新教材同步輔導(dǎo)2023年高中物理第五章原子核5.1原子核的組成課件新人教版選擇性必修第三冊(cè)

第五章原子核學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)自主學(xué)習(xí),了解天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律,了解放射性元素.知道三種射線的特征,會(huì)利用磁場(chǎng)或電場(chǎng)區(qū)分三種射線,培養(yǎng)自學(xué)能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力.2.通過(guò)自主學(xué)習(xí),知道原子核的組成,理解核子和同位素的概念,掌握質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)和核子數(shù)間的關(guān)系,會(huì)正確書寫原子核符號(hào).3.通過(guò)對(duì)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

原子核的組成知識(shí)點(diǎn)一

天然放射現(xiàn)象1.1896年,法國(guó)物理學(xué)家

發(fā)現(xiàn),鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見(jiàn)的射線.2.瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種能夠發(fā)出更強(qiáng)射線的新元素,命名為

(Po)和

(Ra).3.天然放射現(xiàn)象.(1)放射性:物質(zhì)發(fā)出

的性質(zhì).(2)放射性元素:具有

性的元素.(3)天然放射現(xiàn)象:放射性元素自發(fā)地發(fā)出

的現(xiàn)象.(4)原子序數(shù)大于

的元素,都能自發(fā)地發(fā)出射線,原子序數(shù)小于或等于

的元素,有的也能發(fā)出射線.貝克勒爾釙鐳射線放射射線8383知識(shí)點(diǎn)二射線的本質(zhì)1.α射線、β射線、γ射線的對(duì)比.種類α射線β射線γ射線組成高速①

核流高速④

流波長(zhǎng)很短的⑦

.電荷量2e-e0質(zhì)量4mp(mp=1.67×10-27

kg)靜止質(zhì)量為0速度0.1c0.99cc在電、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)與α射線反向偏轉(zhuǎn)⑧

.穿透能力最②

,用一張紙就能擋住較⑤

,能穿透幾毫米厚的鋁板最⑨

,能穿透幾厘米厚的鉛板對(duì)空氣的電離作用很③

.較⑥

.很⑩

.在空氣中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長(zhǎng)、曲折最長(zhǎng)通過(guò)膠片感光感光感光氦電子電磁波弱強(qiáng)強(qiáng)弱不偏轉(zhuǎn)強(qiáng)弱2.右圖為α、β、γ射線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,試分析①②③分別表示哪種射線.答案:由左手定則可判斷①代表α射線,③代表β射線,②代表γ射線(不帶電).3.α粒子的速度約為β粒子速度的十分之一,但α射線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑大于β射線在相同磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑,這說(shuō)明什么問(wèn)題?

知識(shí)點(diǎn)三原子核的組成1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn):1919年,

用鐳放射出的α粒子轟擊氮原子核,從氮原子核中打出了一種新的粒子.測(cè)出了它的質(zhì)量和電荷量,確定它是氫原子核,叫作

,用

表示,其質(zhì)量mp=1.6726×10-27kg.2.中子的發(fā)現(xiàn).(1)盧瑟福的猜想:原子核內(nèi)可能還存在著一種質(zhì)量與

.相同、

的粒子,這種粒子叫作中子.(2)查德威克的發(fā)現(xiàn):用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了中子的存在,用

表示,質(zhì)量為mn=1.6749×10-27kg.盧瑟福質(zhì)子p質(zhì)子不帶電n3.原子核的組成.(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,所以

數(shù)和

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

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)

和

的質(zhì)量的總和,而質(zhì)子與中子的質(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)倍數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù).質(zhì)子中子質(zhì)子質(zhì)子中子4.閱讀教材第105頁(yè),什么是同位素?氫的同位素有幾種?分別是什么?

小試身手判斷下列說(shuō)法的正誤并和同學(xué)交流(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”).1.原子序數(shù)小于83的元素都不能發(fā)出射線.()2.α射線實(shí)際上就是氦原子核,α射線具有較強(qiáng)的穿透能力.()3.γ射線是能量很高的電磁波,電離作用很強(qiáng).()4.放射性元素發(fā)出的射線的強(qiáng)度可以人工控制.()5.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).()6.同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù).()××××√×探究一天然放射現(xiàn)象和三種射線問(wèn)題情境在暗室的真空管裝置中做如下實(shí)驗(yàn):在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一個(gè)能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的放射源,從放射源發(fā)出的一束射線垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng),如圖所示,在與放射源距離為h高處水平放置兩張疊放著的涂藥面朝下的顯影紙(比一般紙厚且堅(jiān)韌的涂有感光藥的紙),經(jīng)射線照射一段時(shí)間后使兩張顯影紙顯影.答案:因?yàn)橐粡堬@影紙即可擋住α射線,所以上面的顯影紙上有2個(gè)暗斑,分別是β、γ射線的痕跡.1.上面的顯影紙上有幾個(gè)暗斑?各是什么射線的痕跡?

3.若在此空間再加上與電場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一次使α射線不偏轉(zhuǎn),一次使β射線不偏轉(zhuǎn),則兩次所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比是多少?4.肉眼看不見(jiàn)射線,但是射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)的現(xiàn)象,會(huì)顯示射線的存在.閱讀教材,和同學(xué)討論,并舉出一些探測(cè)射線的方法.答案:(1)射線中的粒子會(huì)使氣體電離,過(guò)飽和蒸氣就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴;(2)射線中的粒子會(huì)使照相底片感光;(3)射線中的粒子會(huì)使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光.過(guò)程建構(gòu)1.元素的放射性.(1)一種元素的放射性與其所處的化學(xué)狀態(tài)(單質(zhì)或化合物)無(wú)關(guān),放射性的強(qiáng)度也不受溫度、外界壓強(qiáng)的影響,這就說(shuō)明射線跟原子核外電子無(wú)關(guān),僅與原子核有關(guān).(2)射線來(lái)自于原子核說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的.2.三種射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn).(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中:γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn),做勻速直線運(yùn)動(dòng),α粒子和β粒子沿相反方向做類平拋運(yùn)動(dòng),在同樣的條件下,β粒子的偏移量大,如圖甲所示.甲乙(2)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中:γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn),仍做勻速直線運(yùn)動(dòng),α粒子和β粒子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng),且在同樣（等速）條件下,β粒子的軌道半徑小,α粒子軌道半徑大,如圖乙所示.【典例1】如圖所示,R是一種放射性物質(zhì),它能產(chǎn)生α、β、γ三種射線,虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng),LL'是厚紙板,MM'是熒光屏,實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)在熒光屏的O、P兩點(diǎn)處有亮斑,由此可知下列關(guān)于磁場(chǎng)的方向、到達(dá)O點(diǎn)的射線種類、到達(dá)P點(diǎn)的射線種類的分析正確的是 (

)選項(xiàng)磁場(chǎng)方向到達(dá)O點(diǎn)的射線到達(dá)P點(diǎn)的射線A豎直向上βαB豎直向下αβC垂直于紙面向里γβD垂直于紙面向外γα解析:R放射出來(lái)的射線共有α、β、γ三種,其中α、β射線垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)將受到洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn),γ射線不偏轉(zhuǎn),打在O點(diǎn)的應(yīng)為γ射線;由于α射線穿透能力較弱,不能射穿厚紙板,到達(dá)P點(diǎn)的應(yīng)是β射線;依據(jù)β射線的偏轉(zhuǎn)方向及左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.選項(xiàng)C正確.答案:C【典例2】某一放射性元素放出的射線通過(guò)電場(chǎng)后分成三束,如圖所示,下列說(shuō)法正確的是 (

)A.射線1的電離作用在三種射線中最強(qiáng)B.射線2穿透能力最弱,用一張白紙就可以將它擋住C.射線1是電子流D.射線3在三種射線中穿透能力最強(qiáng)解析:射線3在電場(chǎng)中向負(fù)極板偏轉(zhuǎn),射線3為α粒子流,電離作用在三種射線中最強(qiáng),穿透能力較弱,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤.射線2在電場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn),射線2為γ射線,其穿透能力最強(qiáng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤.射線1在電場(chǎng)中向正極板偏轉(zhuǎn),射線1是β射線,是電子流,選項(xiàng)C正確.答案:C探究二原子核的組成問(wèn)題情境1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,下圖為α粒子轟擊氮原子核的示意圖.答案:說(shuō)明質(zhì)子是原子核的組成部分.1.α粒子轟擊多種原子核,都打出了質(zhì)子,說(shuō)明了什么問(wèn)題?2.多數(shù)原子核的質(zhì)量數(shù)都大于其質(zhì)子數(shù),說(shuō)明了什么問(wèn)題?中子的提出者和驗(yàn)證者分別是誰(shuí)?答案:說(shuō)明原子核中除了質(zhì)子外還有其他粒子.盧瑟福提出了原子核內(nèi)部存在中子的設(shè)想,查德威克通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了中子的存在.3.有的同學(xué)認(rèn)為“原子核的電荷數(shù)就是電荷量,原子核的質(zhì)量數(shù)就是原子核的質(zhì)量”,這種說(shuō)法正確嗎?為什么?答案:這種說(shuō)法不正確.原子核所帶的電荷是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍,這個(gè)倍數(shù)叫作電荷數(shù);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)叫作原子核的質(zhì)量數(shù).過(guò)程建構(gòu)

2.對(duì)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)倍數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù).(4)基本關(guān)系.①電荷數(shù)(Z)=質(zhì)子數(shù)=元素的原子序數(shù)=核外電子數(shù).②質(zhì)量數(shù)(A)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù).3.對(duì)同位素的理解.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).同種元素的原子,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)可能不同,所以它們的物理性質(zhì)不同.【典例3】已知鐳的原子序數(shù)是88,原子核的質(zhì)量數(shù)是226.(1)鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子?幾個(gè)中子?(2)鐳核的電荷量是多少?(3)若鐳原子呈電中性,則它核外有幾個(gè)電子?答案:

(1)88個(gè)

138個(gè)

(2)1.408×10-17C

(3)88個(gè)解析:原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、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.(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù),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)鐳核的電荷量Q=Ze=88×1.6×10-19C=1.408×10-17C.(3)若鐳原子呈電中性,則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù),核外電子數(shù)為88.

答案:113∶114原子核的“數(shù)”與“量”辨析(1)原子核的電荷數(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)叫原子核的電荷數(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)與它的質(zhì)量是不同的.原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的和是原子核的質(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.課堂評(píng)價(jià)

答案:C2.(2022·廣東湛江)(多選)如圖所示,圖中P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源,其放出的射線在電場(chǎng)的作用下分成a、b、c三束,以下判斷正確的是(

)A.a為α射線、b為β射線B.a為β射線、b為γ射線C.b為γ射線、c為α射線D.b為α射線、c為γ射線解析:由題圖可知電場(chǎng)線方向水平向右,α射線帶正電,所受靜電力方向與電場(chǎng)線方向一致,故α射線向右偏轉(zhuǎn),即c為α射線.β射線帶負(fù)電,所受靜電力方向與電場(chǎng)線方向相反,故β射線向左偏轉(zhuǎn),即a為β射線.γ射線不帶電不發(fā)生偏轉(zhuǎn),即b為γ射線.故B、C正確.答案:BC3.下列說(shuō)法正確的是 (

)A.質(zhì)子和中子的質(zhì)量不相等,但質(zhì)量數(shù)相等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答案:A解析:質(zhì)子和中子的質(zhì)量不同,但質(zhì)量數(shù)相同,都是1,選項(xiàng)A正確.質(zhì)子和中子組成原子核,原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的總和,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.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,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.中子不帶電,所以原子核的總電荷量等于質(zhì)子總電荷量之和,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.4.天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,由此可推知 (

)A.②來(lái)自原子核外的電子B.①的電離作用最強(qiáng),是一種電磁波C.③的電離作用較強(qiáng),是一種電磁波