高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成学案及答案

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成学案及答案，共8页。学案主要包含了素养目标，必备知识，课堂检测，素养作业等内容，欢迎下载使用。

第1节原子核的组成
【素养目标】
1.理解三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们
2掌握原子核的组成，知道核子和同位素的概念
【必备知识】
知识点一、天然放射现象
(1)1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性．
(2)①放射性：物质发射射线的性质．
②放射性元素：具有放射性的元素．
③天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象，由法国物理学家贝克勒尔于1896年首先发现。
(3)原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．
(4)玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(P)和镭(Ra)．
知识点二、射线的本质
(1)α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的eq \f(1,10)，其电离能力强，穿透能力较差，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：是高速电子流，它速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．
(3)γ射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土．
α、β、γ射线性质、特征比较
【点睛】三种射线在电场、磁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，如图所示．
知识点三、原子核的组成
1．质子的发现
2．中子的发现
3．原子核的组成
由质子和中子组成，它们统称为核子．
4．原子核的符号
(1)符号：eq \\al(A,Z)X.
(2)基本关系：
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＋中子数．
5．同位素
具有相同质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称同位素．例如，氢有三种同位素，eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H.
【课堂检测】
1．(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 ( )
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
【解析】 由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是一种波长很短的光子，不会使原核变成新核．三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电子，来源于原子核，故D正确．
【答案】 ACD
2.(多选)下列说法正确的是( )
A.eq \\al(n,m)X与eq \\al(n,m－1)Y互为同位素
B.eq \\al(n,m)X与eq \\al(n－1, m)Y互为同位素
C.eq \\al(n,m)X与eq \\al(n－2,m－2)Y中子数相同
D.eq \\al(235, 92)U核内有92个质子，235个中子
【解析】 A选项中，X核与Y核的质子数不同，不能互为同位素；B选项中eq \\al(n,m)X核与eq \\al(n－1, )mY核质子数都为m，而质量数不同，则中子数不同，所以互为同位素；C选项中eq \\al(n,m)X核内中子数为n－m，eq \\al(n－2,m－2)Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子数相同；eq \\al(235, )92U核内有143个中子，而不是235个中子．
【答案】 BC
【素养作业】
1．原子的核式结构模型建立的基础是（ ）
A．α粒子散射实验B．对阴极射线的研究
C．质子和中子的发现D．天然放射性现象的发现
【答案】A
【详解】卢瑟福提出的原子核式结构模型建立的基础是α粒子散射实验。
故选A。
2．首先揭示原子核结构复杂性的物理实验或现象是（ ）
A．电子的发现B．α粒子散射实验
C．天然放射现象D．质子的发现
【答案】C
【详解】根据物理学史可知，贝克勒尔发现天然放射现象，天然放射现象的发现说明原子核可以再分，首先揭示原子核结构复杂性，故ABD错误，C正确。
故选C。
3．天然放射现象的发现揭示了（ ）
A．原子是可分的B．原子的中心有一个很小的核
C．原子核具有复杂的结构D．原子核由质子和中子组成
【答案】C
【详解】天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构。
故选C。
4．下列说法正确的是（ ）
A．原子结构模型的提出按时间先后，顺序为“玻尔原子结构假说一核式结构模型一枣糕模型”
B．原子序数大于或等于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素不会发出射线
C．自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等；较重的原子核，中子数大于质子数
D．只有光具有波粒二象性，宏观物体只具有粒子性
【答案】C
【详解】A．原子结构模型的提出按时间先后，顺序为“枣糕模型一核式结构模型一波尔原子结构假说”，故A错误；
B．原子序数大于或等于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素有些也会发出射线，故B错误；
C．自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差就越大。故C正确；
D．根据德布罗意的观点，宏观物体也具有波粒二象性，故D错误。
故选C。
5．天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒尔发现的，该研究使人们认识到原子核具有复杂的结构。关于天然放射性，下列说法正确的是（ ）
A．所以元素都具有天然放射性
B．天然放射现象的发现有力证明了原子核内部有复杂的结构
C．放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性
D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强
【答案】B
【详解】A．有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；
B．天然放射现象的发现证明了原子核内部有复杂的结构，故B正确；
C．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C错误；
D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误。
故选B。
6．若用x代表一个原子中的核外电子数，y代表此原子原子核内的质子数，z代表此原子原子核内的中子数，则对的原子来说（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】在中，左下标为电荷数，左上标为质量数，质子数等于电荷数，则；原子的核外电子数等于质子数，所以；中子数等于质量数减去质子数
故选B。
7．关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是（ ）
①威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹
②威耳逊云室中径迹粗而直的是射线
③威耳逊云室中径迹细而长的是射线
④威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负
A．①②B．②③C．②④D．③④
【答案】A
【详解】威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，①正确；由于射线的电离本领大，贯穿本领小，所以射线在云室中的径迹粗而直，②正确；由于射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而径迹细而长的是射线，③错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可判断射线所带电荷的正负，④错误。
故选A。
8．1896年法国物理学家贝可勒尔发现天然放射性现象；1897年，英国物理学家J·汤姆孙发现电子；1909年，英国物理学家卢瑟福指导学生进行α粒子散射实验；1919年卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，发现了质子；1932年英国物理学家查德威克发现中子……人们对微观世界的探究一直在不停地深入。下列现象中，与原子核内部变化有关的是（ ）
A．天然放射现象B．光电效应现象C．原子发光现象D．α粒子散射现象
【答案】A
【详解】A．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故A正确；
B．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故B错误；
C．原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故C错误；
D．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故D错误。
故选A。射线
种类
组成
速度
贯穿本领
电离
作用
α射线
α粒子是氦原子核eq \\al(4,2)He
约eq \f(1,10)c
很小，一张薄纸就能挡住
很强
β射线
β粒子是高速电子流
eq \\al( 0,－1)e
接近c
很大，能穿过几毫米厚的铝板
较弱
γ射线
波长很短的电磁波
等于c
最大，能穿过几厘米厚的铅板
很小