高中人教版 (2019)1 原子核的组成导学案

这是一份高中人教版 (2019)1 原子核的组成导学案，共5页。
[学习目标] 1.知道什么是放射性、放射性元素及天然放射现象。2.了解三种射线的本质，知道其特点(重难点)。3.知道原子核的组成和同位素的概念，会正确书写原子核符号(重点)。
天然放射现象
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射线。
2．物质发出________的性质称为放射性，具有________________的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出________的现象，叫作天然放射现象。
3．原子序数________83的元素，都能自发地发出射线，原子序数________________83的元素，有的也能发出射线。
例1 (2022·清远市高二期末)下列现象中，说明原子核具有复杂结构的是( )
A．光电效应 B．α粒子的散射
C．天然放射现象 D．康普顿效应
二、射线的本质
如果α射线、β射线、γ射线在磁场中运动径迹如图，三种射线的带电情况如何？
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1．α射线：
(1)是高速___________，其组成与________原子核相同，符号为eq \\al(4,2)He，带电荷量为________，质量是氢原子的4倍。
(2)速度可以达到光速的________。
(3)电离作用________，穿透能力________，在空气中只能前进__________，用一张纸就能把它挡住。
2．β射线：
(1)是高速________________，符号为eq \\al( 0,－1)e，带电荷量为________。
(2)它的速度可接近光速。
(3)电离作用______，穿透能力______，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的________。
3．γ射线：
(1)是能量很高的__________，波长很短，波长在10－10 m以下。
(2)不带电，静止质量为0。
(3)电离作用________，穿透能力________，甚至能穿透几厘米厚的________和几十厘米厚的混凝土。
(1)放射性元素发出的射线可以直接观察到。( )
(2)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。( )
(3)放射性元素的放射性都是自发的现象。( )
(4)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。( )
(5)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。( )
(6)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。( )
例2 (多选)如图所示，R是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内有竖直方向的匀强电场，LL′是纸板，MM′是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑。下列说法正确的是( )
A．电场方向竖直向下，到达O点的是γ射线
B．电场方向竖直向上，到达O点的是γ射线
C．电场方向竖直向上，到达P点的是β射线
D．电场方向竖直向下，到达P点的是α射线
例3 将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转情况中正确的是( )
三种射线在磁场中偏转情况的分析
1．γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转。
2．α射线和β射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大，根据粒子在沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为：
x＝eq \f(1,2)at2＝eq \f(1,2)·eq \f(qE,m)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(y0,v)))2∝eq \f(q,mv2)
所以，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为
eq \f(xβ,xα)＝eq \f(e,2e)×eq \f(4mp,\f(mp,1 836))×eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,10)c))2,0.99c2)≈37＞1。
3．α射线和β射线在磁场中偏转的特点：在匀强磁场中，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨迹半径小，偏移量大，根据qvB＝eq \f(mv2,R)得R＝eq \f(mv,qB)∝eq \f(mv,q)。
所以，在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为eq \f(Rβ,Rα)＝eq \f(\f(mp,1 836),4mp)×eq \f(0.99c,\f(c,10))×eq \f(2e,e)≈eq \f(1,371)＜1。
原子核的组成
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图所示为α粒子轰击氮原子核示意图。
(1)人们用α粒子轰击多种原子核，都打出了质子，说明了什么问题？
(2)绝大多数原子核的质量数都大于其质子数，说明了什么问题？
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1．质子p：
(1)1919年，卢瑟福用__________轰击氮原子核发现了质子。
(2)质子带___电，电荷量与一个____电荷量相等，质子的质量为mp＝1.672 621 898×10－27 kg。
2．中子n：
(1)卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分。
(2)中子的质量为mn＝1.674 927 471×10－27 kg。
3．原子核的组成：原子核由_______和_______组成，质子和中子统称为________。
4．原子核的符号
5．同位素：核中____________________相同而________________不同的原子，在元素周期表中处于________________，它们互称为同位素。例如，氢有三种同位素氕、氘、氚，符号分别是eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H。
例4 已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，试问：
(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)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？
(4)eq \\ar(228, 88)Ra是镭的一种同位素，让eq \\ar(226, 88)Ra和eq \\ar(228,88)Ra以相同的速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？
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1．原子核(符号eq \\ar(A,Z)X)
原子核eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(大小：很小，半径的数量级为10－15～10－14 m,组成\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子：电荷量e＝＋1.6×10－19C,质量mp＝1.672 621 898×10－27 kg,中子：电荷量为0,质量mn＝1.674 927 471×10－27 kg))))
2．基本关系
(1)核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数；
(2)质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数。
例5 (2022·遂宁市高二期末)氢的三种同位素，分别是氕(eq \\al(1,1)H)、氘(eq \\al(2,1)H)和氚(eq \\al(3,1)H)，下列说法正确的是( )
A．它们的质子数和核外电子数都相等
B．它们的质子数和中子数都相等
C．它们的核子数和中子数都相等
D．它们的中子数和核外电子数都相等
同位素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但中子数不同，所以物理性质不同。