2018版物理選修3-5教科版全套一體資料講義：第三章 原子核 3-1 Word版含答案

第三章原子核1原子核的組rnr［目標(biāo)定位］1.知道質(zhì)子、中子的發(fā)現(xiàn)［目標(biāo)定位］1.知道質(zhì)子、中子的發(fā)現(xiàn).2.知道原子核的組成，知道核子和同位素的概念.3.會(huì)寫核反應(yīng)方程.4.了解原子核里的核子間存在著相互作用的核力一、質(zhì)T中子的發(fā)現(xiàn)1．1．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福用a□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,可以用人工的方法改變?cè)雍耍岩环N元素變成另一種元素．在實(shí)驗(yàn)中，2．中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福的學(xué)生查德威克通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了中子的存在．在實(shí)驗(yàn)中，他發(fā)現(xiàn)這種射線在磁場(chǎng)中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可見(jiàn)它是中性粒子流．他發(fā)現(xiàn)這種射線在磁場(chǎng)中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可見(jiàn)它是中性粒子流．他又測(cè)得這種射線的速度不到光速的十分之一，這樣就排除了它是Y□□□□□□的速度不到光速的十分之一，這樣就排除了它是Y□□□□□□他還用這種射線轟擊氫原子和氮原子，打出了一些氫核和氮核，通過(guò)測(cè)量被打出的氫核和氮核的速度，推算出這種射線的粒子的質(zhì)量跟氫核的質(zhì)量差不多，并把這種粒子叫做中子．二、原子核的組成原子核的組成：由質(zhì)子和中子組成，因此它們統(tǒng)稱為核子．原子核的電荷數(shù)：等于原子核的質(zhì)子數(shù)即原子的原子序數(shù)．原子核的質(zhì)量數(shù)：轟擊氫原子和氮原子，打出了一些氫核和氮核，通過(guò)測(cè)量被打出的氫核和氮核的速度，推算出這種射線的粒子的質(zhì)量跟氫核的質(zhì)量差不多，并把這種粒子叫做中子．二、原子核的組成原子核的組成：由質(zhì)子和中子組成，因此它們統(tǒng)稱為核子．原子核的電荷數(shù)：等于原子核的質(zhì)子數(shù)即原子的原子序數(shù)．原子核的質(zhì)量數(shù)：等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的總和．原子核的符號(hào)：,X其中X□□□□□,A為原子核的質(zhì)量數(shù)，Z為原子核的電荷數(shù)．5口同位素：□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□一位置，因而互稱為同位素，例如氫的同位素一位置，因而互稱為同位素，例如氫的同位素1H、-X—2H、3H.三、核力1．核力：原子核里的核子間存在著相互作用的核力．核力把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核．21核力特點(diǎn)：（1）核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)，在它的作用范圍內(nèi)，核力比庫(kù)侖力大得多．⑵口力是短程力，作用范圍在10－15m之內(nèi)．(3)核力與電荷無(wú)關(guān)，質(zhì)子與質(zhì)子、質(zhì)子與中子以及中子與中子之間的核力是相等的口四、核反應(yīng)方程(□□□□□)1．(□□□□□)□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□程．2口核反應(yīng)遵從的規(guī)律：□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□HH11＋78疑難問(wèn)題卡片□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□疑難問(wèn)題卡片□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□“□□□□□□□□□“□□□□□□□□□⑴□□□：□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□(2)□□□(Z)：□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□⑶□量□(A)：□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□□□□□□□□□□2□□□□中□□個(gè)等□⑴□□□□(Z)□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□(2)□□□(A)□□□□□□□□□□□□□□例1】□□□□□□□□□88,1HHH226.試問(wèn)：

(1)鐳核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？(2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈中性，它核外有多少電子？答案(1)88138(2)881.41口10口17C(3)88解析(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ZD226口88口138.(2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶電荷量分別是ZD88,ZD88,QDZeD88口1.6口10口19CD1.41口10－17C.88.(3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88.針對(duì)訓(xùn)練1以下說(shuō)法正確的是A.290Th□□□,□□□□,□□□□□□□90A.290Th□□□,□□□□,□□□□□□□90，釷核的質(zhì)子數(shù)為234B.4Be為鈹核，由此可知，鈹核的質(zhì)量數(shù)為9，鈹核的中子數(shù)為C口同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù)D口同一元素的兩種同位素具有不同的中子數(shù)答案D解析釷核的質(zhì)量數(shù)為234，質(zhì)子數(shù)為90，所以A錯(cuò)；鈹核的質(zhì)量數(shù)為解析釷核的質(zhì)量數(shù)為234，質(zhì)子數(shù)為90，所以A錯(cuò)；鈹核的質(zhì)量數(shù)為9，中子數(shù)為5，所以B錯(cuò)；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，C錯(cuò)，D對(duì)．二、原子核中質(zhì)子和中子的比例1．核子比例關(guān)系：較輕的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對(duì)于較重的原子核中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多．2．形成原因(1)若質(zhì)子與中子成對(duì)地人工構(gòu)建原子核，由于核力是短程力．當(dāng)原子核增大到一定程度時(shí)，相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫(kù)侖力，這個(gè)原子核就不穩(wěn)定了．(2)若只增加中子，中子與其他核子沒(méi)有庫(kù)侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多．

(3)由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，若再增大原子核，一些這時(shí)候再增加中子，形成的核也核子間的距離會(huì)大到其間根本沒(méi)有核力的作用，這時(shí)候再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的．【例2】下列關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說(shuō)法，正確的是()A口原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)一定相等B口穩(wěn)定的重原子核里，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C口原子核都是非常穩(wěn)定的D口對(duì)于較重的原子核，由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果繼續(xù)增大原子核，形成的核也一定是不穩(wěn)定的答案D解析自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，對(duì)于較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多.因此正確答案選D.三、對(duì)核反應(yīng)方程的認(rèn)識(shí)1．常見(jiàn)的幾個(gè)核反應(yīng)方程：eDH4＋eDH4＋78子質(zhì)現(xiàn)(發(fā)H19Be口4He口^C口jn(發(fā)現(xiàn)中子)17AM4He口30P口in10P口30SiD00e(發(fā)現(xiàn)正電子)2．寫核反應(yīng)方程時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題(1)核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向．(2)核反應(yīng)方程應(yīng)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，不能憑空杜撰．(3)核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過(guò)程中，一般會(huì)發(fā)生質(zhì)量的變化．【例3】完成下列各核反應(yīng)方程，并指出哪個(gè)核反應(yīng)是首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的．⑴10B口4He口13ND()(2)4Be口()□12C口0n(3)給1口()□27Mg口1H(4)14ND4He口17OD()⑸23Na口()□24Na口1H

答案見(jiàn)解析解析⑴10B+4He117N+0n(2)(2)7Be+7HeIn1

+此核反應(yīng)使查德威克首次發(fā)現(xiàn)了中子．HH1+gM721+l732)3(4)17N+4HeD18O+；H此核反應(yīng)使盧瑟福首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子．(5)23Na+2H127Na+1H借題發(fā)揮書(shū)寫核反應(yīng)方程四條重要原則(1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；(2)中間用箭頭，不能寫成等號(hào)；(3)能量守恒(中學(xué)階段不做要求)；(4)核反應(yīng)必須是實(shí)驗(yàn)中能夠發(fā)生的．針對(duì)訓(xùn)練2以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程O7x□7Li—□2y訓(xùn)14N—□xO7y14y14Be—□z□26x□y和z是3□□□□□□,□□z是()A口a粒子B□質(zhì)子C1中子D。答案C解析把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去x，即早N+7Li—□y+go,可見(jiàn)y是4He，結(jié)合第三個(gè)方程，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z是中子0n.因此選項(xiàng)C正確.對(duì)點(diǎn)練習(xí)I原子核的組成與同位素y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子23904Th的原子來(lái)說(shuō)1．若用x代表一個(gè)中性原子中核外的電子數(shù)，數(shù)，z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù)，則對(duì)A口x□90訓(xùn)90z□234B．90訓(xùn)90z□144C．144訓(xùn)144z□90D．234訓(xùn)234z□324答案解析項(xiàng)．2．下列說(shuō)法正確的是nX與nV□□□□□mm－1nX與n01Y□□□□□nX與nu2Y□□□□□mm－2D.292UD.292U核內(nèi)有92個(gè)質(zhì)子，235個(gè)中子答案B解析A選項(xiàng)中，X核與Y核的質(zhì)子數(shù)不同，不是同位素；B選項(xiàng)中，nX核與mnQ1mY核質(zhì)子數(shù)都為m皿皿同，所以互為同皿C選項(xiàng)中，nX核內(nèi)中子m數(shù)為nQm，nmQQ22Y核內(nèi)中子數(shù)為(nQ2)口(m口2)口nQm皿皿皿項(xiàng)中，29352U核內(nèi)有142個(gè)中子．3．氫有三種同位素，分別是氕（｝H）、氘（；H）、氚（；H）,則（A口它們的質(zhì)子數(shù)相等B口若為中性原子，它們的核外電子數(shù)相等C口它們的核子數(shù)相等D口它們的化學(xué)性質(zhì)相同答案ABD解析氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和中性原子核外電子數(shù)均相同，都是1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，A、B兩項(xiàng)正DD正確．確；同位素化學(xué)性質(zhì)相同，只是物理性質(zhì)不同，核反應(yīng)方程4．(多選)下列核反應(yīng)或核衰變方程中，符號(hào)“X”表示中子的是2He—□B.14N14He—□XXDDCO2678C.204Hg口in—1202Pt121H口X800781D.292U—□299NpDX答案AC解析根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得．51一口子束入射到靜止靶核13Al上,□□□□□□□：P127A1―□XDn式中P代表質(zhì)子，n代表中子，X□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□X□□□□□,□□□□□答案1413解析根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，新核X的質(zhì)子數(shù)為1+13-0=14，質(zhì)量數(shù)為1+27-1=27,所以中子數(shù)=27-14=13.題組訓(xùn)練唇■慧■襄㈱慧■慧矗(時(shí)間：60分鐘)題組一原子核的組成1．(多選)關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說(shuō)法正確的是()A□原子核(□□□□)□□□□□□□□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解析原子核內(nèi)存在質(zhì)子和中子，中子和質(zhì)子統(tǒng)稱為核子，盧瑟福只發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，以后又預(yù)言了中子的存在．2．盧瑟福預(yù)想到原子核內(nèi)除質(zhì)子外，還有中子的事實(shí)依據(jù)是()Al電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等B1原子核的質(zhì)量大約是質(zhì)子質(zhì)量的整數(shù)倍C口原子核的核電荷數(shù)只是質(zhì)量數(shù)的一半或少一些D口質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等答案C解析本題考查原子核結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程．3口據(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)與核外電子數(shù)之差是（）A．32B．67C．99D．166答案A解析根據(jù)原子核的表示方法得核外電子數(shù)二質(zhì)子數(shù)=67,中子數(shù)為166-67二99，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99-67=32,故A對(duì)，B、C、D錯(cuò).4口（多選）關(guān)于原子核2i0Bi,下列說(shuō)法中正確的是（）83A口核外有83個(gè)□□,□□□127個(gè)質(zhì)子B口口外有83個(gè)□□,□□□83個(gè)質(zhì)子C口核內(nèi)有83個(gè)質(zhì)子，127個(gè)中子D口核內(nèi)有210個(gè)核子答案CD解析根據(jù)原子核的表示方法可知，這種原子核的電荷數(shù)為83，質(zhì)量數(shù)為210.因?yàn)樵雍说碾姾蓴?shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，等于核外電子數(shù)，對(duì)于離子則質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)可不相等，故該核內(nèi)有83個(gè)質(zhì)子核外不一定有83個(gè)電子故A、B錯(cuò)誤因?yàn)樵雍说馁|(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，即等于核內(nèi)核子數(shù)，故該核核內(nèi)有210個(gè)核子，其中有127個(gè)中子，故C、D正確.5．（多選）以下說(shuō)法中正確的是（）A口原子中含有帶負(fù)電的電子，所以原子帶負(fù)電B口原子核中的中子數(shù)一定跟核外電子數(shù)相等C□用a□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□,□□□□□定質(zhì)子是原子核的組成部分D口絕大多數(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CD解析原子中除了有帶負(fù)電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故A錯(cuò)；原子核中的中子數(shù)不一定跟核外電子數(shù)相等，故B錯(cuò)；正是用a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)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，才確定原子核內(nèi)還有別的中性粒子，故D正確．題組二同位素6．人類探測(cè)月球發(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，它可以作為未來(lái)核聚變的重要原料之一．氦的該種同位素應(yīng)表示為()eH33DA.43HeB.32HeC.24eH33D解析氦是2號(hào)元素，質(zhì)量數(shù)為3的氦同位素為2He.7口(多選)228Ra是鐳R622的一種同位素，對(duì)于這兩種鐳的原子而言，下列說(shuō)法正88R622的一種同位素，對(duì)于這兩種鐳的原子而言，下列說(shuō)法正確的有()A口它們具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù)B口它們具有相同的中子數(shù)和不同的原子序數(shù)C口它們具有相同的核電荷數(shù)和不同的中子數(shù)D口它們具有相同的核外電子數(shù)和不同的化學(xué)性質(zhì)答案AC解析原子核的原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)都是相等的，且原子核內(nèi)的質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．由此可知這是鐳的兩種同位素，核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)均為88，核子數(shù)分別為228和226，中子數(shù)分別為140和138；原子的化學(xué)性質(zhì)由核外電子數(shù)決定，由于它們的核外電子數(shù)相同，因此它們的化學(xué)性質(zhì)也相同．題組三核力

8D(多選)關(guān)于核力,下列說(shuō)法中正確的是()AD核力是一種特殊的萬(wàn)有引力BD原子核內(nèi)任意兩個(gè)核子間都有核力作用CD核力是原子核能穩(wěn)定存在的原因DD核力是一種短程強(qiáng)作用力答案CD9口下列關(guān)于核力的說(shuō)法正確的是()AD核力同萬(wàn)有引力沒(méi)有區(qū)別，都是物體間的作用BD核力就是電磁力CD核力是短程力，作用范圍在1.5口1035m之內(nèi)DD核力與電荷有關(guān)答案C解析核力是短程力，超過(guò)1.5口10-15m,核力急劇下降幾乎消失，故C對(duì)；核力與萬(wàn)有引力、電磁力不同，故A、B不對(duì)；核力與電荷無(wú)關(guān)，故D錯(cuò).題組四核反應(yīng)方程10D在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3和X4□□□□□□□②n10

②n10

e＋H4口―X14N口4He—□X＋78③々③々Be口4He―□12口X3④14Mg口4He—□27AMX4BDX2是中子DDXBDX2是中子DDX4是質(zhì)子10為XC錯(cuò)；X4為1H,D對(duì).11．用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式為的判斷正確的是()A口X代表中子，a□17,b□1B口X代表電子，a□17,b□□1＋6810nQ號(hào)N口然