全優(yōu)課堂·物理·選擇性必修第三冊(人教版) 課件 第5章　1 原子核的組成

第五章原子核①物理觀念：了解原子核的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，能說明原子核的衰變、裂變、聚變和放射現(xiàn)象．知道四種基本的相互作用．具有較為完整的物理觀念．通過對這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完善學(xué)生對物質(zhì)的認(rèn)識，幫助學(xué)生形成相對完整、科學(xué)的物理觀念．②科學(xué)思維：能運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)的方法理解半衰期，對天然放射性現(xiàn)象問題進(jìn)行分析，研究“基本”粒子的夸克模型．通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步促進(jìn)物理模型建構(gòu)、科學(xué)推理、質(zhì)疑、創(chuàng)新的物理學(xué)科核心素養(yǎng)的形成．③科學(xué)探究：通過天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，提出原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，形成猜想和假設(shè)，通過實(shí)驗(yàn)對三種射線性質(zhì)進(jìn)行探究，獲取和處理信息、基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋．這一切都體現(xiàn)了科學(xué)探究的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，對微觀粒子的認(rèn)識過程體現(xiàn)了科學(xué)探究的核心素養(yǎng)．④科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過原子核內(nèi)容的學(xué)習(xí)，知道所有物理結(jié)論都必須接受實(shí)踐的檢驗(yàn)，在學(xué)習(xí)和研究中做到實(shí)事求是，不迷信權(quán)威，能與他人合作．同時，知道科學(xué)技術(shù)對人類生活和社會發(fā)展的積極作用，但同時也會帶來一系列問題，認(rèn)識到人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然，遵循自然規(guī)律．本章重點(diǎn)①原子核的組成、三種射線的本質(zhì)；②衰變的基本性質(zhì)，原子核的衰變規(guī)律和半衰期；③核力、結(jié)合能與平均結(jié)合能，質(zhì)量虧損和質(zhì)能方程；④核裂變與核聚變的理解和釋放核能的計(jì)算．本章難點(diǎn)①原子核的衰變規(guī)律及半衰期；②質(zhì)能方程的理解和核能計(jì)算；

③計(jì)算核裂變與核聚變釋放的核能．1原子核的組成

1.知道天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律.2.理解三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場區(qū)分它們(重難點(diǎn)).3.掌握原子核的組成，知道核子和同位素的概念(重點(diǎn)).課前·

自主預(yù)習(xí)1．對天然放射現(xiàn)象的認(rèn)識(1)1896年，法國物理學(xué)家__________發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)具有放射性．(2)物質(zhì)放出______的性質(zhì)稱為放射性；具有________的元素稱為放射性元素；放射性元素自發(fā)地發(fā)出________的現(xiàn)象叫作天然放射現(xiàn)象．(3)原子序數(shù)______或______83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)______83的元素，有的也能放出射線．天然放射現(xiàn)象及三種射線貝克勒爾射線放射性射線大于等于小于氦原子核電離(2)β射線：是高速________，它的速度很大，可達(dá)光速的99%，它的穿透能力較強(qiáng)，電離作用較弱，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的______．(3)γ射線：呈電中性，是能量很高的_________，波長很短，在10-10m以下，它的電離作用更小，但穿透能力更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的________或幾十厘米厚的混凝土．電子流鋁板電磁波鉛板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，從氮核中打出了一種新的粒子，測定了它的電荷和質(zhì)量，確定它是氫原子核，叫作________，用______或________表示，其質(zhì)量為mp＝______________．2．中子的發(fā)現(xiàn)(1)盧瑟福的預(yù)言：原子核內(nèi)可能還有一種________的粒子，名字叫中子．(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，中子的質(zhì)量非常接近質(zhì)子的質(zhì)量．原子核的組成盧瑟福質(zhì)子p1.67×10-27kg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質(zhì)子電荷的________倍，通常用這個整數(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)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個倍數(shù)叫作原子核的________．質(zhì)子中子整數(shù)質(zhì)子中子質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)同一位置課堂·

重難探究1．對放射性和射線的理解(1)一種元素的放射性，與其是單質(zhì)或是化合物無關(guān)，這說明一種元素的放射性和核外電子無關(guān)．(2)射線來自于原子核，說明原子核是可以再分的．對天然放射現(xiàn)象和三種射線的理解2．三種射線的性質(zhì)、特征比較對三種射線性質(zhì)的理解例1

(2024年北京月考)工業(yè)部門可以使用放射性同位素發(fā)出的射線來測厚度．某軋鋼廠的熱軋機(jī)上安裝的射線測厚裝置如圖所示，讓γ射線穿過鋼板，探測器探測到的γ射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)，將射線強(qiáng)度的信號輸入計(jì)算機(jī)，可對鋼板的厚度進(jìn)行自動控制．下列說法正確的是

(

)A．若鋼板變厚，則探測到γ射線變?nèi)魾．若鋼板內(nèi)部有裂縫，則探測到γ射線變?nèi)魿．該裝置主要利用γ射線的電離能力D．若僅把γ射線換為α射線，該裝置仍正常運(yùn)行【答案】A【解析】若鋼板變厚，則對γ射線的阻礙變強(qiáng)，探測到γ射線變?nèi)?，A正確；若鋼板內(nèi)部有裂縫，則對γ射線的阻礙變?nèi)?，探測到γ射線變強(qiáng)，B錯誤；該裝置主要利用γ射線的穿透能力，C錯誤；該裝置主要利用γ射線的穿透能力，而α射線的穿透能力很弱，若僅把γ射線換為α射線，該裝置不能正常運(yùn)行，D錯誤．變式1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來自于原子核外的電子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D．③的電離作用最弱，是一種電磁波【答案】D【解析】①射線能被一張紙擋住，說明它的穿透能力較差，①射線是α射線，α射線是高速運(yùn)動的氦核流，它的穿透能力差，電離作用最強(qiáng)，B錯誤；②射線的穿透能力較強(qiáng)，能穿透紙和幾毫米厚的鋁板，說明它是β射線，β射線是高速電子流，β射線來自原子核，不是來自原子核外的電子，A錯誤；③射線的穿透能力最強(qiáng)，能夠穿透幾厘米厚的鉛板，③射線是γ射線，γ射線的電離作用最弱，穿透能力最強(qiáng)，它是能量很高的電磁波，C錯誤，D正確．三種射線在磁場或電場中偏轉(zhuǎn)的問題例2

(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，則下列說法中正確的有

(

)A．打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是β射線、γ射線和α射線B．α射線和β射線的軌跡都是拋物線C．α射線和β射線的軌跡都是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向上的勻強(qiáng)電場，則屏上有亮斑的可能只是b【答案】AC變式2

(2024年云南月考)1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線．把放射源鈾放入鉛做成的容器中，會有射線從容器的小孔中射出，在射線經(jīng)過的空間施加磁場，發(fā)現(xiàn)射線分裂成三束，如圖所示．a(chǎn)、b、c三種射線分別是 (

)A．α射線、β射線、γ射線B．α射線、γ射線、β射線C．β射線、γ射線、α射線D．β射線、α射線、γ射線【答案】B【解析】α射線帶正電，β射線帶負(fù)電，γ射線不帶電，根據(jù)左手定則可知a、b、c三種射線分別是α射線、γ射線、β射線．故選B．變式3如圖所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三種射線同時射入互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，射入時速度方向和電場、磁場方向都垂直，進(jìn)入場區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進(jìn)，則α射線

(

)A．向右偏B．向左偏C．直線前進(jìn)D．無法判斷【答案】A對原子核的組成的理解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，從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．【答案】B【答案】C小練·

隨堂鞏固1．天然放射性的發(fā)現(xiàn)揭示了

(

)A．質(zhì)子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)B．分子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)C．原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)D．原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)【答案】D2．(2024年滄州聯(lián)考)2024年2月26日，中國科學(xué)院高能物理研究所在《科學(xué)通報(bào)》上發(fā)表了重大研究成果：歷史上首次在天鵝座恒星形成區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個巨型超高能γ射線泡狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)有多個能量超過1千萬億電子伏的光子分布其中，最高達(dá)到2千萬億電子伏．關(guān)于γ射線，下列說法正確的是

(

)A．電子發(fā)生軌道躍遷時可以產(chǎn)生γ射線B．γ射線是波長很長、頻率很小的光子流C．γ射線是高頻電磁波，能量越大，傳播速度越大D．γ射線在星系間傳播時，不受星系磁場的影響【答案】D【解析】γ射線來源于原子核內(nèi)部，不是電子躍遷時產(chǎn)生的；X射線是原子內(nèi)層電子躍遷時產(chǎn)生的，紫外線、可見光、紅外線是原子外層電子躍遷時產(chǎn)生的，A錯誤；γ射線是波長很短、頻率很高的光子流，B錯誤；γ射線屬于高頻電磁波，它們在真空中的傳播速度是不變的，C錯誤；γ射線不帶電，在磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在星系間傳播時，不受星系磁場的影響，D正確．3．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 (

)A．α射線

B．β射線C．γ射線

D．三種射線都可以【答案】C【解析】分析三種射線的性質(zhì)，可知α、β、γ三種射線中，α射線電離能力最強(qiáng)，γ射線穿透能力最強(qiáng)，要檢查金屬內(nèi)部傷痕的情況，所以選用穿透能力最強(qiáng)的射線，即γ射線．它能穿透薄金屬板，當(dāng)金屬內(nèi)部有傷痕，透過鋼板的γ射線強(qiáng)度發(fā)生變化，計(jì)數(shù)器就能有不同的顯示，從而可知金屬內(nèi)部有傷痕．【答案】A5．(多選)法國里昂的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種只由四個中子構(gòu)成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱之為“零號元素”．下列有關(guān)“四中子”粒子的說法正確的是

(

)A．該粒子不顯電性B．在周期表中與氫元素占同一位置C．該粒子質(zhì)量比氫原子小D．該粒子質(zhì)量數(shù)為4【答案】AD【解析】由題意可知，此粒子是由四個中子構(gòu)成的，所以它的核電荷數(shù)為零，不顯