之间为垂直纸(非黑纸)面的匀强磁场(图中未画出)，整个装置放在暗室中.实验中发现，在照相机底片的a、b两处被感光(b点正对铅盒的小孔)，则下列有关说法正确的是
1
2
3
4
图5
A.天然放射现象说明原子具有复杂的结构
B.QP之间的匀强磁场垂直纸面向里
C.通过分析可知，打到a处的射线为β射线
D.此放射性元素放出的射线中只有α射线和β射线
√
解析　天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，选项A错误；
因黑纸只能挡住α射线，则打到a点的为β射线，打到b点的为γ射线，由左手定则可知，QP之间的匀强磁场垂直纸面向外，选项B错误，C正确；
此放射性元素放出的射线中有γ射线，选项D错误.
1
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4
3.(原子核的组成)(2021·新余一中期末)在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是
A.核外有82个电子，核内有207个质子
B.核外有82个电子，核内有82个质子
C.核内有82个质子，207个中子
D.核内有125个核子
1
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4
√
解析　在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个；根据质量数等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125，选项B正确.
1
2
3
4
A.它们的质子数相等
B.它们的物理性质和化学性质均不相同
C.它们的核子数相等
D.它们的中子数相等
√
解析　任意一种元素的几种同位素，具有相同的质子数、核电荷数和核外电子数，且化学性质相同，但质量数(核子数)和中子数都不相等，故选项A正确.
返回
KE SHI DUI DIAN LIAN
课时对点练
4
考点一　天然放射现象　射线的本质
1.(2020·吕叔湘中学高二月考)发现天然放射现象的意义在于使人类认识到
A.原子具有一定的结构
B.原子核具有复杂的结构
C.原子核中含有质子
D.原子核中含有质子和中子
基础对点练
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解析　天然放射现象中，原子核发出射线，同时有电子或α粒子产生，因此说明了原子核可以再分，具有复杂的结构.故选B.
2.关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象.人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密.下列说法正确的是
A.法国物理学家贝克勒尔发现了X射线
B.德国物理学家伦琴发现，铀和含铀的矿物能够发出α射线
C.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子
D.居里夫妇通过实验发现了中子
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解析　法国物理学家贝克勒尔发现了铀和含铀的矿物能够发出射线，A错误；
德国物理学家伦琴发现了伦琴射线，又叫X射线，B错误；
卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，并预言了中子的存在，C正确；查德威克通过实验发现了中子，D错误.
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3.(2020·陕西高二期末)天然放射现象通常会放出三种射线，即α、β、γ射线，关于这三种射线，以下说法正确的是
A.云室中α射线径迹长而粗，这是因为α射线具有较强的穿透能力
B.β射线是高速质子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板
C.γ射线是能量很高的电磁波，在电场和磁场中都不偏转
D.用β射线照射带正电的验电器，则验电器的张角会变大
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解析　由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短，故A错误；
β射线是高速电子流，这种射线来源于原子核内部，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板，故B错误；
γ射线是能量很高的电磁波，因其不带电，所以在电场和磁场中都不偏转，故C正确；
β射线是高速电子流，用β射线照射带正电的验电器，与验电器中的正电荷中和，则验电器的张角会变小，故D错误.
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4.以下事实可作为“原子核可再分”的依据是
A.天然放射现象 B.粒子散射实验
C.电子的发现 D.氢原子发光
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解析　粒子散射实验说明了原子的核式结构模型，故B错误.
电子位于原子核外，不能说明原子核可再分，故C错误.
氢原子发光说明核外电子的跃迁，不能说明原子核可再分，故D错误.
解析　α射线穿透能力最弱，不能穿透黑纸，故①为α射线；
γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线；
β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板，故②是β射线，故C正确.
A.γ、β、α B.β、γ、α
C.α、β、γ D.γ、α、β
5.(2020·灵璧一中期末)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同.如图1为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①、②、
③分别是
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图1
A.C为氦原子核组成的粒子流
B.B为比X射线波长更长的光子流
C.B为比X射线波长更短的光子流
D.A为高速电子组成的电子流
6.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，
如图2所示，其中
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图2
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解析　A沿电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B在电场中不偏转，所以是γ射线；C在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子流，所以是β射线；γ射线的波长比X射线短，故本题选C.
考点二　原子核的组成
7.对原子的认识，错误的是
A.原子由原子核和核外电子组成
B.原子核的质量就是原子的质量
C.原子核的电荷数就是核内的质子数
D.原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值
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解析　原子由原子核和核外电子组成，故A正确；
原子核的质量与电子的质量和就是原子的质量，故B错误；
原子核的电荷数就是核中的质子数，故C正确；
原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值，故D正确.
8.(2020·尚义县第一中学高二月考)一个 (铀)原子核中的电荷数和中子数分别为
A.电荷数是92，中子数是235
B.电荷数是92，中子数是143
C.电荷数是235，中子数是92
D.电荷数是143，中子数是235
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A.4为核子数，2为中子数
B.4为质子数和中子数之和，2为质子数
C.4为核外电子数，2为中子数
D.4为中子数，2为质子数
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C.同一元素的两种同位素具有相同的质量数
D.同一元素的两种同位素具有不同的中子数
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解析　A项氡核的质量数为222，质子数为86，所以A错误；
B项铍核的质量数为9，中子数为5，所以B错误；
质子数相同而中子数不同的原子核互称为同位素，即它们的质量数不同，所以C错误，D正确.
11.(2021·长春市第一中学高二月考)下列关于原子核的相关说法中正确的是
A.天然放射现象的发现说明了原子核是可以再分的
B.原子核的电荷数不是它所带的电荷量，但质量数是它的质量
C.卢瑟福通过实验发现了质子和中子
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能力综合练
解析　天然放射现象中，原子核发出射线，因此说明了原子核可以再分，故A项正确；
原子核的电荷数不是它所带的电荷量，质量数也不是它的质量，故B项错误；
卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，查德威克通过实验发现了中子，故C项错误；
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12.(2020·上海市高二期末)α射线、β射线、γ射线、阴极射线四种射线中由原子核内射出、属于电磁波的射线是______，不是原子核内射出的射线是_________.
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γ射线
阴极射线
解析　α射线是高速运动的氦原子核，β射线是高速运动的电子流，γ射线是原子核能级跃迁时释放的射线，阴极射线来自于核外电子，故由原子核内射出、属于电磁波的射线是γ射线，不是原子核内射出的射线是阴极射线.
13.质谱仪是一种测量带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图3所示，离子源S产生的各种不同正离子束(初速度可视为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x.
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图3
(1)设离子质量为m、电荷量为q、加速电压为U、磁感应强度大小为B，求x的大小；
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进入磁场时离子所受洛伦兹力提供其做圆周运动的向心力，
(2)氢的三种同位素 从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？
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解析　氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，
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