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文檔簡介
1、學必求其心得,業(yè)必貴于專精1 原子核的組成目標定位1。知道什么是放射性及放射性元素.2。知道三種射線的特征以及原子核的組成。3.會正確書寫原子核符號一、天然放射現(xiàn)象11896年,法國物理學家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線2物質發(fā)射射線的性質稱為放射性,具有放射性的元素稱為放射性元素,放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象3原子序數(shù)大于或等于83的元素,都能自發(fā)地發(fā)出射線,原子序數(shù)小于83的元素,有的也能放出射線4瑪麗居里和她的丈夫皮埃爾居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強的新元素,命名為釙(po)和鐳(ra)二、射線到底是什么1射線實際上是氦原子核,速度為光速的十分之一,電離作用強
2、,穿透能力很弱,一張紙就能把它擋住2射線是高速電子流,速度很大,可達光速的99,穿透能力較強,電離作用較弱,很容易穿透黑紙,能穿透幾毫米厚的鋁板3射線是能量很高的電磁波,波長很短,它的電離作用更小,穿透能力更強,甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土4元素的放射性如果一種元素具有放射性,那么不論它是以單質還是以某種化合物的形式存在,它放射性的強度不受影響也就是說,射線來自原子核這說明原子核內部是有結構的【深度思考】三種射線組成和性質不同,若將放射源置于如圖1所示的勻強電場和勻強磁場中,請根據(jù)三種射線的特點,畫出它們的大致軌跡圖1答案(1)在勻強電場中,射線不發(fā)生偏轉,做勻速直線運動,粒子
3、和粒子沿相反方向做類平拋運動,在同樣的條件下,粒子的偏移大,如圖所示位移x可表示為xat22所以,在同樣條件下粒子與粒子偏移之比為37.(2)在勻強磁場中:射線不發(fā)生偏轉,仍做勻速直線運動,粒子和粒子沿相反方向做勻速圓周運動,且在同樣條件下,粒子的軌道半徑小,如圖所示根據(jù)qvb得r所以,在同樣條件下粒子與粒子的軌道半徑之比為.【例1】如圖2所示,r是一種放射性物質,虛線框內是勻強磁場,ll是厚紙板,mm是熒光屏,實驗時,發(fā)現(xiàn)在熒光屏的o、p兩點處有亮斑,由此可知磁場的方向、到達o點的射線種類、到達p點的射線種類應屬于下表中的()圖2選項磁場方向到達o點的射線到達p點的射線a豎直向上b豎直向下c
4、垂直紙面向里d垂直紙面向外解析r放射出來的射線共有、三種,其中、射線垂直于磁場方向進入磁場區(qū)域時將受到洛倫茲力作用而偏轉,射線不偏轉,故打在o點的應為射線;由于射線貫穿本領弱,不能射穿厚紙板,故到達p點的應是射線;依據(jù)射線的偏轉方向及左手定則可知磁場方向垂直紙面向里答案c1對放射性和射線的理解:(1)一種元素的放射性,與其是單質還是化合物無關,這說明一種元素的放射性和核外電子無關(2)射線來自于原子核,說明原子核是可以再分的2對三種射線性質的理解:(1)射線帶正電、射線帶負電、射線不帶電射線、射線是實物粒子,而射線是光子流,屬于電磁波的一種(2)射線、射線都可以在電場或磁場中偏轉,但偏轉方向不
5、同,射線則不發(fā)生偏轉(3)射線穿透能力弱,射線穿透能力較強,射線穿透能力最強,而電離本領相反針對訓練1如圖3甲是、三種射線穿透能力的示意圖,圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內部的傷痕的示意圖,請問圖乙中的檢查是利用了哪種射線()圖3a射線 b射線c射線 d三種射線都可以答案c解析由題意可知,工業(yè)上需用射線檢查金屬內部的傷痕,如題圖甲可知,三種射線中射線穿透力最強,而射線、射線都不能穿透鋼板,所以答案為c。三、原子核的組成1質子的發(fā)現(xiàn)1919年,盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質子,質子是原子核的組成部分2中子的發(fā)現(xiàn)盧瑟福猜想原子核內存在著一種質量與質子相同,但不帶電的粒子,稱為中子查德威克
6、利用云室進行實驗驗證了中子的存在,中子是原子核的組成部分3原子核的組成原子核由質子和中子組成4原子核的符號5同位素具有相同的質子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核,在元素周期表中處于同一位置,它們互稱為同位素例如:氫有三種同位素h、h、h。【深度思考】原子核的電荷數(shù)與它所帶電荷量,質量數(shù)與它的質量分別有什么關系?答案原子核所帶的電荷等于核內質子電荷的總和,所以原子核所帶電荷總是質子電荷的整數(shù)倍,用這個倍數(shù)表示原子核的電荷數(shù);原子核的質量等于質子和中子的質量總和,而質子和中子質量幾乎相等,所以原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數(shù)倍,這個倍數(shù)稱為原子核的質量數(shù)可見,電荷數(shù)與質量數(shù)是一個純數(shù)字,與電荷量和質量
7、是不同的【例2】已知鐳的原子序數(shù)是88,原子核的質量數(shù)是226。試問:(1)鐳核中有幾個質子?幾個中子?(2)鐳核所帶電荷量是多少?(3)若鐳原子呈電中性,它核外有幾個電子?(4)ra是鐳的一種同位素,讓ra和ra以相同速度垂直射入磁感應強度為b的勻強磁場中,它們運動的軌跡半徑之比是多少?解析因為原子序數(shù)與核內質子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的,原子核的質量數(shù)等于核內質子數(shù)與中子數(shù)之和由此可得:(1)鐳核中的質子數(shù)等于其原子序數(shù),故質子數(shù)為88,中子數(shù)n等于原子核的質量數(shù)a與質子數(shù)z之差,即naz22688138.(2)鐳核所帶電荷量qze881.61019 c1.411017
8、c。(3)鐳原子呈電中性,則核外電子數(shù)等于質子數(shù),故核外電子數(shù)為88.(4)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力為洛倫茲力,故有bqvm,r.兩種同位素具有相同的核電荷數(shù),但質量數(shù)不同,故.答案(1)88138(2)1.411017 c(3)88(4)113114核子數(shù)、電荷數(shù)、質量數(shù)的基本關系:電荷數(shù)質子數(shù)元素的原子序數(shù)中性原子核外電子數(shù)質量數(shù)核子數(shù)質子數(shù)中子數(shù)針對訓練2以下說法正確的是()a.86rn為氡核,由此可知,氡核的質量數(shù)為86,氡核的質子數(shù)為222b。be為鈹核,由此可知,鈹核的質量數(shù)為9,鈹核的中子數(shù)為4c同一元素的兩種同位素具有相同的質量數(shù)d同一元素的兩種同位素具有不同
9、的中子數(shù)答案d解析氡核的質量數(shù)為222,質子數(shù)為86,所以a錯誤;鈹核的質量數(shù)為9,中子數(shù)為5,所以b錯誤;由于同位素是指質子數(shù)相同而中子數(shù)不同,即質量數(shù)不同,因而c錯誤,d正確1(三種射線的特性)(多選)天然放射性物質的射線包含三種成分,下列說法中正確的是()a射線的本質是高速氦核流b射線是不帶電的光子流c三種射線中電離作用最強的是射線d一張厚的黑紙可以擋住射線,但擋不住射線和射線答案ad解析射線的本質是高速氦核流,射線是高速電子流,a正確,b錯誤;三種射線中電離作用最強的是射線,c錯誤;一張厚的黑紙可以擋住射線,但擋不住射線和射線,d正確2(三種射線的特性)(多選)圖4中p為放在勻強電場中
10、的天然放射源,其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束,以下判斷正確的是()圖4aa為射線、b為射線ba為射線、b為射線cb為射線、c為射線db為射線、c為射線答案bc解析由題圖可知電場線方向向右,射線帶正電,所受電場力方向與電場線方向一致,故射線向右偏轉,即c為射線;射線帶負電,所受電場力方向與電場線方向相反,故射線向左偏轉,即a為射線;射線不帶電,不發(fā)生偏轉,即b為射線故選項b、c正確3(原子核的組成及同位素)下列說法正確的是()a質子和中子的質量不等,但質量數(shù)相等b質子和中子構成原子核,原子核的質量數(shù)等于質子和中子的質量總和c同一種元素的原子核有相同的質量數(shù),但中子數(shù)可以不同d中子不
11、帶電,所以原子核的總電荷量等于質子和電子的總電荷量之和答案a解析質子和中子的質量不同,但質量數(shù)相同,a對;質子和中子構成原子核,原子核的質量數(shù)等于質子和中子的質量數(shù)總和,b錯;同一種元素的原子核有相同的質子數(shù),但中子數(shù)可以不同,c錯;中子不帶電,所以原子核的總電荷量等于質子總電荷量之和,d錯4(原子核的組成及同位素)(多選)氫有三種同位素,分別是氕(h)、氘(h)、氚(h),則()a它們的質子數(shù)相等 b若為中性原子它們的核外電子數(shù)相等c它們的核子數(shù)相等 d它們的化學性質相同答案abd解析氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3,質子數(shù)和中性原子狀態(tài)核外電子數(shù)均相同,都是1,中子數(shù)等于核子數(shù)減去質子數(shù)
12、,故中子數(shù)各不相同,a、b正確,c錯誤;同位素化學性質相同,只是物理性質不同,d正確題組一天然放射現(xiàn)象及三種射線的性質1人類認識原子核的復雜結構并進行研究是從()a發(fā)現(xiàn)電子開始的b發(fā)現(xiàn)質子開始的c進行粒子散射實驗開始的d發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的答案d解析自從貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象,科學家對放射性元素及射線的組成、產生的原因等進行了大量研究,逐步認識到原子核的復雜結構,故d正確,a、b、c錯誤2下列說法正確的是()a任何元素都具有放射性b同一元素,單質具有放射性,化合物可能沒有c元素的放射性與溫度無關d放射性就是該元素的化學性質答案c解析原子序數(shù)大于或等于83的所有元素都有放射性,小于83的元素
13、有的就沒有放射性,所以a項錯;放射性是由原子核內部因素決定的,與該元素的物理、化學狀態(tài)無關,所以c項對,b、d項錯3.放射性元素放出的射線,在電場中分成a、b、c三束,如圖1所示,其中()圖1ac為氦原子核組成的粒子流bb為比x射線波長更長的光子流cb為比x射線波長更短的光子流da為高速電子組成的電子流答案c解析根據(jù)射線在電場中的偏轉情況,可以判斷,a射線向電場線方向偏轉,應為帶正電的粒子組成的射線,所以是射線,b射線在電場中不偏轉,所以是射線;c射線在電場中受到與電場方向相反的作用力,應為帶負電的粒子,所以是射線4如圖2所示,x為未知放射源,l為薄鋁片,若在放射源和計數(shù)器之間加上l后,計數(shù)器
14、的計數(shù)率大幅度減小,在l和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場,計數(shù)器的計數(shù)率不變,則x可能是()圖2a和的混合放射源 b純放射源c和的混合放射源 d純放射源答案c解析在放射源和計數(shù)器之間加上薄鋁片后,計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小,說明射線中有穿透力很弱的粒子,即粒子在薄鋁片和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場,計數(shù)器的計數(shù)率不變,說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子,故只有射線因此,放射源可能是和的混合放射源5.天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結果如圖3所示,由此可推知()圖3a來自于原子核外的電子b的電離作用最強,是一種電磁波c的電離作用較強,是一種電磁波d的電離作用最弱,屬于原子核內釋放的光子
15、答案d解析射線均來自于核內,a錯;從圖中可看出,一張紙能擋住射線,則射線一定是射線,其貫穿本領最差,電離能力最強,但不是電磁波,而是高速粒子流,b錯;鋁板能擋住,而不能擋住,說明一定是射線,其電離能力最弱,貫穿本領最強,是一種電磁波,屬于原子核內以能量形式釋放出來的以光速運行的高能光子,c錯,d對題組二原子核的組成及同位素6原子核中能放出、射線,關于原子核的組成,以下說法中正確的是()a原子核中,有質子、中子,還有粒子b原子核中,有質子、中子,還有粒子c原子核中,有質子、中子,還有粒子d原子核中,只有質子和中子答案d解析在放射性元素的原子核中,2個質子和2個中子結合得較緊密,有時作為一個整體放
16、出,這就是粒子的來源說到底它仍是由質子和中子組成的,不能據(jù)此認為它是原子核的組成部分原子核里是沒有電子的,但中子可以轉化成質子,并向核外釋放一個電子,這就是粒子原子核發(fā)生衰變后處于高能級,在回到低能級時多余的能量以粒子的形式輻射出來,形成射線,故原子核里也沒有粒子7據(jù)報道,放射性同位素鈥ho可以有效治療癌癥,該同位素原子核內中子數(shù)是()a32 b67 c99 d166答案c解析根據(jù)原子核的表示方法得中性原子的核外電子數(shù)質子數(shù)67,中子數(shù)為1666799,故c對,a、b、d錯8若用x代表一個中性原子中核外的電子數(shù),y代表此原子的原子核內的質子數(shù),z代表此原子的原子核內的中子數(shù),則對92u的原子來
17、說()ax92y92z235bx92y92z143cx143y143z92dx235y235z325答案b解析在92u中,左下標為質子數(shù),左上標為質量數(shù),則y92;中性原子的核外電子數(shù)等于質子數(shù),所以x92;中子數(shù)等于質量數(shù)減去質子數(shù),z23592143,所以b選項正確9兩個同位素原子核的符號分別是max和nby,那么()amn babcmanb dmnab答案b解析具有相同質子數(shù)、不同中子數(shù)的同一元素互稱同位素,所以ab。10(多選)以下說法中正確的是()a原子中含有帶負電的電子,所以原子帶負電b原子核中的中子數(shù)一定跟核外電子數(shù)相等c用粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質子,因此
18、人們斷定質子是原子核的組成部分d絕大多數(shù)原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比,因而原子核內還存在一種不帶電的中性粒子答案cd解析原子中除了有帶負電的電子外,還有帶正電的原子核,故a錯;原子核中的中子數(shù)不一定跟核外電子數(shù)相等,故b錯;正是用粒子轟擊原子核的實驗才發(fā)現(xiàn)了質子,故c正確;因為絕大多數(shù)原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比,才確定原子核內還有別的中性粒子,故d正確題組三綜合應用11茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線,對宇航員構成了很大的威脅現(xiàn)有一束射線(含有、三種射線),(1)在不影響和射線的情況下,如何用最簡單的方法除去射線?(2)余下的這束和射線經過如圖4所示的一個使它們分開的磁場區(qū)域,請畫出和射線進入磁場區(qū)域后軌跡的示意圖(畫在圖上)圖4(3)用磁場可以區(qū)分和射線,但不能把射線從射線束中分離出來,為什么?(已知粒子的質量約是粒子質量的8 000倍,射線速度約為光速的十分之一,射線速度約為光速)答案(1)用一張紙放在射線前即可除去射線(2)見解析圖(3)射線的圓周運動的半徑很大,幾乎不偏轉,故與射線無法分離解析(1)由于射線貫穿能力很弱,用一張紙放在射線前即可除去射線(2)如圖所示(3)粒子和電子在磁場中偏轉
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