高中物理人教版选修3-5 自主复习学案 第十九章 第一节　原子核的组成 Word版含解析

第十九章　原子核
『判一判』
(1)天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分。(√)
(2)原子序数大于83的元素都是放射性元素。(√)
(3)γ射线是光子流，是能量很高的电磁波。(√)
(4)同一元素的两种同位素具有相同的质量数。(×)
(5)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。(×)
(6)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。(√)
『选一选』
(2020·贵州省思南中学高二下学期检测)如图，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(　C　)
A．①表示γ射线，③表示α射线
B．②表示β射线，③表示α射线
C．④表示α射线，⑤表示γ射线
D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
解析：α带正电，β带负电，γ不带电，γ射线在磁场中一定不偏转，②⑤为γ射线；如左图所示的电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，①为β射线，③为α射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，α射线向左偏，β射线向右偏，即④为α射线，⑥为β射线，故正确选项是C。
『想一想』
氢原子核中只有一个质子，能否认为质子就是氢原子核？
答案：不能。质子是原子核的组成部分。
课内互动探究
细研深究·破疑解难·萃取精华
探究?
天然放射现象
┃┃思考讨论1__■
如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图。
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？
提示：说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。
┃┃归纳总结__■
1．天然放射现象
(1)发现者
1896年，法国物理学家贝克勒尔。
(2)放射性
铀和含铀的矿物质都能够发出看不见的射线，这种射线可以使包在黑纸里的照相底片感光。物体放射出射线的性质叫做放射性。
(3)放射性元素
放射性并不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，元素这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象，现在用人工的方法也可以制造放射性同位素。
2．三种射线的比较
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)
带电量
2e
－e
0
质量
4mpmp＝1.67×10－27
kg
静止质量为零
速度
0.1c
0.99c
c
在电磁场中
偏转
与α射线反向偏转
不偏转
贯穿本领
最弱用纸能挡住
较强穿透几毫米的铝板
最强穿透几厘米的铅板
对空气的电离作用
很强
较弱
很弱
在空气中的径迹
粗、短、直
细、较长、曲折
最长
通过胶片
感光
感光
感光
特别提醒
(1)如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。也就是说，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关。因此，原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构。
(2)β射线的电子是从原子核中放出来的，并不是从原子核外的电子中放出来的。
┃┃典例剖析__■
　典例1　(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如下图表示射线偏转情况中正确的是(　AD　)
解题指导：处理该类问题的实质是力学规律在电、磁场中的综合运用，解决该类问题的一般步骤是：①明确α、β、γ射线粒子的电性；②分析它们在电场和磁场中受到的力；③结合圆周运动、类平抛运动规律求解。
解析：已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需进一步判断。
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：
＝··＝××≈371.7
由此可见，A项正确，B项错误；
带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为x，沿电场线方向位移为y，则有：
x＝v0t，y＝·t2，
消去t可得：y＝
对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为
＝··＝××＝
由此可见，C项错误，D项正确。
故正确答案是A、D。
┃┃对点训练__■
1．天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知(　D　)
A．②来自原子核外的电子
B．①的电离作用最强，是一种电磁波
C．③的电离作用较强，是一种电磁波
D．③的电离作用最弱，是一种电磁波
解析：根据三种射线的贯穿本领，可知①为α射线，②为β射线，③为γ射线，α射线的电离作用最强是高速氦核流，β射线是高速电子流，它不是从原子核外的电子中放出来的，γ射线是光子流(高频电磁波)，综上所述D正确。
探究?
原子核的组成
┃┃思考讨论2__■
1919年卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子(如图所示)，叫质子。
(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？
(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？
提示：(1)说明质子是原子核的组成部分。
(2)说明原子核内除质子外，还有其他粒子存在。
┃┃归纳总结__■
1．原子核(符号X)
2．对核子数、电荷数、质量数的理解
(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数。
(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数。
(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数。
3．同位素
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，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同。把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素。
特别提醒
(1)β射线是原子核变化时产生的，电子并不是原子核的组成部分。
(2)同位素的化学性质相同，但物理性质不同。
┃┃典例剖析__■
　典例2　已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226，试问：
(1)镭核中有多少个质子？多少个中子？
(2)镭核所带的电荷量是多少？
(3)若镭原子呈中性，它核外有多少个电子？
解题指导：核电荷数与原子核的电荷量是不同的，要理清他们的关系。
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。由此可得：
(1)镭核中的质子数等于其原子序数，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)镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×10－19
C＝1.41×10－17
C
(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。
答案：(1)88　138　(2)1.41×10－17
C　(3)88
┃┃对点训练__■
2．有关O、O、O三种同位素的比较，试回答下列问题：
(1)三种同位素中哪一种粒子是不相同的？__B__。
A．质子　
B．中子
C．电子
(2)三种同位素中，哪一个质量最大？__O__。
(3)三种同位素的化学性质是否相同？__相同__。
解析：(1)同位素质子数相同，中子数不同。核外电子数与质子数相同，故不相同的是中子。
(2)O、O、O的质量数分别是16、17、18，故O质量最大。
(3)三种同位素质子数相同，故化学性质相同。
核心素养提升
易错警示·以题说法·启智培优
原子核的“数”与“量”的辨析技巧
(1)核电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是相同的，所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍，我们把核内的质子数叫核电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量。
(2)原子核的质量数与质量是不同的，也与元素的原子量不同。原子核内质子和中子的总数叫作核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。
(3)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。
案例　以下说法正确的是(　D　)
A．Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234
B．Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4
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
解析：钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错误；铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错误；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C错误，D正确。
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