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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成课堂教学课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成课堂教学课件ppt，共38页。PPT课件主要包含了贝克勒尔，电磁波，不偏转，卢瑟福，不带电，答案C，答案113∶114，答案BC，答案A，答案D等内容，欢迎下载使用。
知识点一 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.玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种能够发出更强射线的新元素,命名为 (P)和 (Ra).3.天然放射现象.(1)放射性:物质发出 的性质.(2)放射性元素:具有 性的元素.(3)天然放射现象:放射性元素自发地发出 的现象.(4)原子序数大于 的元素,都能自发地发出射线,原子序数小于或等于 的元素,有的也能发出射线.
1.α射线、β射线、γ射线的对比.
2.右图为α、β、γ射线在磁场中的运动轨迹示意图,试分析①②③分别表示哪种射线.
答案:由左手定则可判断①代表α射线,③代表β射线,②代表γ射线(不带电).
3.α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一,但α射线在匀强磁场中的偏转半径大于β射线在相同磁场中的偏转半径,这说明什么问题?
知识点三 原子核的组成
1.质子的发现:1919年, 用镭放射出的α粒子轰击氮原子核,从氮原子核中打出了一种新的粒子.测出了它的质量和电荷量,确定它是氢原子核,叫作 ,用 表示,其质量为mp=1.672 6×10-27 kg.2.中子的发现.(1)卢瑟福的猜想:原子核内可能还存在着一种质量与 .相同、 的粒子,这种粒子叫作中子.(2)查德威克的发现:用实验证实了中子的存在,用 表示,其质量为mn=1.674 9×10-27 kg.
3.原子核的组成.(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 数和 数之和叫核子数.(2)电荷数(Z):原子核所带的电荷总是 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 和 的质量的总和,而质子与中子的质量几乎相等,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个倍数叫作原子核的质量数.
4.阅读教材第105页,什么是同位素?氢的同位素有几种?分别是什么?
1.原子序数小于83的元素都不能发出射线.( )2.α射线实际上就是氦原子核,α射线具有较强的穿透能力.( )3.γ射线是能量很高的电磁波,电离作用很强.( )4.放射性元素发出的射线的强度可以人工控制.( )5.原子核的电荷数就是核内的质子数,也就是这种元素的原子序数.( )6.同一元素的两种同位素具有相同的质量数.( )
探究一 天然放射现象和三种射线
在暗室的真空管装置中做如下实验: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三种射线的放射源,从放射源发出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图所示,在与放射源距离为h高处水平放置两张叠放着的涂药面朝下的显影纸(比一般纸厚且坚韧的涂有感光药的纸),经射线照射一段时间后使两张显影纸显影.
答案:因为一张显影纸即可挡住α射线,所以上面的显影纸上有2个暗斑,分别是β、γ射线的痕迹.
1.上面的显影纸上有几个暗斑?各是什么射线的痕迹?
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的大小之比是多少?
4.肉眼看不见射线,但是射线中的粒子与其他物质作用时的现象,会显示射线的存在.阅读教材,和同学讨论,并举出一些探测射线的方法.
答案:(1)射线中的粒子会使气体电离,过饱和蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴;(2)射线中的粒子会使照相底片感光;(3)射线中的粒子会使荧光物质产生荧光.
1.元素的放射性.(1)一种元素的放射性与其所处的化学状态(单质或化合物)无关,放射性的强度也不受温度、外界压强的影响,这就说明射线跟原子核外电子无关,仅与原子核有关.(2)射线来自于原子核说明原子核内部是有结构的.
2.三种射线在电场和磁场中的偏转.(1)在匀强电场中:γ射线不发生偏转,做匀速直线运动,α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动,在同样的条件下,β粒子的偏移量大,如图甲所示.
(2)在匀强磁场中:γ射线不发生偏转,仍做匀速直线运动,α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动,且在同样（等速）条件下,β粒子的轨道半径小,α粒子轨道半径大,如图乙所示.
【典例1】如图所示,R是一种放射性物质,它能产生α、β、γ三种射线,虚线框内有匀强磁场,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,由此可知下列关于磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类的分析正确的是( )
解析:R放射出来的射线共有α、β、γ三种,其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转,γ射线不偏转,打在O点的应为γ射线;由于α射线贯穿本领弱,不能射穿厚纸板,到达P点的应是β射线;依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直于纸面向里.选项C正确.
【典例2】某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束,如图所示,下列说法正确的是( )
A.射线1的电离作用在三种射线中最强B.射线2贯穿本领最弱,用一张白纸就可以将它挡住C.射线1是电子流D.射线3在三种射线中穿透能力最强
解析:射线3在电场中向负极板偏转,射线3为α粒子流,电离作用在三种射线中最强,穿透能力较弱,选项A、D错误.射线2在电场中不偏转,射线2为γ射线,其贯穿本领最强,选项B错误.射线1在电场中向正极板偏转,射线1是β射线,是电子流,选项C正确.
1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子,下图为α粒子轰击氮原子核的示意图.
答案:说明质子是原子核的组成部分.
1.α粒子轰击多种原子核,都打出了质子,说明了什么问题?
2.多数原子核的质量数都大于其质子数,说明了什么问题?中子的提出者和验证者分别是谁?
答案:说明原子核中除了质子外还有其他粒子.卢瑟福提出了原子核内部存在中子的设想,查德威克通过实验验证了中子的存在.
3.有的同学认为“原子核的电荷数就是电荷量,原子核的质量数就是原子核的质量”,这种说法正确吗?为什么?
答案:这种说法不正确.原子核所带的电荷是质子电荷的整数倍,这个倍数叫作电荷数;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.
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,质子数和中子数之和叫核子数.(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的总和,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,这个倍数叫作原子核的质量数.
(4)基本关系.①电荷数(Z)=质子数=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.3.对同位素的理解.原子核内的质子数决定了核外电子的数目,进而也决定了元素的化学性质.同种元素的原子,质子数相同,核外电子数也相同,所以有相同的化学性质,但它们的中子数可能不同,所以它们的物理性质不同.
【典例3】已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.(1)镭核中有几个质子?几个中子?(2)镭核的电荷量是多少?(3)若镭原子呈电中性,则它核外有几个电子?
答案: (1)88个 138个 (2)1.408×10-17 C (3)88 个
解析:原子序数与核内质子数、电荷数、中性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.(1)镭核中的质子数等于其原子序数,质子数为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)镭核的电荷量Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C.(3)若镭原子呈电中性,则核外电子数等于质子数,核外电子数为88.
原子核的“数”与“量”辨析
(1)原子核的电荷数与原子核的电荷量是不同的,组成原子核的质子的电荷量都是相同的,所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍,我们把核内的质子数叫原子核的电荷数,而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量.(2)原子核的质量数与它的质量是不同的.原子核内质子数和中子数的和是原子核的质量数,原子核的质量等于质子和中子的质量的总和.
2.(2022·广东湛江)(多选)如图所示,图中P为放在匀强电场中的天然放射源,其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束,以下判断正确的是( )
A.a为α射线、b为β射线 B.a为β射线、b为γ射线C.b为γ射线、c为α射线 D.b为α射线、c为γ射线
解析:由题图可知电场线方向水平向右,α射线带正电,所受静电力方向与电场线方向一致,故α射线向右偏转,即c为α射线.β射线带负电,所受静电力方向与电场线方向相反,故β射线向左偏转,即a为β射线.γ射线不带电不发生偏转,即b为γ射线.故B、C正确.
3.下列说法正确的是( )A.质子和中子的质量不相等,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
解析:质子和中子的质量不同,但质量数相同,都是1,选项A正确.质子和中子组成原子核,原子核的质量数等于质子数和中子数的总和,选项B错误.同一种元素的原子核有相同的质子数,但中子数可以不同,选项C错误.中子不带电,所以原子核的总电荷量等于质子总电荷量之和,选项D错误.
4.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示,由此可推知( )
A.②来自于原子核外的电子B.①的电离作用最强,是一种电磁波C.③的电离作用较强,是一种电磁波D.③的电离作用最弱,是一种电磁波
解析:射线①能被一张纸挡住,说明它的穿透能力较差,射线①是α射线,α射线是高速运动的氦核流,它的穿透能力最差,电离作用最强,选项B错误.射线②的穿透能力较强,能穿透纸和几毫米厚的铝板,说明它是β射线,β射线是高速电子流,β射线来自原子核,不是来自原子核外的电子,选项A错误.射线③的穿透能力最强,能够穿透几厘米厚的铅板,射线③是γ射线,γ射线的电离作用最弱,穿透能力最强,它是能量很高的电磁波,选项C错误,选项D正确.
情境 如图所示,铅盒A中装有天然放射性物质,射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向外的匀强磁场.
问题 (多选)下列说法正确的有( )A.打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B.α射线和β射线的轨迹都是抛物线C.α射线和β射线的轨迹都是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可能只剩下b
解析:由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向下,β粒子受的洛伦兹力向上,它们的轨迹都是圆弧.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,a和c的位置会变,但不会消失.选项A、C正确.
知识点一 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.玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种能够发出更强射线的新元素,命名为 (P)和 (Ra).3.天然放射现象.(1)放射性:物质发出 的性质.(2)放射性元素:具有 性的元素.(3)天然放射现象:放射性元素自发地发出 的现象.(4)原子序数大于 的元素,都能自发地发出射线,原子序数小于或等于 的元素,有的也能发出射线.
1.α射线、β射线、γ射线的对比.
2.右图为α、β、γ射线在磁场中的运动轨迹示意图,试分析①②③分别表示哪种射线.
答案:由左手定则可判断①代表α射线,③代表β射线,②代表γ射线(不带电).
3.α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一,但α射线在匀强磁场中的偏转半径大于β射线在相同磁场中的偏转半径,这说明什么问题?
知识点三 原子核的组成
1.质子的发现:1919年, 用镭放射出的α粒子轰击氮原子核,从氮原子核中打出了一种新的粒子.测出了它的质量和电荷量,确定它是氢原子核,叫作 ,用 表示,其质量为mp=1.672 6×10-27 kg.2.中子的发现.(1)卢瑟福的猜想:原子核内可能还存在着一种质量与 .相同、 的粒子,这种粒子叫作中子.(2)查德威克的发现:用实验证实了中子的存在,用 表示,其质量为mn=1.674 9×10-27 kg.
3.原子核的组成.(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 数和 数之和叫核子数.(2)电荷数(Z):原子核所带的电荷总是 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 和 的质量的总和,而质子与中子的质量几乎相等,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个倍数叫作原子核的质量数.
4.阅读教材第105页,什么是同位素?氢的同位素有几种?分别是什么?
1.原子序数小于83的元素都不能发出射线.( )2.α射线实际上就是氦原子核,α射线具有较强的穿透能力.( )3.γ射线是能量很高的电磁波,电离作用很强.( )4.放射性元素发出的射线的强度可以人工控制.( )5.原子核的电荷数就是核内的质子数,也就是这种元素的原子序数.( )6.同一元素的两种同位素具有相同的质量数.( )
探究一 天然放射现象和三种射线
在暗室的真空管装置中做如下实验: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三种射线的放射源,从放射源发出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图所示,在与放射源距离为h高处水平放置两张叠放着的涂药面朝下的显影纸(比一般纸厚且坚韧的涂有感光药的纸),经射线照射一段时间后使两张显影纸显影.
答案:因为一张显影纸即可挡住α射线,所以上面的显影纸上有2个暗斑,分别是β、γ射线的痕迹.
1.上面的显影纸上有几个暗斑?各是什么射线的痕迹?
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的大小之比是多少?
4.肉眼看不见射线,但是射线中的粒子与其他物质作用时的现象,会显示射线的存在.阅读教材,和同学讨论,并举出一些探测射线的方法.
答案:(1)射线中的粒子会使气体电离,过饱和蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴;(2)射线中的粒子会使照相底片感光;(3)射线中的粒子会使荧光物质产生荧光.
1.元素的放射性.(1)一种元素的放射性与其所处的化学状态(单质或化合物)无关,放射性的强度也不受温度、外界压强的影响,这就说明射线跟原子核外电子无关,仅与原子核有关.(2)射线来自于原子核说明原子核内部是有结构的.
2.三种射线在电场和磁场中的偏转.(1)在匀强电场中:γ射线不发生偏转,做匀速直线运动,α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动,在同样的条件下,β粒子的偏移量大,如图甲所示.
(2)在匀强磁场中:γ射线不发生偏转,仍做匀速直线运动,α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动,且在同样（等速）条件下,β粒子的轨道半径小,α粒子轨道半径大,如图乙所示.
【典例1】如图所示,R是一种放射性物质,它能产生α、β、γ三种射线,虚线框内有匀强磁场,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,由此可知下列关于磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类的分析正确的是( )
解析:R放射出来的射线共有α、β、γ三种,其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转,γ射线不偏转,打在O点的应为γ射线;由于α射线贯穿本领弱,不能射穿厚纸板,到达P点的应是β射线;依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直于纸面向里.选项C正确.
【典例2】某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束,如图所示,下列说法正确的是( )
A.射线1的电离作用在三种射线中最强B.射线2贯穿本领最弱,用一张白纸就可以将它挡住C.射线1是电子流D.射线3在三种射线中穿透能力最强
解析:射线3在电场中向负极板偏转,射线3为α粒子流,电离作用在三种射线中最强,穿透能力较弱,选项A、D错误.射线2在电场中不偏转,射线2为γ射线,其贯穿本领最强,选项B错误.射线1在电场中向正极板偏转,射线1是β射线,是电子流,选项C正确.
1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子,下图为α粒子轰击氮原子核的示意图.
答案:说明质子是原子核的组成部分.
1.α粒子轰击多种原子核,都打出了质子,说明了什么问题?
2.多数原子核的质量数都大于其质子数,说明了什么问题?中子的提出者和验证者分别是谁?
答案:说明原子核中除了质子外还有其他粒子.卢瑟福提出了原子核内部存在中子的设想,查德威克通过实验验证了中子的存在.
3.有的同学认为“原子核的电荷数就是电荷量,原子核的质量数就是原子核的质量”,这种说法正确吗?为什么?
答案:这种说法不正确.原子核所带的电荷是质子电荷的整数倍,这个倍数叫作电荷数;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.
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,质子数和中子数之和叫核子数.(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的总和,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,这个倍数叫作原子核的质量数.
(4)基本关系.①电荷数(Z)=质子数=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.3.对同位素的理解.原子核内的质子数决定了核外电子的数目,进而也决定了元素的化学性质.同种元素的原子,质子数相同,核外电子数也相同,所以有相同的化学性质,但它们的中子数可能不同,所以它们的物理性质不同.
【典例3】已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.(1)镭核中有几个质子?几个中子?(2)镭核的电荷量是多少?(3)若镭原子呈电中性,则它核外有几个电子?
答案: (1)88个 138个 (2)1.408×10-17 C (3)88 个
解析:原子序数与核内质子数、电荷数、中性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.(1)镭核中的质子数等于其原子序数,质子数为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)镭核的电荷量Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C.(3)若镭原子呈电中性,则核外电子数等于质子数,核外电子数为88.
原子核的“数”与“量”辨析
(1)原子核的电荷数与原子核的电荷量是不同的,组成原子核的质子的电荷量都是相同的,所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍,我们把核内的质子数叫原子核的电荷数,而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量.(2)原子核的质量数与它的质量是不同的.原子核内质子数和中子数的和是原子核的质量数,原子核的质量等于质子和中子的质量的总和.
2.(2022·广东湛江)(多选)如图所示,图中P为放在匀强电场中的天然放射源,其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束,以下判断正确的是( )
A.a为α射线、b为β射线 B.a为β射线、b为γ射线C.b为γ射线、c为α射线 D.b为α射线、c为γ射线
解析:由题图可知电场线方向水平向右,α射线带正电,所受静电力方向与电场线方向一致,故α射线向右偏转,即c为α射线.β射线带负电,所受静电力方向与电场线方向相反,故β射线向左偏转,即a为β射线.γ射线不带电不发生偏转,即b为γ射线.故B、C正确.
3.下列说法正确的是( )A.质子和中子的质量不相等,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
解析:质子和中子的质量不同,但质量数相同,都是1,选项A正确.质子和中子组成原子核,原子核的质量数等于质子数和中子数的总和,选项B错误.同一种元素的原子核有相同的质子数,但中子数可以不同,选项C错误.中子不带电,所以原子核的总电荷量等于质子总电荷量之和,选项D错误.
4.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示,由此可推知( )
A.②来自于原子核外的电子B.①的电离作用最强,是一种电磁波C.③的电离作用较强,是一种电磁波D.③的电离作用最弱,是一种电磁波
解析:射线①能被一张纸挡住,说明它的穿透能力较差,射线①是α射线,α射线是高速运动的氦核流,它的穿透能力最差,电离作用最强,选项B错误.射线②的穿透能力较强,能穿透纸和几毫米厚的铝板,说明它是β射线,β射线是高速电子流,β射线来自原子核,不是来自原子核外的电子,选项A错误.射线③的穿透能力最强,能够穿透几厘米厚的铅板,射线③是γ射线,γ射线的电离作用最弱,穿透能力最强,它是能量很高的电磁波,选项C错误,选项D正确.
情境 如图所示,铅盒A中装有天然放射性物质,射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向外的匀强磁场.
问题 (多选)下列说法正确的有( )A.打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B.α射线和β射线的轨迹都是抛物线C.α射线和β射线的轨迹都是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可能只剩下b
解析:由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向下,β粒子受的洛伦兹力向上,它们的轨迹都是圆弧.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,a和c的位置会变,但不会消失.选项A、C正确.
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