人教版 (新课标)选修3选修3-5第十九章 原子核1 原子核的组成导学案及答案

第十八章 原子核

19.1原子核的组成

【教学目标】

1．知道天然放射性及其规律。

2．知道三种射线的本质。

3．知道原子核的组成，掌握原子序数、核电荷数、质量数之间的关系。

重点：三种射线。

难点：天然放射性及其规律。

【自主预习】

1.物质发射________的性质称为放射性，具有放射性的元素称为________。原子序数大于或等于________的元素，都具有放射性，原子序数________的元素，有的也能放出射线。放射性元素自发地发出射线的现象，叫做________现象。

2．α射线是高速粒子流，实际上是________原子核，其________能力最弱，________最强；β射线是________，它的速度最大；γ射线是能量很高的________，波长极短，它的________最强，________最小。

3．卢瑟福用α粒子轰击________原子核，发现了质子，质子用________表示；________发现了中子，中子用符号________表示。

4．原子核常用符号________表示，其中X为________符号，上角表A表示核的________，下角标Z表示核的________。

5．具有相同________数而________数不同的原子核，互称为同位素。氢有三种同位素，分别是氕(________)、氘(________)、氚(________)。

6．三种放射线的性质

【典型例题】

【例1】放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中(　　)

A．C为氦核组成的粒子流

B．B为比X射线波长更长的光子流

C．B为比X射线波长更短的光子流

D．A为高速电子组成的电子流

【例2】．将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场中，下列射线偏转情况中正确的是                    (　　)

【例3】已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。试问：

(1)镭核中有几个质子？几个中子？

(2)镭核所带的电荷量是多少？

(3)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？

(4)Ra是镭的一种同位素，让Ra和Ra以相同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？

【例4】.He可以作为核聚变材料。下列关于He的叙述正确的是(　　)

A.He和H互为同位素

B.He原子核内的中子数为2

C.He原子核外的电子数为2

D.He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子

【例5】如图19－1－3所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(其方向如图所示)，调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在胶片MN上只有两个点受到射线照射。则射到b点的是________射线。

【课后练习】

1．天然放射现象说明(　　)

A．原子不是单一的基本粒子

B．原子核不是单一的基本粒子

C．原子内部大部分是中空的

D．原子核是由带正电和带负电的基本粒子组成的

2．下列哪些事实表明原子核具有复杂的结构(　　)

A．α粒子的散射实验　　

B．天然放射现象

C．阴极射线的发现 

D．X射线的发现

3．有三种射线，射线a很容易穿透黑纸，速度接近光速；射线b可穿透几十厘米厚的混凝土，能量很高；用射线c照射带电的导体，可使电荷很快消失。则下列判断中正确的是(　　)

A．a是α射线，b是β射线，c是γ射线

B．a是β射线，b是γ射线，c是α射线

C．a是γ射线，b是α射线，c是β射线

D．a是γ射线，b是β射线，c是α射线

4．下列哪些现象能说明射线来自原子核(　　)

A．三种射线的能量都很高

B．放射线的强度不受温度、外界压强等物理条件的影响

C．元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合态)无关

D．α射线、β射线都是带电的粒子流

5．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对Th的原子来说(　　)

A．x＝90　y＝90　z＝234

B．x＝90　y＝90　z＝144

C．x＝144　y＝144　z＝90

D．x＝234　y＝234　z＝324

6．氢有三种同位素，分别是氕H、氘H、氚H，则(　　)

A．它们的质子数相等

B．它们的核外电子数相等

C．它们的核子数相等

D．它们的中子数相等

7.如图14－1所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有α、β、γ三种，下列判断中正确的是(　　)

A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线

B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线

C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线

D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线

8.如图14－2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．向右偏                  B．向左偏

C．直线前进                D．无法判定

9.下列说法正确的是（      ）

A．射线粒子和电子是两种不同的粒子   

B．红外线的波长比X射线的波长长

C．粒子不同于氦原子核               

D．射线的贯穿本领比粒子强

10．在α粒子散射实验中，当α粒子最接近原子核时，则        （       ）

A．α粒子的动能最小．

B．α粒子的电势能最小．

C．α粒子和原子核组成的系统的能量最小．

D．α粒子的电势能最大．

例题答案：

1. 【答案】C

【解析】根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；β射线在电场中不偏转，所以是γ射线；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线。

2. 解析：带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力qvB＝，半径r＝，因mα≈7 300mβ，速度、电量相差不多，故rα≫rβ，因此A正确，B错误；带电粒子垂直进入电场时做类平抛运动，偏转距离y＝at2＝××，因mα≫mβ，故yα≪yβ

γ射线不带电，在电场、磁场中均不偏转，故C错误，D正确。

3. 【答案】(1)88,138　(2)1.41×10－17 C　(3)88  4.113/114

【解析】原子序数与核内质子数、核电荷数、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。由此可得：

(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为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)镭核所带电荷量

Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C。

(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。

(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有

qvB＝m，r＝。

两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故

＝＝。

4. 解析：He和H的电荷数不同，A错误；He内质子数为2，中子数为1，中性原子核外电子数为2，故C正确，B、D错误。

     答案：C

课后练习答案：

1. 解析：卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子内大部分是中空的；天然放射现象是由原子核内向外辐射射线，说明原子核不是单一的基本粒子。原子核是由质子和中子构成的。

答案：B

2. 解析：因为天然放射现象是指从原子核内部自发地放出射线来，表明原子核还有更复杂的内部结构。

答案：B

3. 解析：由题意知，射线a贯穿能力较强，速度接近光速，故是β射线；射线b贯穿能力很强且能量高，是γ射线；射线c很容易使空气电离成为导体，从而将电荷导入大地，是α射线。

答案：B

4. 解析：能说明放射线来自原子核的证据是，元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关，B、C正确。

答案：B、C

5. 解析：在Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144，所以B选项正确。

答案：B

6. 解析：氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，因为是同位素，质子数和核外电子数相同，都为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A、B选项正确。

答案：A、B

7.解析：γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，C、D错。由左手定则可以判定甲带负电，丙带正电，由此可知，甲是β射线，丙是α射线，B对。

答案：B

8. 解析：γ射线在电场、磁场中不受力，所以沿直线前进。β射线在电场、磁场中受到一对平衡力而沿直线运动，即向左的电场力和向右的洛伦兹力大小相等、方向相反，即Bqv＝Eq，所以v＝。而α粒子的速度远小于β射线中电子的速度，所以向右的电场力远大于向左的洛伦兹力，α粒子向右偏，A正确。

答案：A

9．BD

10．AD