高三物理原子核

原子核（上）呂叔湘中學龐留根一、原子的核式結構二、原子核的組成

例1

1997年全國

1992年全國三、天然放射現象四.衰變例2

例3

練習

例4

例5

例6

例7

例8

1998年全國

2001年高考試題

2000年高考試題

1994年上海

例9外切衰變

03年江蘇高考4

04年浙江14

04年海南綜合31

1.α粒子散射實驗的結果?絕大多數α粒子仍然沿原方向前進?少數α粒子發(fā)生較大的偏轉?個別α粒子偏角超過90°,甚至達180°2.原子核式結構?在原子中心有很小的核(稱為原子核)，核外有電子繞核高速旋轉。?原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里。?電子的質量很小，帶負電荷。3.原子核的大?。涸影霃綌盗考墳?0－10m,原子核大小數量級為10－14m一、原子的核式結構1、原子核的人工轉變裝置圖發(fā)現質子發(fā)現中子2、原子核的組成：質子＋中子（質子和中子統(tǒng)稱為核子）質子的質量mp=1.6726231×10-27kg=1.007227u中子的質量mn=1.6749286×10-27kg=1.008665u二、原子核的組成例1、盧瑟福的原子核式結構系統(tǒng),包括下列哪些內容A.原子的中心有一個很小的原子核B.原子核是由質子和中子組成C.原子全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里D.電子在核外空間繞原子核旋轉√√√1997年全國

盧瑟福的α粒子散射實驗中，有少數α粒子發(fā)生大角度偏轉，其原因是[]A.原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上B.正電荷在原子中是均勻分布的C.原子中存在帶負電的電子D.原子只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中A1992年全國

盧瑟福α粒子散射實驗的結果[]A.證明了質子的存在B.證明了原子核是由質子和中子組成的C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在一個很小的核里D.說明了原子中的電子只能在某些軌道上運動

C三、天然放射現象

1、天然放射現象：某些元素能自發(fā)地放出射線的現象叫做天然放射現象。這些元素稱為放射性元素。2、種類和性質α射線—高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度約為光速1/10，貫穿能力最弱，電離能力最強。β射線—高速的電子流，β粒子是速度接近光速的負電子，貫穿能力稍強，電離能力稍弱。γ射線—能量很高的電磁波，γ粒子是波長極短的

光子,貫穿能力最強,電離能力最弱。

3.三種射線的來源：α粒子是核內兩個質子和兩個中子抱成團一起射出。β粒子是原子核內的中子轉化成質子時放出的。γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的。帶電量質量數符號電離性穿透性實質來源α射線+2e4很強很?。ㄒ粡埰胀垼└咚俚暮ず肆鳎?.1c）兩個中子和兩個質子結合成團從原子核中放出β射線-e0弱很強（幾毫米鋁板）高速的電子流（≈c）原子核中的中子轉換成質子時從原子核中放出γ射線00γ很小更強（幾厘米鉛板）波長極短的電磁波原子核受激發(fā)產生的三種射線的性質和實質四.衰變－原子核放出射線后變成新的原子核1.衰變規(guī)律α衰變質量數-4,電荷數-2β衰變質量數不變,電荷數+1原子核衰變時電荷數和質量都守恒。2.半衰期

T：放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所需的時間。圖線半衰期短的元素衰變得快，放射性較強半衰期只與元素本身有關,與所處的物理、化學狀態(tài)及周圍環(huán)境、溫度等都無關。例2、如圖示，x為未知放射源，將強磁場M移開，計數器所測得的計數率保持不變，然后將薄鋁片L移開，則計數率大幅度上升，x為（）A.純β放射源B.純γ放射源C.α及β的混合放射源D.α及γ的混合放射源計數器xLSNM解：將強磁場M移開，計數器所測得的計數率保持不變，說明射線不帶電，應為γ射線。β射線可以穿透幾毫米的鋁板，將薄鋁片L移開，則計數率大幅度上升，說明不是β射線，所以x應為α和γ的混合放射源。D例3、兩個放射性元素樣品A、B，當A有15/16的原子核發(fā)生衰變時，B恰好有63/64的原子核發(fā)生衰變，求A和B的半衰期之比TA

：TB為多少？解：設這段時間為t，由題知，A有1/16未發(fā)生衰變，B有1/64未發(fā)生衰變，由衰變規(guī)律得∴t/TA=4t/TB=6∴TA

：TB=3:2

練習：一小瓶含有某放射性同位素溶液，它每分鐘衰變6000次，將它注射到一個病人的血液中，經15小時后從病人身上取出10cm3的血樣，測得血樣每分鐘衰變2次，已知該同位素的半衰期為5小時，則該病人體內血液的總體積為

cm3。解：該放射性同位素溶液經過15小時后，每分鐘衰變N1=1/8×6000=750次，設該病人體內血液的總體積為V，則由比例關系750/V=2/10得V=3750cm33750

經6次α衰變4次β衰變后變成穩(wěn)定的原子核,這種原子核是

元素,它的原子量是M′=

,它的原子序數N′=

。解析：寫出核方程式如下208u82例4

例5、放射性原子核經過一系列的α衰變和β衰變后成新原子核,其中經α衰變的次數為nα=_____,β衰變的次數nβ=______。分析：寫出核反應方程式如下，86練習、關于元素放射性的半衰期下述正確的()A.放射性試樣的總質量減半所需的時間B.放射性核的個數衰減到一半所需的時間C.加溫,加壓時半衰期不變D.與其它物質組成化合物時半衰期將變化BC例6

、某放射性元素的原子核經過

次α衰變和

次β衰變后，它的質子數減少5個，中子數減少11個。解：因為質量數減少16，所以經過4次α衰變，經過4次α衰變后，電荷數要減少8，現在電荷數只減少5，所以經過3次β衰變。43例7

在中子、質子、電子、正電子、α粒子中選出一個適當的粒子，分別填在下列核反應式的橫線上:α粒子電子中子

用中子轟擊氮14，產生碳14，碳14具有放射性，它放出一個β粒子后衰變成氮，其核反應方程式為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；例8、1998年全國(釷)經過一系列α和β衰變,成為(鉛)()(A)鉛核比釷核少24個中子(B)鉛核比釷核少8個質子(C)共經過4次α衰變和6次β衰變(D)共經過6次α衰變和4次β衰變BD2001年高考試題下列四個方程中，x1

x2

x3

和x4各代表某種粒子。以下判斷中正確的是()A.x1是中子B.x2是質子

C.x3是α粒子D.x4是氘核AC2000年高考試題

1．最近幾年，原子核科學家在超重元素島的探測方面取得重大進展。1996年科學家們在研究某兩個重離子結合成超重元素的反應時，發(fā)現生成的超重元素的核經過6次a衰變后的產物是。由此，可在判定生成的超重元素的原子序數和質量數分別是（）（A）124，259（B）124，265

（C）112，265（D）112，277D22.在垂直于紙面的勻強磁場中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a，b所示，由圖可以判定：[]A.該核發(fā)生的是α衰變B.該核發(fā)生的是β衰變C.磁場方向一定是垂直紙面向里D.磁場方向向里還是向外不能判定1994年上海abBD外切衰變

例9、如圖，在勻強磁場中的A點，有一個靜止的原子核，當它發(fā)生哪一種衰變時，射出的粒子以及新核的軌道才作如圖的圓周運動，并確定它們環(huán)繞的方向，若兩圓的半徑之比是45∶1，這個放射性元素原子核的原子序數是多少？abA解：由動量守恒定律MV+mv=0兩者速度方向相反必須是同種電荷才能外切，所以是α衰變。由左手定則，兩者的環(huán)繞的方向均為逆時針方向。r=mv/qB∝1/qqa/qb=rb/ra=2/90大圓為α粒子，這個原子核的原子序數是924．鈾裂變的產物之一氪90（）是不穩(wěn)定的，它經過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90（），這些衰變是 （）

A．1次α衰變，6次β衰變

B．4次β衰變

C．2次α衰變

D．2次α衰變，2次β衰變B03年江蘇高考414．本題中用大寫字母代表原子核。E經衰變成為F，再經衰變成為G，再經衰變成為H。上述系列衰變可記為下式：另一系列衰變如下：已知P是F的同位素，則 （）A．Q是G的同位素，R是H的同位素 B．R是E的同位素，S是F的同位素C．R是G的同位素，S是H的同位素D．Q是E的同位素，R是F的同位素04年浙江14B04年海南綜合3131．若用x代表一個中性原子中核外的電子數,y代表此原子的原子核內的質子數,z代表此原子的原子核內的中子數,則對的原子來說 （）A．x=90y=90z=234 B．x=90y=90z=144C．x=144y=144z=90 D．x=234y=234z=324B發(fā)現質子中子裝置衰變圖象m剩=m0×(1/2)nn=t/T《史記·廉頗藺相如列傳》：“趙王竊聞秦王善為秦聲，請奏盆缻秦王，以相娛樂?！蓖豸酥短m亭序》：“足以極視聽之娛，信可樂也?！彼稳~適《東塘處士墓志銘》：“既苦志不酬，右書左琴以善娛樂?！?；

大時代娛樂jdh37lcg《古今小說·李公子救蛇獲稱心》：“李元在前曾應舉不第，近日琴書意懶，止游山玩水，以自娛樂?！泵黢T夢龍《東周列國志》第五十一回：“主公既有高臺廣囿，以為寢處之所，何不多選良家女子，充牣其中，使明師教之歌舞。以備娛樂，豈不美哉？”葉圣陶《倪煥之》十三：“又有什么可愛的議論音樂一般娛樂別人的心神么？”也有，只輪不著我們罷了?！薄澳阄业挂菜懔?，老板——”“噓！”很怕蝶宵華聽見了傷心，偷眼看他，他端坐鞍上，雙目微闔，竟似僧人入定了。蘇家，全憑蘇小橫在，才安定下來。明柯逃跑了，誰知嘉顏是幫著明柯弄虧空貪官中銀子的，也跟了明柯逃跑，臨走還卷了一票。明遠據說進京去，太守家似有悔婚之意。樁樁件件，每件都要壓垮老太太。蘇小橫只道：“有我在！你們不必問端底，等著就好?！北娙艘步K于靜了?；氐烙^里，裳兒拿紅紙剪著玩，有一搭沒一搭的，又似剪窗花，又似只糟塌紙張，見蘇小橫回來，嘻嘻笑道：“爺爺也計算差了?！碧K小橫道：“哦？”“盜墜索銀的人，爺爺先把目標鎖定在大哥、五哥身上，尤以五哥嫌疑更重，五哥手里也確實有大筆銀子來路不名，叫爺爺查出來，”裳兒弄著剪子，侃侃談道，“可他旋即卻糊涂得把田莊里貪得來的銀子，都輸在賭局里，以至于受蕙妹妹脅迫，壞了笙表妹名聲，吃了爹爹一頓杖，爬都爬不起來，爺爺就重點去調查大哥了罷？誰知五哥買通