新教材適用2023-2024學(xué)年高中物理第5章原子核1原子核的組成課件新人教版選擇性必修第三冊

第五章原子核1.原子核的組成課前預(yù)習(xí)反饋課內(nèi)互動(dòng)探究課堂達(dá)標(biāo)檢測目標(biāo)體系構(gòu)建核心素養(yǎng)提升目標(biāo)體系構(gòu)建1．知道放射現(xiàn)象和放射性元素。2．了解三種射線的特性，了解原子核的組成，知道原子核的表示方法。3．了解同位素的概念。了解威爾遜云室的工作原理。4．通過對原子核結(jié)構(gòu)的探究，感悟探索微觀世界的研究方法，強(qiáng)化證據(jù)意識(shí)和推理能力。1．知道什么是放射性、放射性元素及天然放射現(xiàn)象。2．了解三種射線的本質(zhì)，知道其特點(diǎn)。3．知道原子核的組成，知道原子核的表示方法，理解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系。4．了解同位素的概念。課前預(yù)習(xí)反饋

天然放射現(xiàn)象

知識(shí)點(diǎn)

11．放射性物質(zhì)____________的性質(zhì)。2．放射性元素具有__________的元素。3．天然放射現(xiàn)象放射性元素自發(fā)地___________的現(xiàn)象。『判一判』(1)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核還可再分。(

)(2)原子序數(shù)大于83的元素都是放射性元素。(

)發(fā)射射線放射性放出射線√√『選一選』以下事實(shí)可作為“原子核可再分”的依據(jù)的是(

)A．天然放射現(xiàn)象 B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)C．電子的發(fā)現(xiàn) D．康普頓效應(yīng)解析：

貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子核也是有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的，揭示了原子核還可再分；盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型；J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子可再分；康普頓效應(yīng)說明光子既有能量也有動(dòng)量，不能說明原子核可再分，故本題應(yīng)選A。A三種射線的本質(zhì)及特征

知識(shí)點(diǎn)

21．α射線它是高速______流，速度約為光速的______，穿透能力________，電離作用比較強(qiáng)。2．β射線它是高速_______流，速度可達(dá)光速的______，穿透能力_______，電離作用________。3．γ射線它是能量很高的__________，穿透能力很強(qiáng)，電離作用________。氦核較差電子99%較強(qiáng)較弱電磁波很弱原子核的組成

知識(shí)點(diǎn)

31．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)2．中子的發(fā)現(xiàn)3．原子核的組成(1)原子核由________和________組成，組成原子核的________和________統(tǒng)稱為核子。(2)質(zhì)子帶一個(gè)單位的______電荷，中子不帶電，質(zhì)子和中子質(zhì)量幾乎________，都等于一個(gè)質(zhì)量單位。(3)核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的____________＝核外電子數(shù)。質(zhì)子中子質(zhì)子中子正相等原子序數(shù)4．同位素質(zhì)子數(shù)中子數(shù)同一位置『判一判』(3)γ射線是光子流，是能量很高的電磁波。(

)(4)同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù)。(

)(5)質(zhì)子和中子都不帶電，是原子核的組成成分，統(tǒng)稱為核子。(

)(6)原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也就是這種元素的原子序數(shù)。(

)√××√『想一想』關(guān)于原子核內(nèi)部信息的研究，最早來自礦物的天然放射現(xiàn)象。那么，人們是怎樣從破解天然放射現(xiàn)象入手，一步步揭開了原子核秘密的呢？答案：首先在1896年，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子核是可以再分的。然后在1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，說明質(zhì)子是原子核的組成部分，再后來在1932年，查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發(fā)現(xiàn)了中子，說明中子是原子核的組成部分，由此，一步步揭開了原子核的秘密。課內(nèi)互動(dòng)探究探究

天然放射現(xiàn)象要|點(diǎn)|提|煉1．天然放射現(xiàn)象(1)發(fā)現(xiàn)者1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾。(2)放射性鈾和含鈾的礦物質(zhì)都能夠放出看不見的射線，這種射線可以使包在黑紙里的照相底片感光。物體放射出射線的性質(zhì)叫作放射性。(3)放射性元素放射性并不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)地放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性，元素這種自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫作天然放射現(xiàn)象，現(xiàn)在用人工的方法也可以制造放射性同位素。2．三種射線的比較種類α射線β射線γ射線在電磁場中偏轉(zhuǎn)與α射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用紙能擋住較強(qiáng)穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米的鉛板對空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱在云室中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長、曲折最長通過膠片感光感光感光(1)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)。(2)β射線的電子是從原子核中放出來的，并不是從原子核外的電子中放出來的。典|例|剖|析

(多選)將α、β、γ三種射線分別射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，如下圖表示射線偏轉(zhuǎn)情況中正確的是(

)典例1AD解題指導(dǎo)：處理該類問題的實(shí)質(zhì)是力學(xué)規(guī)律在電、磁場中的綜合運(yùn)用，解決該類問題的一般步驟是：①明確α、β、γ射線粒子的電性；②分析它們在電場和磁場中受到的力；③結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)、類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解。解析：已知α粒子帶正電，β粒子帶負(fù)電，γ射線不帶電，根據(jù)正、負(fù)電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)受洛倫茲力方向和正、負(fù)電荷在電場中受電場力方向，可知A、B、C、D四幅圖中，α、β粒子的偏轉(zhuǎn)方向都是正確的，但偏轉(zhuǎn)的程度需進(jìn)一步判斷。由此可見，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場，設(shè)初速度為v0，垂直電場線方向位移為x，沿電場線方向位移為y，則有：

圖甲是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，人們根據(jù)射線的特性設(shè)計(jì)了在不損壞工件的情況下利用射線的穿透性，來檢查金屬內(nèi)部傷痕的情況，如圖乙所示。圖乙中檢查所利用的射線是(

)對點(diǎn)訓(xùn)練?CA．α射線

B．β射線C．γ射線

D．三種射線都可以解析：γ射線的穿透能力很強(qiáng)，它能穿透薄金屬板和較厚的水泥墻。所以圖乙是利用γ射線檢查金屬內(nèi)部傷痕的情況，C選項(xiàng)正確。探究

原子核的組成2．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)之和叫核子數(shù)。(2)電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數(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(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)整數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)。3．同位素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，進(jìn)而也決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，同種元素的質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，所以有相同的化學(xué)性質(zhì)，但它們的中子數(shù)可以不同，所以它們的物理性質(zhì)不同。把具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子互稱為同位素。(1)β射線是原子核變化時(shí)產(chǎn)生的，電子并不是原子核的組成部分。(2)同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但物理性質(zhì)不同。典|例|剖|析

已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226，試問：(1)鐳核中有多少個(gè)質(zhì)子？多少個(gè)中子？(2)鐳核所帶的電荷量是多少？(3)若鐳原子呈中性，它核外有多少個(gè)電子？解題指導(dǎo)：核電荷數(shù)與原子核的電荷量是不同的，要理清他們的關(guān)系。典例2解析：原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的，原子核的質(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：(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)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。(2)鐳核所帶電荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C。(3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88。答案：(1)88

138

(2)1.41×10－17C

(3)88

(多選)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α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跟質(zhì)子電荷之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子對點(diǎn)訓(xùn)練?CD解析：

原子中除了帶負(fù)電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故A錯(cuò)誤；對于中性原子來說，原子核中的質(zhì)子數(shù)才跟核外電子數(shù)相等，故B錯(cuò)誤；正是由于α粒子轟擊原子核的實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C正確；因?yàn)榻^大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于核電荷跟質(zhì)子電荷之比，才確定原子核內(nèi)必定還有別的中性粒子，故D正確。核心素養(yǎng)提升原子核的“數(shù)”與“量”的辨析技巧(1)核電荷數(shù)與原子核的電荷量是不同的，組成原子核的質(zhì)子的電荷量都是相同的，所以原子核的電荷量一定是質(zhì)子電荷量的整數(shù)倍，我們把核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)叫核電荷數(shù)，而這些質(zhì)子所帶電荷量的總和才是原子核的電荷量。(2)原子核的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是不同的，也與元素的原子量不同。原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫作核的質(zhì)量數(shù)，原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和。(3)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)。

以下說法正確的是(

)C．同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù)D．同一元素的兩種同位素具有不同的中子數(shù)解析：釷核的質(zhì)量數(shù)為234，質(zhì)子數(shù)為90，所以A錯(cuò)誤；鈹核的質(zhì)子數(shù)為4，中子數(shù)為5，所以B錯(cuò)誤；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C錯(cuò)誤，D正確。案例D課堂達(dá)標(biāo)檢測一、天然放射現(xiàn)象1．下列事實(shí)中，能說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的是(

)A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)

B．天然放射現(xiàn)象C．光電效應(yīng)現(xiàn)象

D．原子發(fā)光現(xiàn)象解析：

盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，A錯(cuò)誤；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子核有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，揭示了原子核還可再分，B正確；光電效應(yīng)是原子核外電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有涉及原子核的變化，C錯(cuò)誤；原子發(fā)光是原子躍遷形成的，沒有涉及原子核的變化，D錯(cuò)誤。B二、種射線的本質(zhì)及特征2．天然放射性元素放出的α、β、γ射線中(

)A．三種射線的速度相同B．α射線的穿透本領(lǐng)最強(qiáng)C．β射線的本質(zhì)是高速運(yùn)動(dòng)的電子流D．γ射線在真空中的速度比X射線的大解析：α射線的速度可達(dá)0.1c，β射線的速度可達(dá)0.99c，γ射線的速度為c，故A錯(cuò)誤；三種射線中，α射線的穿透本領(lǐng)最弱，故B錯(cuò)誤；β射線的本質(zhì)是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，故C正確；γ射線和X射線都是電磁波，它們在真空中的速度相同，故D錯(cuò)誤。C3．如圖所示，x為未知放射源，它向右方放出射線，p為一張厚度為0.5mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側(cè)是一真空區(qū)域，內(nèi)有較強(qiáng)磁場，q為熒光屏，h是觀察裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，若將磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)基本沒有變化，再將鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)明顯增加，則可知放射源x可能為(

)A．α射線和β射線的混合放射源B．α射線和γ射線的混合放射源C．β射線和γ射線的混合放射源D．α射線、β射線和γ射線的混合放射源B解析：

將強(qiáng)磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)基本沒有變化，說明磁場對穿過p的射線粒子沒有影響，可知射到屏上的是不帶電的γ射線；再將厚度為0.5mm左右的薄鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)明顯增加，說明熒光屏除接收到γ射線外，又接收到了原來被薄鋁箔p擋住的射線，而厚度為0.5mm左右的鋁箔能擋住的只有α射線，所以此放射源應(yīng)是α射線和γ射線的混合放射源。故正確選項(xiàng)為B。4．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(gè)勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場共存的區(qū)域。調(diào)整電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，使得在熒光屏

MN上只有兩個(gè)點(diǎn)受到射線的照射，則下面判斷正確的是(

)A．射到b點(diǎn)的一定是α射線B．射到b點(diǎn)的一定是