资源简介 第1节 原子核的组成(强基课—逐点理清物理观念)课标要求 学习目标1.了解原子核的组成。2.知道原子核的表示方法,理解原子序数、电荷数、质量数之间的关系。 1.知道天然放射现象及三种射线的本质,了解核子、同位素的基本观念,知道原子核的组成。2.根据三种射线的本质,能够利用磁场、电场区分它们,理解原子核的构成,并能分析、解决相关问题,提高解题能力。3.通过利用磁场探究三种射线的本质,以及用α粒子轰击原子核发现核子,体验科学探究的过程,提高观察与实验能力。逐点清(一) 天然放射现象 射线的本质[多维度理解]1.放射性的发现(1)1896年,法国物理学家__________发现,铀和含铀的矿物能够发出看不见的________,它能穿透黑纸使照相底片感光。(2)波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现放射性更强的新元素,分别命名为钋(Po)、__________。2.放射性(1)定义:物质发出射线的性质。(2)放射性元素:具有________性的元素。原子序数大于83的元素,都能自发地发出射线,原子序数小于或等于83的元素,有的也能发出射线。3.天然放射现象:放射性元素________发出射线的现象。4.射线的本质(1)三种射线:在射线经过的空间施加磁场,射线分裂成三束,其中两束在磁场中向不同的方向偏转,说明这两束是________粒子流;另一束在磁场中________,说明它不带电,这三束射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。(2)α射线实际上就是氦原子核,速度可达到光速的,其________作用强,________能力较弱,在空气中只能前进几厘米,用______就能把它挡住。(3)β射线是高速________,速度可以接近光速。它的穿透能力较强,________作用较弱,很容易穿透黑纸,也能穿透________厚的铝板。(4)γ射线是能量很高的________,波长很短,在10-10 m以下。它的电离作用更弱,但________能力更强,甚至能穿透几厘米厚的________和几十厘米厚的混凝土。(5)元素的放射性与元素是以单质形式存在,还是以化合物形式存在________,放射性的强度也不受________、外界压强的影响。(6)射线来自原子核,说明____________是有结构的。 1.三种射线的比较如表所示种类 α射线 β射线 γ射线组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波)带电荷量 2e -e 0质量 4mpmp=1.67×10-27 kg 静止质量为零速度 0.1c 0.9c c在电场或磁场中 偏转 与α射线反向偏转 不偏转贯穿本领 最弱,用纸能挡住 较强,能穿透几毫米的铝板 最强,能穿透几厘米的铅板对空气的电离作用 很强 较弱 很弱在空气中的径迹 粗、短、直 细、较长、曲折 最长通过胶片 感光 感光 感光2.三种射线在磁场、电场中偏转情况的比较(1)在匀强磁场中,α射线偏转半径较大,β射线偏转半径较小,γ射线不偏转,如图甲所示。(2)在匀强电场中,α射线偏离较小,β射线偏离较大,γ射线不偏离,如图乙所示。[全方位练明]1.判断下列说法是否正确。(1)α射线实际上就是氦原子核,α射线具有较强的穿透能力。( )(2)β射线是高速电子流,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚的铝板。( )(3)γ射线是能量很高的电磁波,电离作用很强。( )2.(2024·北京高二检测)以下实验中,能说明原子核具有复杂结构的是( )A.光电效应实验B.原子发光产生明线光谱C.α粒子散射实验D.天然放射现象3.如图所示,x为未知的放射源,L为薄铝片。若在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小;在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x可能是( )A.α和β的混合放射源B.纯α放射源C.α和γ的混合放射源D.纯γ放射源4.(多选)将α、β和γ三种射线分别垂直射入匀强磁场和匀强电场,假设α粒子与β粒子速度相同,则下列表示射线偏转情况的图像中正确的是( )逐点清(二) 原子核的组成[多维度理解]1.质子的发现:1919年,卢瑟福用镭放射出的____________轰击氮原子核,发现质子,它是________的组成部分。2.中子的发现:因绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值,卢瑟福猜想,原子核内可能还存在着另一种粒子,它的质量与质子相同,但是不带电,称为中子。1932年,卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。3.原子核的组成:原子核由__________组成,质子和中子统称为________。4.原子核的符号核的质量数=质子数+中子数核的电荷数=原子核的质子数,即原子序数元素符号5.同位素:核中________相同而________不同的原子,在元素周期表中处于__________,因而互称同位素。例如,氢有三种同位素:H、H、H。 1.原子核的大小、组成和同位素2.对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数:质子和中子质量差别非常微小,二者统称为核子,所以质子数和中子数之和叫作核子数。(2)电荷数(Z):原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍,通常用这个整数表示原子核的电荷量,叫作原子核的电荷数。(3)质量数(A):原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和,而质子与中子质量几乎相等,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个整数叫作原子核的质量数。3.同位素(1)化学性质的决定因素:原子核内的质子数决定了核外电子的数目,也决定了电子在核外分布的情况,进而决定了这种元素的化学性质。(2)氢的同位素:氕(H),氘(H),氚(H)。[典例] 已知镭的原子序数是88,原子核质量数是226。试问:(1)镭核中有多少个质子?多少个中子?(2)镭核所带的电荷量是多少(元电荷为1.6×10-19 C) (3)呈中性的镭原子,核外有多少个电子?尝试解答:[全方位练明]1.下列表示某种元素的各同位素间的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是( )2.(多选)质子数与中子数互换的核互为镜像核,例如He是H的镜像核,同样H也是He的镜像核。下列说法正确的是( )A.N和C互为镜像核B.N和O互为镜像核C.N和O互为镜像核D.互为镜像核的两个核质量数相同第1节 原子核的组成逐点清(一) [多维度理解]1.(1)贝克勒尔 射线 (2)镭(Ra) 2.(2)放射 3.自发地4.(1)带电 不偏转 (2)电离 穿透 一张纸 (3)电子流 电离 几毫米 (4)电磁波 穿透 铅板 (5)无关 温度 (6)原子核内部[全方位练明]1.(1)× (2)√ (3)×2.选D 天然放射现象说明原子核有复杂的结构。3.选C 在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力很弱的α射线;在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,说明穿过铝片的射线中无带电粒子,故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源,C正确。4.选AD α射线为高速氦核流,带正电;β射线为高速电子流,带负电;γ射线为能量很高的电磁波,不带电。根据左手定则判断正、负电荷在磁场中受到的洛伦兹力方向,可知A、B两图中α射线和β射线的偏转方向均正确,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,其轨迹半径r=,由于两粒子速度相同,氦核的比荷小于电子的比荷,所以氦核运动的轨迹半径大于电子运动的轨迹半径,故A正确,B错误;根据带电粒子在电场中的受力分析,可知C、D两图中的射线偏转方向均正确,带电粒子垂直射入匀强电场,设初速度为v0,垂直电场线方向的位移为x,沿电场线方向的位移为y,则有x=v0t,y=·t2,解得y=,在x不变的情况下,β射线沿电场线方向偏转的距离大于α射线偏转的距离,故C错误,D正确。逐点清(二) [多维度理解]1.α粒子 原子核 3.质子和中子 核子 5.质子数 中子数 同一位置 [典例] 解析:(1)镭核中的质子数等于其原子序数,故质子数Z为88,中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差,即N=A-Z=226-88=138。(2)镭核所带电荷量:Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C。(3)核外电子数等于核电荷数,故核外电子数为88。答案:(1)88 138 (2)1.408×10-17 C (3)88[全方位练明]1.选B 各同位素的质子数相同,为一定值,同位素的质量数不同,故B正确,C错误;同位素的质子数相同,中子数不同,质量数等于质子数加中子数,则有A=N+Z,且质子数不可能为零,即Z>0为常数,中子数可能为零,即N≥0,A N和N A图像应该与A轴有截距,故A、D错误。2.选ACD 根据镜像核的定义及质量数A等于质子数Z和中子数N之和,可知N和C的质子数与中子数互换了,互为镜像核;N和O的质子数与中子数互换了,互为镜像核,故A、C正确;N的质子数为7、中子数为8,而O的质子数和中子数都为8,没有互换,不是镜像核,故B错误;互为镜像核的两个核质子数与中子数互换,质子数与中子数的和不变,所以互为镜像核的两个核质量数相同,故D正确。5 / 5(共67张PPT)第 1节原子核的组成(强基课——逐点理清物理观念)课标要求 学习目标1.了解原子核的组成。 2.知道原子核的表示方法,理解原子序数、电荷数、质量数之间的关系。 1.知道天然放射现象及三种射线的本质,了解核子、同位素的基本观念,知道原子核的组成。2.根据三种射线的本质,能够利用磁场、电场区分它们,理解原子核的构成,并能分析、解决相关问题,提高解题能力。3.通过利用磁场探究三种射线的本质,以及用α粒子轰击原子核发现核子,体验科学探究的过程,提高观察与实验能力。1逐点清(一) 天然放射现象 射线的本质2逐点清(二) 原子核的组成3CONTENTS目录课时跟踪检测逐点清(一) 天然放射现象 射线的本质1.放射性的发现(1)1896年,法国物理学家__________发现,铀和含铀的矿物能够发出看不见的_________,它能穿透黑纸使照相底片感光。(2)波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现放射性更强的新元素,分别命名为钋(Po)、_________。多维度理解贝克勒尔射线镭(Ra)2.放射性(1)定义:物质发出射线的性质。(2)放射性元素:具有________性的元素。原子序数大于83的元素,都能自发地发出射线,原子序数小于或等于83的元素,有的也能发出射线。3.天然放射现象:放射性元素_________发出射线的现象。放射自发地4.射线的本质(1)三种射线:在射线经过的空间施加磁场,射线分裂成三束,其中两束在磁场中向不同的方向偏转,说明这两束是________粒子流;另一束在磁场中____________,说明它不带电,这三束射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。带电不偏转(2)α射线实际上就是氦原子核,速度可达到光速的,其_______作用强,________能力较弱,在空气中只能前进几厘米,用_______就能把它挡住。(3)β射线是高速__________,速度可以接近光速。它的穿透能力较强,_______作用较弱,很容易穿透黑纸,也能穿透____________厚的铝板。电离穿透一张纸电子流电离几毫米(4)γ射线是能量很高的__________,波长很短,在10-10 m以下。它的电离作用更弱,但_________能力更强,甚至能穿透几厘米厚的______和几十厘米厚的混凝土。(5)元素的放射性与元素是以单质形式存在,还是以化合物形式存在_______,放射性的强度也不受________、外界压强的影响。(6)射线来自原子核,说明__________________是有结构的。电磁波穿透铅板无关温度原子核内部1.三种射线的比较如表所示种类 α射线 β射线 γ射线组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波)带电荷量 2e -e 0质量 4mp mp=1.67×10-27 kg 静止质量为零速度 0.1c 0.9c c种类 α射线 β射线 γ射线在电场或磁场中 偏转 与α射线反向偏转 不偏转贯穿本领 最弱,用纸能挡住 较强,能穿透几毫米的铝板 最强,能穿透几厘米的铅板对空气的电离作用 很强 较弱 很弱在空气中的径迹 粗、短、直 细、较长、曲折 最长通过胶片 感光 感光 感光2.三种射线在磁场、电场中偏转情况的比较(1)在匀强磁场中,α射线偏转半径较大,β射线偏转半径较小,γ射线不偏转,如图甲所示。(2)在匀强电场中,α射线偏离较小,β射线偏离较大,γ射线不偏离,如图乙所示。1.判断下列说法是否正确。(1)α射线实际上就是氦原子核,α射线具有较强的穿透能力。( )(2)β射线是高速电子流,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚的铝板。( )(3)γ射线是能量很高的电磁波,电离作用很强。( )全方位练明×√×2.(2024·北京高二检测)以下实验中,能说明原子核具有复杂结构的是 ( )A.光电效应实验B.原子发光产生明线光谱C.α粒子散射实验D.天然放射现象解析:天然放射现象说明原子核有复杂的结构。√3.如图所示,x为未知的放射源,L为薄铝片。若在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小;在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x可能是 ( )A.α和β的混合放射源 B.纯α放射源C.α和γ的混合放射源 D.纯γ放射源√解析:在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力很弱的α射线;在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,说明穿过铝片的射线中无带电粒子,故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源,C正确。4.(多选)将α、β和γ三种射线分别垂直射入匀强磁场和匀强电场,假设α粒子与β粒子速度相同,则下列表示射线偏转情况的图像中正确的是 ( )√√解析:α射线为高速氦核流,带正电;β射线为高速电子流,带负电;γ射线为能量很高的电磁波,不带电。根据左手定则判断正、负电荷在磁场中受到的洛伦兹力方向,可知A、B两图中α射线和β射线的偏转方向均正确,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,其轨迹半径r=,由于两粒子速度相同,氦核的比荷小于电子的比荷,所以氦核运动的轨迹半径大于电子运动的轨迹半径,故A正确,B错误;根据带电粒子在电场中的受力分析,可知C、D两图中的射线偏转方向均正确,带电粒子垂直射入匀强电场,设初速度为v0,垂直电场线方向的位移为x,沿电场线方向的位移为y,则有x=v0t,y=·t2,解得y=,在x不变的情况下,β射线沿电场线方向偏转的距离大于α射线偏转的距离,故C错误,D正确。逐点清(二) 原子核的组成1.质子的发现:1919年,卢瑟福用镭放射出的________轰击氮原子核,发现质子,它是_________的组成部分。2.中子的发现:因绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值,卢瑟福猜想,原子核内可能还存在着另一种粒子,它的质量与质子相同,但是不带电,称为中子。1932年,卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。多维度理解α粒子原子核3.原子核的组成:原子核由______________组成,质子和中子统称为_________。4.原子核的符号质子和中子核子5.同位素:核中__________相同而____________不同的原子,在元素周期表中处于_________________,因而互称同位素。例如,氢有三种同位素:H、H、H。质子数中子数同一位置1.原子核的大小、组成和同位素2.对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数:质子和中子质量差别非常微小,二者统称为核子,所以质子数和中子数之和叫作核子数。(2)电荷数(Z):原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍,通常用这个整数表示原子核的电荷量,叫作原子核的电荷数。(3)质量数(A):原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和,而质子与中子质量几乎相等,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个整数叫作原子核的质量数。3.同位素(1)化学性质的决定因素:原子核内的质子数决定了核外电子的数目,也决定了电子在核外分布的情况,进而决定了这种元素的化学性质。(2)氢的同位素:氕H),氘H),氚H)。[典例] 已知镭的原子序数是88,原子核质量数是226。试问:(1)镭核中有多少个质子 多少个中子 [答案] 88 138 [解析] 镭核中的质子数等于其原子序数,故质子数Z为88,中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差,即N=A-Z=226-88=138。(2)镭核所带的电荷量是多少(元电荷为1.6×10-19 C) [答案] 1.408×10-17 C [解析] 镭核所带电荷量:Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C。(3)呈中性的镭原子,核外有多少个电子 [答案] 88[解析] 核外电子数等于核电荷数,故核外电子数为88。1.下列表示某种元素的各同位素间的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是 ( )全方位练明√解析:各同位素的质子数相同,为一定值,同位素的质量数不同,故B正确,C错误;同位素的质子数相同,中子数不同,质量数等于质子数加中子数,则有A=N+Z,且质子数不可能为零,即Z>0为常数,中子数可能为零,即N≥0,A N和N A图像应该与A轴有截距,故A、D错误。2.(多选)质子数与中子数互换的核互为镜像核,例如He是H的镜像核,同样H也是He的镜像核。下列说法正确的是( )A.N和 C互为镜像核B.N和O互为镜像核C.N和O互为镜像核D.互为镜像核的两个核质量数相同√√√解析:根据镜像核的定义及质量数A等于质子数Z和中子数N之和,可知N和C的质子数与中子数互换了,互为镜像核;N和O的质子数与中子数互换了,互为镜像核,故A、C正确;N的质子数为7、中子数为8,而O的质子数和中子数都为8,没有互换,不是镜像核,故B错误;互为镜像核的两个核质子数与中子数互换,质子数与中子数的和不变,所以互为镜像核的两个核质量数相同,故D正确。课时跟踪检测1234567891011121314A级——基础达标1.原子核符号C中,12表示( )A.电子数 B.质子数C.中子数 D.核子数解析:在原子核的符号X中,X为元素符号,A表示质量数,Z表示电荷数(即原子序数),有质量数(A)=核子数=质子数+中子数,因此原子核符号C中,12表示核子数。√15678910111213142.(2024·咸阳高二检测)卢瑟福发现质子后,猜想原子核中还有中子的存在,他的主要依据是 ( )A.原子核外电子数与质子数相等B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍C.原子核的核电荷数只是质量数的一半或更少一些D.质子和中子的质量几乎相等234√1567891011121314解析:当卢瑟福发现质子后,接着又发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等,大约是原子核质量数的一半或者更少一些,因此猜想在原子核内还存在有质量且不带电的中性粒子,即中子。23415678910111213143.关于天然放射性,下列说法正确的是 ( )A.元素周期表中的所有元素都具有天然放射性B.γ射线的实质是高速运动的电子流C.放射性元素形成化合物后,该元素仍具有放射性D.α、β和γ三种射线中,γ射线的电离能力最强234√1567891011121314解析:不是所有元素都具有天然放射性,故A错误;β射线的实质是高速运动的电子流,γ射线是波长极短、频率极高的电磁波,故B错误;放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性,故C正确;α、β和γ三种射线中,α射线的电离能力最强,而γ射线的穿透能力最强,故D错误。23415678910111213144.(多选)氢有三种同位素,分别是氕H)、氘H)、氚H),则( )A.它们的质子数相等B.若为中性原子,它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的化学性质相同234√√√1567891011121314解析:氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,故C错误;由中性原子状态可知,质子数和核外电子数均相同,都是1,故A、B正确;中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,它们三个是同位素,同位素化学性质相同,只是物理性质不同,故D正确。23415678910111213145.(2024·长春高二阶段练习)下列关于原子核的相关说法中正确的是 ( )A.天然放射现象的发现说明了原子核是可以再分的B.原子核的电荷数不是它的电荷量,但质量数是它的质量C.卢瑟福通过实验发现了质子和中子D.原子核Th的核内有90个中子234√1567891011121314解析:天然放射现象说明原子核内部是有结构的,因此说明了原子核可以再分,故A正确;原子核的电荷数不是它的电荷量,质量数也不是它的质量,故B错误;卢瑟福通过实验发现了质子,查德威克通过实验发现了中子,故C错误;原子核Th的质子数为90,中子数为144,故D错误。23415678910111213146.放射性元素放出的射线,在电场中分成A、B、C三束,如图所示,其中 ( )A.C为氦核组成的粒子流B.A的电离能力最强C.B的穿透能力最弱D.B为比X射线波长更长的光子流234√1567891011121314解析:根据带电粒子在电场中的受力方向和曲线运动的条件可以判断,C带负电,为β射线,是电子流,故A错误;A带正电,为α射线,是氦核组成的粒子流,电离能力最强,故B正确;B不带电,为γ射线,是一种电磁波,穿透能力最强,故C错误;B比X射线的频率高,比X射线的波长短,故D错误。23415678910111213147.以下说法正确的是 ( )A.Au为金核,由此可知,金核的质量数为79,金核的质子数为197BBe为铍核,由此可知,铍核的质量数为9,铍核的中子数为4C.同一元素的两种同位素具有相同的质量数D.同一元素的两种同位素具有不同的中子数234√1567891011121314解析:Au的质量数为197,质子数为79,A错误;Be的质量数为9,质子数为4,中子数为5,B错误;由于同一元素的两种同位素质子数相同而中子数不同,故质量数不同,C错误,D正确。23415678910111213148.(多选)目前已知的碳元素共有十五种,由碳 8至碳 22,最常见的同位素有碳 12、碳 13和碳 14。已知在地球的自然界里,碳 12在所有碳元素的含量中占98.93%,碳 13则占1.07%。医学当中可以应用碳 13呼气实验来检测人体胃中的幽门螺杆菌的含量,在考古当中可以用碳 14来进行文物断代。下列关于碳的同位素的说法中正确的是 ( )A.碳 13具有放射性B.碳 13是一种稳定的同位素C.碳 14是一种稳定的同位素D.除碳 12、碳 13具有稳定性以外,碳的其他同位素均具有放射性234√√1567891011121314解析:由题意可知,自然界的碳 12占到所有碳元素含量的98.93%,而碳 13占到所有碳元素含量的1.07%,两者占有稳定比例,故可知碳 12和碳 13的总量是稳定的,意味着两者具有稳定性,而碳的其他同位素不稳定,具有放射性,则B、D正确,A、C错误。23415678910111213149.“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式,它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子,使其内部的一个质子变为中子,并放出一个中微子,从而变成一个新核(称为子核)的过程。中微子的质量远小于质子的质量,且不带电,很难被探测到,人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的。一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”,衰变为子核并放出中微子,下面说法正确的是 ( )2341567891011121314A.母核的质量数小于子核的质量数B.子核的动量与中微子的动量大小相同C.母核的电荷数小于子核的电荷数D.子核的动能大于中微子的动能234√1567891011121314解析:质量数等于质子数和中子数之和,母核的质子数减少1个但中子数增加1个,说明母核质量数等于子核的质量数,故A错误;一个静止的原子核动量为零,发生“轨道电子俘获”,系统动量守恒仍为零,所以子核的动量与中微子的动量大小相同、方向相反,故B正确;母核失去了一个质子变成子核,因此母核的电荷数大于子核的电荷数,故C错误;子核和中微子的动量大小相等,动量和动能关系为Ek=,因子核质量大于中微子质量,所以子核的动能小于中微子的动能,故D错误。234156789101112131410.科学家成功合成了具有极强放射性的117号新元素,该元素是在实验室人工创造的超重元素。该元素有两种同位素,其中一种有176个中子,而另一种有177个中子,则:(1)该元素两种同位素的原子核的核电荷数各为多少 原子的核外电子数各为多少 答案:均为117 均为117 解析:元素的原子序数等于该元素原子核的核电荷数,等于核内质子数。故117号元素的核电荷数和核内质子数均为117,原子呈中性,故核外电子数等于核内质子数,也为117。2341567891011121314(2)该元素两种同位素的原子核的质量数各为多少 答案:293 294 解析:原子核的质量数等于质子数与中子数之和,故中子数为176的同位素的原子核的质量数为117+176=293,中子数为177的同位素的原子核的质量数为117+177=294。2341567891011121314(3)若用X表示117号元素的元素符号,该元素的两种同位素用原子核符号如何表示 答案:XX解析:元素符号一般用X表示,其中A表示质量数,Z表示核电荷数,由前两问可得,中子数为176的同位素的原子核的符号为X,中子数为177的同位素的原子核的符号为X。2341567891011121314B级——综合应用11.如图所示是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,下列说法正确的是( )2341567891011121314A.甲为α射线,它的穿透能力和电离能力都很弱B.乙为β射线,它的穿透能力和电离作用都较强C.丙为γ射线,它在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD.以上说法都不对解析:α射线穿透能力很弱,电离作用很强,一张纸就能把它挡住;β射线能贯穿几毫米厚的铝板,穿透能力较强,电离作用较弱;γ射线穿透能力最强,甚至能穿透几厘米厚的铅板;故甲为α射线,乙为β射线,丙为γ射线;γ射线在真空中的传播速度是3.0×108 m/s,C正确,A、B、D错误。234√156789101112131412.一天然放射性物质发出三种射线,经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域后射到足够大的荧光屏上,荧光屏上只有a、b两处出现亮斑,下列判断中正确的是 ( )A.射到b处的一定是α射线B.射到b处的一定是β射线C.射到b处的可能是γ射线D.射到b处的可能是α射线234√1567891011121314解析:α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电,γ射线不受电场力和洛伦兹力,故射到b处的一定不是γ射线,故C错误;α射线和β射线在电场、磁场中受到电场力和洛伦兹力,若电场力大于洛伦兹力,则射到b处的是α射线;若洛伦兹力大于电场力,则射到b处的是β射线,故D正确,A、B错误。234156789101112131413.质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,粒子源S产生的各种不同的带正电粒子束(速度可看成为零),经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场,到达记录它的照相底片P上,设粒子在P上的位置到入口处S1的距离为x。(1)设粒子质量为m、电荷量为q,加速电压为U,磁感应强度大小为B,求x的大小 2341567891011121314答案: 解析:粒子在电场中被加速时,由动能定理得qU=mv2,进入磁场后洛伦兹力提供向心力,有qvB=,又x=2r,由以上三式得x=。2341567891011121314(2)氢的三种同位素H、H、H从粒子源S出发,到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少 答案:1∶∶解析:氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3,由x=知,xH∶xD∶xT=∶∶=1∶∶。234156789101112131414.在暗室的真空装置中做如下实验:在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中,有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源。从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图所示。在与射线源距离为H高处,水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印相纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸),经射线照射一段时间后两张印相纸显影。(已知:mα=4 u,mβ= u,vα=,vβ=c)2341567891011121314(1)上面的印相纸有几个暗斑 各是什么射线的痕迹 答案:两个暗斑 β射线、γ射线 解析:因α射线贯穿本领弱,穿过下层纸的只有β射线、γ射线,β射线、γ射线在上面的印相纸上留下两个暗斑。2341567891011121314(2)下面的印相纸显出三个暗斑,试估算中间暗斑到两边暗斑的距离之比。答案:5∶184 解析:下面印相纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑。设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为sα、sβ,则sα=aα·,sβ=aβ·,aα=,aβ=,由以上四式得=。2341567891011121314(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场,一次使α射线不偏转,一次使β射线不偏转,则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少。答案:10∶1解析:若使α射线不偏转,则应有qαE=qαvα·Bα,所以Bα=,同理若使β射线不偏转,应加磁场Bβ=,故==。234课时跟踪检测(十九) 原子核的组成A级——基础达标1.原子核符号C中,12表示( )A.电子数 B.质子数C.中子数 D.核子数2.(2024·咸阳高二检测)卢瑟福发现质子后,猜想原子核中还有中子的存在,他的主要依据是( )A.原子核外电子数与质子数相等B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍C.原子核的核电荷数只是质量数的一半或更少一些D.质子和中子的质量几乎相等3.关于天然放射性,下列说法正确的是( )A.元素周期表中的所有元素都具有天然放射性B.γ射线的实质是高速运动的电子流C.放射性元素形成化合物后,该元素仍具有放射性D.α、β和γ三种射线中,γ射线的电离能力最强4.(多选)氢有三种同位素,分别是氕(H)、氘(H)、氚(H),则( )A.它们的质子数相等B.若为中性原子,它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的化学性质相同5.(2024·长春高二阶段练习)下列关于原子核的相关说法中正确的是( )A.天然放射现象的发现说明了原子核是可以再分的B.原子核的电荷数不是它的电荷量,但质量数是它的质量C.卢瑟福通过实验发现了质子和中子D.原子核Th的核内有90个中子6.放射性元素放出的射线,在电场中分成A、B、C三束,如图所示,其中( )A.C为氦核组成的粒子流B.A的电离能力最强C.B的穿透能力最弱D.B为比X射线波长更长的光子流7.以下说法正确的是( )A.Au为金核,由此可知,金核的质量数为79,金核的质子数为197B.Be为铍核,由此可知,铍核的质量数为9,铍核的中子数为4C.同一元素的两种同位素具有相同的质量数D.同一元素的两种同位素具有不同的中子数8.(多选)目前已知的碳元素共有十五种,由碳 8至碳 22,最常见的同位素有碳 12、碳 13和碳 14。已知在地球的自然界里,碳 12在所有碳元素的含量中占98.93%,碳 13则占1.07%。医学当中可以应用碳 13呼气实验来检测人体胃中的幽门螺杆菌的含量,在考古当中可以用碳 14来进行文物断代。下列关于碳的同位素的说法中正确的是( )A.碳 13具有放射性B.碳 13是一种稳定的同位素C.碳 14是一种稳定的同位素D.除碳 12、碳 13具有稳定性以外,碳的其他同位素均具有放射性9.“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式,它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子,使其内部的一个质子变为中子,并放出一个中微子,从而变成一个新核(称为子核)的过程。中微子的质量远小于质子的质量,且不带电,很难被探测到,人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的。一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”,衰变为子核并放出中微子,下面说法正确的是( )A.母核的质量数小于子核的质量数B.子核的动量与中微子的动量大小相同C.母核的电荷数小于子核的电荷数D.子核的动能大于中微子的动能10.科学家成功合成了具有极强放射性的117号新元素,该元素是在实验室人工创造的超重元素。该元素有两种同位素,其中一种有176个中子,而另一种有177个中子,则:(1)该元素两种同位素的原子核的核电荷数各为多少?原子的核外电子数各为多少?(2)该元素两种同位素的原子核的质量数各为多少?(3)若用X表示117号元素的元素符号,该元素的两种同位素用原子核符号如何表示?B级——综合应用11.如图所示是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,下列说法正确的是( )A.甲为α射线,它的穿透能力和电离能力都很弱B.乙为β射线,它的穿透能力和电离作用都较强C.丙为γ射线,它在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD.以上说法都不对12.一天然放射性物质发出三种射线,经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域后射到足够大的荧光屏上,荧光屏上只有a、b两处出现亮斑,下列判断中正确的是( )A.射到b处的一定是α射线B.射到b处的一定是β射线C.射到b处的可能是γ射线D.射到b处的可能是α射线13.质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,粒子源S产生的各种不同的带正电粒子束(速度可看成为零),经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场,到达记录它的照相底片P上,设粒子在P上的位置到入口处S1的距离为x。(1)设粒子质量为m、电荷量为q,加速电压为U,磁感应强度大小为B,求x的大小?(2)氢的三种同位素H、H、H从粒子源S出发,到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少?14.在暗室的真空装置中做如下实验:在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中,有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源。从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图所示。在与射线源距离为H高处,水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印相纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸),经射线照射一段时间后两张印相纸显影。(已知:mα=4 u,mβ= u,vα=,vβ=c)(1)上面的印相纸有几个暗斑?各是什么射线的痕迹?(2)下面的印相纸显出三个暗斑,试估算中间暗斑到两边暗斑的距离之比。(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场,一次使α射线不偏转,一次使β射线不偏转,则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少。课时跟踪检测(十九)1.选D 在原子核的符号X中,X为元素符号,A表示质量数,Z表示电荷数(即原子序数),有质量数(A)=核子数=质子数+中子数,因此原子核符号C中,12表示核子数。2.选C 当卢瑟福发现质子后,接着又发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等,大约是原子核质量数的一半或者更少一些,因此猜想在原子核内还存在有质量且不带电的中性粒子,即中子。3.选C 不是所有元素都具有天然放射性,故A错误;β射线的实质是高速运动的电子流,γ射线是波长极短、频率极高的电磁波,故B错误;放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性,故C正确;α、β和γ三种射线中,α射线的电离能力最强,而γ射线的穿透能力最强,故D错误。4.选ABD 氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,故C错误;由中性原子状态可知,质子数和核外电子数均相同,都是1,故A、B正确;中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,它们三个是同位素,同位素化学性质相同,只是物理性质不同,故D正确。5.选A 天然放射现象说明原子核内部是有结构的,因此说明了原子核可以再分,故A正确;原子核的电荷数不是它的电荷量,质量数也不是它的质量,故B错误;卢瑟福通过实验发现了质子,查德威克通过实验发现了中子,故C错误;原子核Th的质子数为90,中子数为144,故D错误。6.选B 根据带电粒子在电场中的受力方向和曲线运动的条件可以判断,C带负电,为β射线,是电子流,故A错误;A带正电,为α射线,是氦核组成的粒子流,电离能力最强,故B正确;B不带电,为γ射线,是一种电磁波,穿透能力最强,故C错误;B比X射线的频率高,比X射线的波长短,故D错误。7.选D Au的质量数为197,质子数为79,A错误;Be的质量数为9,质子数为4,中子数为5,B错误;由于同一元素的两种同位素质子数相同而中子数不同,故质量数不同,C错误,D正确。8.选BD 由题意可知,自然界的碳 12占到所有碳元素含量的98.93%,而碳 13占到所有碳元素含量的1.07%,两者占有稳定比例,故可知碳 12和碳 13的总量是稳定的,意味着两者具有稳定性,而碳的其他同位素不稳定,具有放射性,则B、D正确,A、C错误。9.选B 质量数等于质子数和中子数之和,母核的质子数减少1个但中子数增加1个,说明母核质量数等于子核的质量数,故A错误;一个静止的原子核动量为零,发生“轨道电子俘获”,系统动量守恒仍为零,所以子核的动量与中微子的动量大小相同、方向相反,故B正确;母核失去了一个质子变成子核,因此母核的电荷数大于子核的电荷数,故C错误;子核和中微子的动量大小相等,动量和动能关系为Ek=,因子核质量大于中微子质量,所以子核的动能小于中微子的动能,故D错误。10.解析:(1)元素的原子序数等于该元素原子核的核电荷数,等于核内质子数。故117号元素的核电荷数和核内质子数均为117,原子呈中性,故核外电子数等于核内质子数,也为117。(2)原子核的质量数等于质子数与中子数之和,故中子数为176的同位素的原子核的质量数为117+176=293,中子数为177的同位素的原子核的质量数为117+177=294。(3)元素符号一般用X表示,其中A表示质量数,Z表示核电荷数,由前两问可得,中子数为176的同位素的原子核的符号为X,中子数为177的同位素的原子核的符号为X。答案:(1)均为117 均为117 (2)293 294 (3)X X11.选C α射线穿透能力很弱,电离作用很强,一张纸就能把它挡住;β射线能贯穿几毫米厚的铝板,穿透能力较强,电离作用较弱;γ射线穿透能力最强,甚至能穿透几厘米厚的铅板;故甲为α射线,乙为β射线,丙为γ射线;γ射线在真空中的传播速度是3.0×108 m/s,C正确,A、B、D错误。12.选D α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电,γ射线不受电场力和洛伦兹力,故射到b处的一定不是γ射线,故C错误;α射线和β射线在电场、磁场中受到电场力和洛伦兹力,若电场力大于洛伦兹力,则射到b处的是α射线;若洛伦兹力大于电场力,则射到b处的是β射线,故D正确,A、B错误。13.解析:(1)粒子在电场中被加速时,由动能定理得qU=mv2,进入磁场后洛伦兹力提供向心力,有qvB=,又x=2r,由以上三式得x= 。(2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3,由x= 知,xH∶xD∶xT=∶∶=1∶∶。答案:(1) (2)1∶∶14.解析:(1)因α射线贯穿本领弱,穿过下层纸的只有β射线、γ射线,β射线、γ射线在上面的印相纸上留下两个暗斑。(2)下面印相纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑。设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为sα、sβ,则sα=aα·2,sβ=aβ·2,aα=,aβ=,由以上四式得=。(3)若使α射线不偏转,则应有qαE=qαvα·Bα,所以Bα=,同理若使β射线不偏转,应加磁场Bβ=,故==。答案:(1)两个暗斑 β射线、γ射线 (2)5∶184 (3)10∶14 / 4 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第1节 原子核的组成.doc 第1节 原子核的组成.pptx 课时跟踪检测(十九) 原子核的组成.doc