教科版高中物理选择性必修第三册第五章原子核与基本粒子第1节原子核的组成课件(41页PPT)

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教科版高中物理选择性必修第三册第五章原子核与基本粒子第1节原子核的组成课件(41页PPT)

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[学习目标]
1.知道原子核的组成,知道原子核的表示方法,知道原子序数、电荷数、质量数、质子数、中子数等概念及其关系。
2.知道同位素的概念及其性质。
3.了解核力的概念和特点。
1.质子的发现
1919年,卢瑟福用______轰击___原子核,发现了氢原子核,即____,质子是______的组成成分。
2.中子的发现
卢瑟福____原子核内存在一种_______的粒子,质量与质子相同。________通过实验找到了这种不带电的粒子,命名为____。
3.原子核的组成
原子核由_____和____组成,质子和中子统称为____。
α粒子

质子
原子核
猜测
电中性
查德威克
中子
质子
中子
核子
4.原子核的符号
(1)原子核的质量数:原子核中的____数N和_____数Z的和,用A表示。
中子
质子
元素
电荷
质量
5.原子核的质量:常用____________u来表示,1 u=1.660 559×10-27 kg。
原子质量单位
[易错辨析]
(1)中子是卢瑟福通过实验发现的。( )
(2)原子核的电荷数等于核内的质子数,也是这种元素的原子序数。( )
(3)原子核的核子数等于质子数。( )
(4)质量数就是原子核的质量。( )
×

×
×
[例1] 铅原子质量数为207,在元素周期表中铅的原子序数为82,下列说法正确的是(  )
A.核外有82个电子,核内有207个质子
B.核外有82个电子,核内有82个质子
C.核内有82个质子,207个中子
D.核内有125个核子
解析 在元素周期表中铅的原子序数为82,即一个铅原子中有82个质子,由于原子是电中性的,则核外电子有82个;根据质量数等于质子数与中子数之和可知,铅原子核的中子数为207-82=125,而核子数等于质量数为207,故B正确。
B
[例2] 已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226,求:
(1)镭核中质子数和中子数分别是多少;
(2)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是多少(e=1.6×10-19 C)。
(3)镭原子核外有几个电子?
答案 (1)88 138 (2)88 1.408×10-17 C (3)88
解析 (1)原子序数与核内质子数、核电荷数、原子的核外电子数都是相等的。原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和,镭核中的质子数等于原子序数,故质子数为88,中子数N等于原子核的质量数与质子数之差,即N=226-88=138。
(2)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是Z=88
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。
[总结提升]
核电荷数、元素的原子序数、核外电子数、质量数、核子数、质子数、中子数间的关系:
核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数=核外电子数。质量数(A)=核子数=质子数(Z)+中子数(N)。
原子序数
中子数
化学
物理
[易错辨析]
(1)同位素的原子序数一定相同而质量数一定不同。( )
(2)同位素的化学性质可能不同。( )
(3)同位素的物理性质一般不相同。( )

×

解析 具有相同质子数,不同中子数的同一元素的不同原子互为同位素。核外电子数和质子数相等,所以它们的质子数和核外电子数都相等,但是中子数不相等,质子和中子统称为核子,由于中子数不相等,所以它们的核子数不相等,故选A。
A
BC
1.核力:____之间的相互作用力,称为核力,它属于四种基本相互作用中的__________。
2.核力是强相互作用的一种表现,它使得核子紧密地结合在一起,形成稳定的原子核。
3.核力是短程力,作用范围只有10-15 m,即原子核的大小,超过这个限度,这种相互作用实际上已经不存在了。
核子
强相互作用
[思考探究]
(1)假设两个质子间的距离为8×10-16 m,质子的质量大约是电子的1 800倍,已知电子质量约为9.1×10-31 kg,引力常量G=6.7×10-11 N·m2/kg2,静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,基本电荷e=1.6×10-19 C。试估算两个质子之间的万有引力和库仑力的大小,根据计算结果分析说明万有引力能将核子聚集在一起吗?
(2)为什么质量数较大的稳定原子核中的中子数多于质子数?
[例5] (多选)下列说法正确的是(  )
A.核力是短程力,作用范围很小,只在邻近核子间发生
B.核力可能是引力,也可能是斥力。核力把核子紧紧束缚在核内,形成稳定的原子核,但又不会融合在一起
C.质子间、中子间、质子和中子之间都可能有核力
D.核力是一种弱相互作用,在其作用范围内,核力比库仑力大得多
解析 核力作用的范围在10-15 m内,只在邻近核子间发生,是短程力,A正确;核力可能表现为引力,也可能表现为斥力,B正确;核力是核子之间的强相互作用,C正确,D错误。
ABC
[例6] 科学研究表明,自然界存在四种基本相互作用。我们知道分子之间也存在相互作用的引力或斥力,那么分子间作用力本质上是属于(  )
A.引力相互作用 B.电磁相互作用
C.强相互作用和弱相互作用的共同作用 D.四种基本相互作用的共同作用
解析 分子间作用力的作用范围约在10-10 m数量级上,强相互作用和弱相互作用都是短程力,作用范围分别在10-15 m和10-18 m数量级上,在分子间作用力作用范围内强相互作用和弱相互作用都不存在,在分子间作用力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在,但由于电磁力远大于万有引力,引力相互作用可以忽略不计,因此分子间作用力本质上属于电磁相互作用,故B正确。
B
[总结提升]
四种基本相互作用
AB
C
AC
4.(核力)(多选)对核力的认识,下列说法正确的是(  )
A.任何核子之间均存在核力
B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用
C.核力只存在于质子之间
D.核力只发生在相距1.5×10-15 m内的核子之间
解析 由核力的特点知道,只有相距1.5×10-15 m内的核子之间存在核力,核力发生在相邻核子之间,故B、D正确。
BD
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[基础巩固练]
1.(多选)以下说法正确的是(  )
A.原子中含有带负电的电子,所以原子带负电
B.原子核中的中子数一定跟核外电子数相等
C.用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子,因此人们断定质子是原子核的组成部分
D.绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比,因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子
解析 原子中除了有带负电的电子外,还有带正电的原子核,故A错误;原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等,故B错误;正是用α粒子轰击原子核的实验才发现了质子,故C正确;因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比,才确定原子核内还有别的中性粒子,故D正确。
CD
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D
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B
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A
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5.关于核力的说法正确的是(  )
A.核力同万有引力没有区别,都是物体间的作用
B.核力就是电磁力
C.核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m之内
D.核力与电荷有关
解析 核力存在于核子之间,核力与万有引力、电磁力不同,故选项A、B错误;核力是短程力,超过1.5×10-15 m,核力急剧下降几乎消失,故选项C正确;核力存在于核子之间,与电荷无关,故选项D错误。
C
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6.一种元素的同位素的质量数(A)与中子数(N)的关系可用下列各选项中A-N图像来表示的是(  )
C
解析 同位素的质子数相同,中子数不同,而质量数等于质子数与中子数之和,设质子数为Z,则有A=Z+N,故C正确。
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解析 钍核的质量数为234,质子数为90,A错误;铍核的质子数为4,中子数为5,B错误;同位素的质子数相同而中子数不同,即质量数不同,C错误,D正确。
D
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[能力提升练]
8.下列关于原子核中质子和中子的说法正确的是(  )
A.原子核中质子数和中子数一定相等
B.原子序数大的原子核里,质子数比中子数多
C.质子和中子之间有库仑力
D.由于核力的作用范围是有限的,不可能无节制地增大原子核而使其仍稳定存在
解析 原子核中质子数和中子数不一定相等,特别是在原子序数较大的原子核中,中子数比质子数多,质子和中子之间只有核力,没有库仑力,故A、B、C错误;由于核力是短程力,原子核不可能无节制地增大,故D正确。
D
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BD
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10.下列说法正确的是(  )
A.由于中子数不同,同位素的某些物理性质会有所不同
B.两个质子之间,不管距离如何,核力总是大于库仑力
C.同一种元素的原子核有相同的质量数,但中子数可以不同
D.除万有引力外,两个中子之间不存在其他相互作用力
解析 同位素的中子数不同,它们的某些物理性质会有所不同,故A正确;粒子的核力随距离变化,并不总大于库仑力,故B错误;同位素之间核电核数相同,中子数不同,质量数不同,故C错误;核子之间除万有引力之外,还存在核力、库仑力,故D错误。
A
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11.原子序数为117的元素Ts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?中性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)该元素的两种同位素用原子核符号如何表示?
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ACD

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