【小初高學(xué)習(xí)】2017-2018學(xué)年高中物理第3章原子核與放射性1原子核結(jié)構(gòu)學(xué)案魯科版選修3-5

小初高教案試題導(dǎo)學(xué)案集錦小初高教案試題導(dǎo)學(xué)案集錦K12資源匯總，活到老學(xué)到老K12資源匯總，活到老學(xué)到老1節(jié)原子核結(jié)構(gòu)[目標(biāo)定位]1.了解質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)過程.2.知道原子核的組成，理解核子、同位素的概念.3.了解核反應(yīng)的概念，會(huì)書寫核反應(yīng)方程．1．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)2．中子的發(fā)現(xiàn)二、原子核的組成組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，它們統(tǒng)稱為核子．其中X元素符號(hào)表示原子核的質(zhì)量數(shù)表示核電荷數(shù)．Z基本關(guān)系：核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)；質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)＝核子數(shù)．同位素：具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子互稱同位素．核反應(yīng)：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程．核反應(yīng)方程：用原子核符號(hào)描述核反應(yīng)過程2 7 8 1核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．一、質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)圖11．1919年，盧瑟福做了用α粒子轟擊氮原子核的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示：TAFSMC真空容器．實(shí)驗(yàn)過程：容器C里放有放射性物質(zhì)，從A放射出的α粒子射到鋁箔F鋁箔的厚度，使αF的后面放一熒光屏是顯微鏡，通過M可以觀察到S是否有閃光．上無閃光(因?yàn)棣亮Ｗ記]有穿過鋁箔)．打開進(jìn)氣孔T氮?dú)猓梢杂^察到S上有閃光．Cα擊中氮核后產(chǎn)生的新粒子透過鋁箔引起的．新粒子性質(zhì)研究1Hp.16．實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)子是原子核的組成部分．圖2【例】1919年盧瑟福通過如圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變并由此發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子．圖中A為放射源發(fā)出粒子為 氣．寫出該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)方程.答案α氮4He＋14N→17O＋1H2 7 8 1解析題圖為αA發(fā)出的是α為氮?dú)?，其核反?yīng)方程為：4He＋14N→17O＋1H.二、中子的發(fā)現(xiàn)

2 7 8 11．科學(xué)家在1930年利用Po放出的α射線轟擊鈹原子核時(shí)，產(chǎn)生了一種看不見的貫穿能力很強(qiáng)、不受電場(chǎng)和磁場(chǎng)影響的射線．·3圖33．1932年，查德威克進(jìn)一步研究這種射線時(shí)發(fā)現(xiàn)，這種射線是一種不帶電的、質(zhì)量接近質(zhì)子的粒子流，即是盧瑟福猜想的中子．4．結(jié)論：中子是原子核的組成部分．【例2】如圖4所示為查德威克研究原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)示意圖，由天然放射性元素釙(Po)放出α射線轟擊鈹時(shí)會(huì)產(chǎn)生粒子流a，用粒子流a轟擊石蠟后會(huì)打出粒子流b，下列說法正確的是()A．a(chǎn)為質(zhì)子，b為中子C．a(chǎn)為中子，b為γ答案D

圖4B．a(chǎn)γb為中子D．a(chǎn)為中子，b為質(zhì)子原子，轟擊石蠟的不可見粒子應(yīng)該是中子，故D三、原子核的組成1．核內(nèi)質(zhì)子和中子的個(gè)數(shù)并不相同．原子核的直徑為10－15～10－14m.2．原子核的符號(hào)和數(shù)量關(guān)系：(1)符號(hào)：AX.Z(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)＝核外電子數(shù)．質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)．3．(1)核反應(yīng)：在核物理學(xué)中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程．(2)核反應(yīng)方程：用原子核符號(hào)描述核反應(yīng)過程的式子．2 7 8 1(3)核反應(yīng)的規(guī)律：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒．【例3】已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問：(1)鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子？幾個(gè)中子？鐳核所帶電荷量是多少？若鐳原子呈電中性，它核外有幾個(gè)電子？228Ra226Ra228RaB的勻強(qiáng)磁場(chǎng)88 88 88中，它們運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑之比是多少？答案(1)88138(4)113∶114

C(3)88的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．由此可得：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)A與質(zhì)Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.鐳核所帶電荷量Z＝88×1.6×1－19C≈1.41×1－1C.鐳原子呈電中性，則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故核外電子數(shù)為88.2帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，故有Bqv＝mr，兩種r226113同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故

226＝ ＝ .借題發(fā)揮對(duì)核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解

r228

228114核子數(shù)．量，叫做原子核的電荷數(shù)．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)倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)．117被命名，是在實(shí)驗(yàn)室人工創(chuàng)造的最新的超重元素．新元素有兩種同位素，其中一種有個(gè)中子，而另一種有177個(gè)中子，則：(1)該元素兩種同位素的原子核的核電荷數(shù)各為多少？原子的核外電子數(shù)各為多少？(2)該元素兩種同位素的原子核的質(zhì)量數(shù)各為多少？(3)若用X表示117號(hào)元素的元素符號(hào)，該元素的兩種同位素用原子核符號(hào)如何表示？答案(1)均為117均為117(2)293294(3)293X117

294X117解析(1)元素的原子序數(shù)等于該元素原子核的核電荷數(shù)，等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)．故117號(hào)元素的核電荷數(shù)和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)均為117，原子呈中性，故核外電子數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，也為117.原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，故該元素中子數(shù)為176的原子核的質(zhì)量數(shù)為117＋176＝293177117＋177＝294.A表示核電荷數(shù)，由前兩問可得該元素的Z兩種同位素的原子核符號(hào)，中子數(shù)為176的原子核的符號(hào)為293X，中子數(shù)為177的原子核的117符號(hào)為294X.117【例4】完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中 是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程， 是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程(114N＋114C＋ 7 0 6(214N＋4H17O＋ 7 2 8(310B＋1→ He5 0 2(49Be4H→ 1n4 2 0(556Fe2H57Co＋ 26 1 27答案見解析解析(114N114C1H7 0 6 1(214N＋4H17O1H7 2 8 1(310B＋17Li4He5 0 3 2(49Be4H12C1n4 2 6 0(556Fe2H57Co1n26 1 27 0其中發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是(2)．發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是(4)．質(zhì)子與中子的發(fā)1．(多關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說法正確的( )A．原子除氫核)由質(zhì)子和中子構(gòu)成B．質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在答案ABC言了中子的存在．原子核的組成、核反應(yīng)方程2．(多氫有三種同位素，分別是(1H)、氘(2H)、(3H)，則( )它們的質(zhì)子數(shù)相等

1 1 1若為中性原子，它們的核外電子數(shù)相等它們的核子數(shù)相等D．答案ABD解析氕、氘、氚的核子數(shù)分別為123，質(zhì)子數(shù)和中性原子核外電子數(shù)均相同，都是1，B兩項(xiàng)正確；同位素化學(xué)性質(zhì)相同，3．(多選)鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：27Al＋4He→X＋1n.下列判斷正確的是( )1n0

13 2 01n0C．X28Si14答案BD

D．X是31P的同位素15解析由核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒知，X是30P，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；151n是中子，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．04．以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程7L→y14N17O3 7 89B→12C4 6、y和z是3種不同的粒子，其中z是( )A．α粒子B．質(zhì)子C．中子D．電子答案C解析把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去14NLi＝17，可見yHe，結(jié)合第三個(gè)方程，根7 3 8 2據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z1n.因此選項(xiàng)C0(時(shí)間：60分鐘)題組一對(duì)質(zhì)子、中子的理解1．(多關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)，下列說法正確的( A．原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單位B．原子核集中了原子的全部正電荷C．所有原子核中都有質(zhì)子和中子D．原子核的電荷數(shù)就等于原子核外的電子數(shù)答案BDC2．在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從A處垂直于磁場(chǎng)飛出一批速度相同的中子、質(zhì)子電子α粒子的粒子流，形成如圖1所示的徑跡，則中子的徑跡，質(zhì)子的徑跡是 ，電子的徑跡，α粒子的徑跡．圖1答案②③①④m2 mv可判斷①為電子的徑跡；質(zhì)子、α粒子帶正電，則粒子流向右偏轉(zhuǎn)，再由qvB＝

Rvm m＝B·q，比較q得③為質(zhì)子的徑跡，④為α粒子的徑跡．題組二對(duì)原子核組成及同位素的理3．同位素是( )A．質(zhì)子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子B．核子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子C．核子數(shù)相同而質(zhì)子數(shù)不同的原子D．中子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子答案A位素，故A人類探測(cè)月球時(shí)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，它可作為未來聚變的重要原料之一，氦的該種同位素應(yīng)表示( )A.4HeB.3HeC.4HeD.3He3 2 2 3答案B解析氦的同位素質(zhì)子數(shù)一定相同，質(zhì)量數(shù)為3，故應(yīng)表示為3He，因此B正確．2兩個(gè)同位素原子核符號(hào)分別NY，則下列正確的( )A．M＝NC．M－A＝N－B答案B

A BB．A＝BD．M－N＝A－B解析同位素原子核具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，因而質(zhì)量數(shù)也不相同，故選B.6．(多一個(gè)原子核210Bi，關(guān)于這個(gè)原子核，下列說法中正確的( )8383127838383127210答案CD解析根據(jù)原子核的表示方法得質(zhì)子數(shù)為83，質(zhì)量數(shù)為210，故中子數(shù)為210－83＝127個(gè)，而質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，故核子數(shù)為210個(gè)，因此C、D正確；由于不知道原子的電性，就不能判斷核外電子數(shù)，故A、B不正確．7．據(jù)最新報(bào)道，放射性同位素鈥166Ho，可有效治療癌癥，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外67電子數(shù)之差( )A．32B．67C．99D．166答案A解析由題知該同位素原子核內(nèi)核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝67，中子數(shù)為166－67＝99，故核內(nèi)中子數(shù)與中性原子核外電子數(shù)之差為99－67＝32，故A對(duì)，B、C、D錯(cuò)．8．(多以下說法中正確的( )A．原子中含有帶負(fù)電的電子，所以原子帶負(fù)B．原子核中的中子數(shù)一定跟核外電子數(shù)相等C．用α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)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子答案CDABαC因?yàn)榻^大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比D多)法國(guó)里昂的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種只由四個(gè)中子構(gòu)成的粒子這種粒子稱為“四中子也有人稱之為“零號(hào)元素”．下列有關(guān)“四中子”粒子的說法正確的( )A．該粒子不顯電性B．C．該粒子質(zhì)量比氫原子小D．4答案AD對(duì)，B4，故CD下列說法正確的( )4Th90234909Be944D．答案D解析A23490，AB4，中子數(shù)為5，所以B錯(cuò)；由于同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，即質(zhì)量數(shù)不同，因而CD題組三核反應(yīng)方程對(duì)于核反應(yīng)方程HH，下列說法正確的( )1 0 11H2H1 11H2H1 11H2H1 1答案B解析通過以下表格進(jìn)行逐項(xiàng)分析：選項(xiàng)選項(xiàng)情景與過程分析判斷A1H2H11×B1H和2H是同位素，都是氫元素，具有相同的質(zhì)子數(shù)11√C同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，而具有不同的中子數(shù)×D在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒×XXX1 2 3 4①3H＋X→4He＋1n②14N＋4He→17O＋X1 1 2 0 7 2 8 2③9Be＋4He→12C＋X ④24Mg＋4He→27Al＋X4 2 6 3 12 2 13 4則以下判斷中正確的( )A．X是質(zhì)子1C．X是電子3答案D

B．X是中子2D．X是質(zhì)子4解析根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知，X

2H，A

1H，B

為1n，C錯(cuò)；X1H，D4 1

1 1 2 1 3 013．(多選)一靜止的鋁原子核27Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)13的硅原子28Si.下列說法正確的