高中人教版 (2019)1 原子核的组成精品同步练习题

这是一份高中人教版 (2019)1 原子核的组成精品同步练习题，文件包含人教版2019高中物理选择性必修第三册51原子核的组成导学案原卷docx、人教版2019高中物理选择性必修第三册51原子核的组成导学案解析卷docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共13页， 欢迎下载使用。
【学习目标】
物理观念∶知道三种射线的特性，原子核的组成及其表示符号。
科学思维∶通过一些宏观实验，去猜测、探究微观结构，建立微观模型。
科学探究：分析天然放射现象和a粒子散射实验培养学生分析能力，揭示原子核的科学本质。
科学态度与责任∶尊重客观实验事实，认识到原子核可以再分。体会到极大极小的原理，感悟生命的渺小，更加的热爱生命。
【学习重难点】
重点：掌握α射线，β射线、γ射线的性质。
理解原子核的构成。
难点：引导学生关注探索原子核组成的科学历程和科学方法。
【知识回顾】
核能是人类第一次利用除太阳以外的能量。
核能是蕴藏在原子核内部的能量。核能的发现是人们探索微观物质结构的一个重大成果。人类通过许多方式利用核能，主要的途径是发电。
【自主预习】
一、天然放射现象
1．天然放射现象的发现
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底片感光。
2．放射性和放射性元素
(1)放射性：物质发出射线的性质。
(2)放射性元素：具有放射性的元素。
(3)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。
二 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，说明它们是带电粒子流；另一束在磁场中不偏转，说明它不带电。人们把这三束射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。
2．对三种射线的认识
(1) α射线：是α粒子流。α粒子带正电，电荷量是电子的2倍，质量是氢原子的4倍，其组成与氦原子核相同。α粒子的速度可达到光速的eq \f(1,10)，其电离作用较强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
(2)β射线：是电子流，速度可以接近光速。它的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
(3)γ射线：是一种电磁波，波长很短的光子，波长在10－10 m以下。它的电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
3．射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的。
三 原子核的组成
1．质子的发现
卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，质子就是氢原子核，用p表示。
2．中子的发现
卢瑟福猜想，原子核内存在质量与质子相同，但是不带电的粒子，叫作中子，用n表示。卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了中子的存在。
3．原子核的组成
原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
4．原子核的电荷数
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，用Z表示。
5．原子核的质量数
原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数，用A表示。
6．原子核的符号
eq \\al(A,Z)X，其中X为元素符号，A表示核的质量数，Z表示核的电荷数(即原子序数)。
7．同位素
核中质子数相同而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。
(1)怎样利用电场、磁场判断三种射线的带电性质？
提示：让三种射线垂直通过匀强电场，则γ射线不偏转，说明它不带电；α射线偏转方向和电场方向相同，说明它带正电；β射线偏转方向和电场方向相反，说明它带负电。让三种射线垂直通过匀强磁场，则γ射线不偏转，说明它不带电；对α射线和β射线，可根据它们在磁场中的偏转方向和左手定则确定它们的带电性质。
(2)eq \\al(235, 92)U的核子数、质子数和中子数分别是多少？
提示：核子数为235，质子数为92，中子数为143。
【课堂探究】
【新课导入】
关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢？
【新课教学】
一、天然放射现象及射线的本质
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。

活动1：如图甲是一块铜铀云母矿石，1896年，贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能使黑纸包裹的照相底片感光，这说明了什么？
提示：说明铀能发出看不见的射线，这种射线能穿透黑纸使照相底片感光。
活动2：实验发现，原子序数大于83的元素都能自发地发出射线。如图乙，铅盒中的放射性物质发出的射线在磁场中分裂成三束，请问α、β、γ射线各有什么性质？
提示：根据三种射线在磁场中的偏转情况可知：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。
活动3：经研究发现，α射线就是氦原子核形成的α粒子流，β射线是接近光速的电子流，γ射线是波长小于10－10 m的电磁波。根据图丙所示的实验，三种射线的穿透能力有什么特点？
提示：α射线穿透能力最弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强。
活动4：实验发现，元素是否发出射线与它是以单质还是化合物的形式存在无关，并且射线的强度不受温度、外界压强的影响。这说明了什么？
提示：由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这说明射线与核外电子无关，即射线来自原子核。这说明原子核内部是有结构的。
小试牛刀
【例题】发现天然放射现象的意义在于使人类认识到( B )
A．原子具有一定的结构
B．原子核具有复杂的结构
C．原子核中含有质子
D．原子核中含有质子和中子
【例题】(多选)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会放射出α、β、γ射线，这些射线会导致某些疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法中符合实际情况的是( AB )
A．α射线的电离本领最强，穿透能力最弱
B．γ射线的运动速度最快，电离本领最弱
C．金属铀有放射性，二氧化铀没有放射性
D．β射线是原子核外电子电离形成的电子流
【例题】如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的( C )
二、原子核的组成
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：如图甲，1919年卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从中打出了一种新粒子，根据这种粒子在电场和磁场中的偏转，测出其质量和电荷量，发现它就是氢原子核，叫作质子。后来人们又从氟、钠、铝等原子核中打出了质子，这说明了什么？
提示：质子是原子核的组成部分。
活动2：根据图乙元素周期表可知，绝大多数原子核的质量与电荷量的比值都大于质子的相应比值。原子核中只有质子吗？
提示：如果原子核中只有质子，则所有原子核的质量与其电荷量的比值都等于质子的相应比值，所以原子核中除质子外，还应该有一种不带电的粒子。
活动3：1932年，查德威克从原子核中打出一种不带电的粒子，称为中子，其质量与质子的质量近似相等。以图乙中钾原子核为例，试说出原子核的结构。
提示：根据图乙的原子序数，钾原子核的电荷量是氢原子核的19倍，所以钾原子核中有19个质子；而钾原子核的质量约是氢原子核的39倍，又因为中子和质子的质量近似相等，所以质子数和中子数总和为39，所以核内除有19个质子，还有20个中子。
活动4：根据第四章第3节的内容，原子核的电荷数(原子序数)等于原子核外的电子数，根据原子核的结构，原子核的电荷数、原子序数、核外的电子数这三个量还等于什么？
提示：原子核内的质子数。
活动5：现在我们知道原子核内的质子数决定了它的化学性质，即它是哪种元素。实验发现同种元素的原子核质量可能有好几种，但质量都近似是质子质量的整数倍，说明了什么？
提示：同一种元素，质子数相同；原子核质量不同，且都近似是质子质量的整数倍，说明这些原子核含有的中子数不同。
小试牛刀
【例题】卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是( B )
A．电子数与质子数相等
B．绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比
C．原子核的核电荷数等于质子数
D．质子和中子的质量几乎相等
【例题】下列说法正确的是( A )
A.质子和中子的质量不等，但质量数相等
B.质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量总和
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.中子不带电，所以原子核的总电荷量等于质子和电子的总电荷量之和
【自我测评】
(1)天然放射现象说明原子核是可以再分的。( √ )
(2)α射线、β射线、γ射线都属于电磁波。( × )
(3)α粒子其实是高速氦原子核，它具有较高的穿透能力。( × )
(4)温度越高，放射性元素发出的射线越强。( × )
(5)原子核的电荷数就是电荷量。( × )
【例题】如图所示，天然放射性元素放出α、β、γ三种射线，同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线( A )
A、向右偏
B、向左偏
C、直线前进
D、无法判断
【例题】(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是( ACD )
A、一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线
B、某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核
C、三种射线中对气体电离作用最强的是α射线
D、β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子
【例题】在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为(_2^4)He， (_2^4)He中的4和2分别表示( B )
A、4为核子数，2为中子数
B、4为质子数和中子数之和，2为质子数
C、4为核外电子数，2为中子数
D、4为中子数，2为质子数
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？