新教材2025版高中物理第五章原子核1.原子核的組成學(xué)生用書新人教版選擇性必修第三冊

1.原子核的組成素養(yǎng)目標(biāo)1.知道自然放射現(xiàn)象及三種射線的本質(zhì)，了解核子、同位素的基本觀念，知道原子核的組成．(物理觀念)2．依據(jù)三種射線的本質(zhì)，能夠利用磁場、電場區(qū)分它們，理解原子核的構(gòu)成，并能分析、解決相關(guān)問題，提高解題實力．(科學(xué)思維)3．通過利用磁場探究三種射線的本質(zhì)，以及用α粒子轟擊原子核發(fā)覺核子，體驗科學(xué)探究的過程，提高視察與試驗實力．(科學(xué)探究)自主落實·必備學(xué)問全過關(guān)一、自然放射現(xiàn)象及射線的本質(zhì)1．自然放射現(xiàn)象(1)1896年，法國物理學(xué)家________發(fā)覺，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線．(2)放射性：物質(zhì)發(fā)出________的性質(zhì)．(3)放射性元素：具有放射性的元素．與它以單質(zhì)還是化合物的形式存在無關(guān)(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．(5)瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)覺了兩種放射性更強的新元素，命名為________________．2．三種射線(1)α射線：是α粒子流．其組成與________相同．速度可達到光速的110(2)β射線：是電子流，速度可以接近光速．它的________作用較弱，穿透實力較強，很簡單穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的________．不是原子核外的電子(3)γ射線：呈電中性，是一種________，波長很短，在10－10m以下，它的________作用更弱，但穿透實力更強，甚至能穿透幾厘米厚的______和幾十厘米厚的混凝土．二、原子核的組成1．質(zhì)子的發(fā)覺(如圖所示)氫原子核2．中子的發(fā)覺(如圖所示)3．原子核的組成由______和______組成，它們統(tǒng)稱為________．4．原子核的符號5．同位素同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)一般不同核中________相同而________不同的______，在元素周期表中處于________，它們互稱同位素．例如，氫有三種同位素分別為11H、12情境體驗氧元素主要有兩種同位素：816O、這兩種同位素中哪一種粒子數(shù)是不相同的？它們的化學(xué)性質(zhì)是否相同？合作探究·實力素養(yǎng)全提升探究一自然放射現(xiàn)象核心歸納1.三種射線的比較：種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2e－e0質(zhì)量4mp(mp＝1.67×10－27kg)m靜止質(zhì)量為零速度0.1c0.9cc貫穿本事最弱，用紙能攔住較強，能穿透幾毫米厚的鋁板最強，能穿透幾厘米厚的鉛板對空氣的電離作用很強較弱很弱留意：雖然三種射線本質(zhì)不同，但它們都可以使膠片感光，或使熒光屏發(fā)出熒光，進而顯示出射線照耀的位置．2．元素的放射性：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，原子核也存在著肯定結(jié)構(gòu)．應(yīng)用體驗題型1三種射線在磁場和電場中的運動軌跡例1(多選)將α、β和γ三種射線分別垂直射入勻強磁場和勻強電場，假設(shè)α粒子與β粒子速度相同，則下列表示射線偏轉(zhuǎn)狀況的圖像中正確的是()[試解]題型2三種射線的特點及其應(yīng)用例2(多選)近幾年，我國北京、上海、廣州等地引進了多臺γ刀，治療患者數(shù)以萬計，效果極好，成為目前治療腦腫瘤的最佳儀器．令人感嘆的是，用γ刀治療時不用麻醉，病人醒悟，時間短，半個小時內(nèi)完成手術(shù)，無需住院，因而γ刀被譽為“神刀”，據(jù)報道，我國自主研發(fā)的旋式γ刀性能更好．γ刀治療腦腫瘤主要是利用()A．γ射線具有很強的穿透本事B．γ射線具有很強的電離作用C．γ射線具有很高的能量D．γ射線能很簡單地繞過阻礙物到達目的地[試解]針對訓(xùn)練1．自然放射性元素放出的三種射線的穿透實力試驗結(jié)果如圖所示，由此可推知()A．②來自原子核外的電子B．①的電離作用最強，是一種電磁波C．③的電離作用較強，是一種電磁波D．③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子探究二原子核的組成核心歸納1.對核子數(shù)、電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)的理解(1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別特別微小，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)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個整數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)．2．同位素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)確定了核外電子的數(shù)目，進而也確定了元素的化學(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)的原子核組成的元素互稱為同位素．特殊提示(1)β射線是原子核改變時產(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．應(yīng)用體驗例3(多選)已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226.下列選項中正確的是()A．鐳核中有88個質(zhì)子，138個中子B．鐳核所帶的電荷量是138eC．若鐳原子呈電中性，它核外有88個電子D.22888Ra是鐳的一種同位素，88[試解]針對訓(xùn)練2.(多選)氫有三種同位素，分別是氕(11H)、氘(A．它們的質(zhì)子數(shù)相等B．它們的核外電子數(shù)相等C．它們的核子數(shù)相等D．它們的化學(xué)性質(zhì)相同學(xué)以致用·隨堂檢測全達標(biāo)1．原子核中能放出α、β、γ射線，關(guān)于原子核的組成，以下說法中正確的是()A．原子核中有質(zhì)子、中子、還有α粒子B．原子核中有質(zhì)子、中子，還有β粒子C．原子核中有質(zhì)子、中子，還有γ光子D．原子核中只有質(zhì)子和中子2．(多選)在貝可勒爾發(fā)覺自然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進行了深化探討，發(fā)覺在自然放射現(xiàn)象中共放出了三種射線，圖為這種射線貫穿物體狀況的示意圖，①、②、③各代表一種射線，以下說法正確的是()A．射線①的電離實力最弱B．射線②為高速的質(zhì)子流C．射線③可以用來檢查金屬內(nèi)部有無砂眼和裂紋D．射線③是一種高能的電磁波3．如圖所示，某種元素的不同同位素的原子核內(nèi)的中子數(shù)N與原子核質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系是()4.如圖所示，自然放射性元素放出的α、β、γ三種射線同時射入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，射入時速度方向和電場、磁場方向都垂直，進入場區(qū)后發(fā)覺β射線和γ射線都沿直線前進，則α射線()A．向右偏B．向左偏C．直線前進D．無法推斷5．如圖所示是用來監(jiān)測在核電站工作的人員受到輻射狀況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以推斷工作人員受到了何種輻射．當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時，工作人員受到輻射的射線可能是()A．α射線和β射線B．α射線和γ射線C．β射線和γ射線D．α射線、β射線和γ射線1．原子核的組成自主落實·必備學(xué)問全過關(guān)一、1．(1)貝克勒爾(2)射線(4)8383(5)釙(Po)和鐳(Ra)2．(1)氦原子核一張紙(2)電離鋁板(3)電磁波電離鉛板二、1．質(zhì)子質(zhì)子2．中子中子原子核3．質(zhì)子中子核子4．質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)5．質(zhì)子數(shù)中子數(shù)原子同一位置情境體驗提示：中子數(shù)不同；化學(xué)性質(zhì)相同．合作探究·實力素養(yǎng)全提升探究一應(yīng)用體驗[例1]解析：α射線為高速氦核流，帶正電；β射線為高速電子流，帶負(fù)電；γ射線為能量很高的電磁波，不帶電．依據(jù)左手定則推斷正、負(fù)電荷在磁場中受到的洛倫茲力方向，可知A、B兩圖中α射線和β射線的偏轉(zhuǎn)方向均正確，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，其軌跡半徑r＝mvqB，由于兩粒子速度相同，氦核的比荷小于電子的比荷，所以氦核運動的軌跡半徑大于電子運動的軌跡半徑，故A正確，B錯誤；依據(jù)帶電粒子在電場中的受力分析，可知C、D兩圖中的射線偏轉(zhuǎn)方向均正確，帶電粒子垂直射入勻強電場，設(shè)初速度為v0，垂直電場線方向的位移為x，沿電場線方向的位移為y，則有x＝v0t，y＝12·qEmt2，解得y＝qE答案：AD[例2]解析：γ射線是能量很高的電磁波，γ射線不帶電，所以電離作用很弱，波長很短，不易發(fā)生衍射，即不會很簡單地繞過阻礙物，但穿透物質(zhì)的本事極強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土．A、C正確．答案：AC針對訓(xùn)練1．解析：因為γ射線的穿透本事最強，α射線的穿透本事最弱，由圖可知①為α射線，②為β射線，③為γ射線；β射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時放出的電子，選項A錯誤；α射線電離作用最強，但它不是電磁波，選項B錯誤；γ射線的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子，是一種電磁波，選項C錯誤，D正確．答案：D探究二應(yīng)用體驗[例3]解析：鐳核的質(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，故A正確；鐳核所帶的電荷量Q＝Ze＝88e，故B錯誤；呈電中性的原子，核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88，故C正確；帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時洛倫茲力供應(yīng)向心力，由Bqv＝mv2r可得r＝答案：AC針對訓(xùn)練2．解析：氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)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正確，C錯誤；同位素化學(xué)性質(zhì)相同，只是物理性質(zhì)不同，D正確．答案：ABD學(xué)以致用·隨堂檢測全達標(biāo)1．解析：在放射性元素的原子核中2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合得比較緊密，有時作為一個整體放出，這就是α粒子的來源，說究竟它仍是由質(zhì)子和中子組成的，不能據(jù)此認(rèn)為它是原子核的組成部分．原子核里是沒有電子的，但中子可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，并向核外釋放一個β粒子．原子核發(fā)生衰變后處于高能級，在回到低能級時多余的能量以γ光子的形式輻射出來，形成γ射線，故原子核里也沒有γ光子．答案：D2．解析：射線①用手可以攔住，說明穿透實力最弱，是α射線，α射線電離實力最強，選項A錯誤；射線②是高速電子流；射線③是γ射線，γ射線是一種高能的電磁波，選項B錯誤，D正確；射線③是γ射線，穿透實力最強，可以用來檢查金屬內(nèi)部有無砂眼和裂紋，選項C正確．答案：CD3．解析：同一元素的不同同位素的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是肯定的，只是中子數(shù)不同，設(shè)質(zhì)子數(shù)為Q，則N＋Q＝A，故N＝A－Q，Q是定值，故選C.答案：C4．解析：γ射線不帶電，在電磁場中不偏轉(zhuǎn)，β射線不偏轉(zhuǎn)是