人教版 (2019)选择性必修 第三册原子核的组成导学案

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册原子核的组成导学案，共6页。

逐点清(一) 天然放射现象 射线的本质
[多维度理解]
1．放射性的发现
(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________，它能穿透黑纸使照相底片感光。
(2)波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现放射性更强的新元素，分别命名为钋(P)、__________。
2．放射性
(1)定义：物质发出射线的性质。
(2)放射性元素：具有________性的元素。原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
3．天然放射现象：放射性元素________发出射线的现象。
4．射线的本质
(1)三种射线：在射线经过的空间施加磁场，射线分裂成三束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，说明这两束是________粒子流；另一束在磁场中________，说明它不带电，这三束射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。
(2)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________作用强，________能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用______就能把它挡住。
(3)β射线是高速________，速度可以接近光速。它的穿透能力较强，________作用较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透________厚的铝板。
(4)γ射线是能量很高的________，波长很短，在10－10 m以下。它的电离作用更弱，但________能力更强，甚至能穿透几厘米厚的________和几十厘米厚的混凝土。
(5)元素的放射性与元素是以单质形式存在，还是以化合物形式存在________，放射性的强度也不受________、外界压强的影响。
(6)射线来自原子核，说明____________是有结构的。

1．三种射线的比较如表所示
2．三种射线在磁场、电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，如图甲所示。
(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，如图乙所示。
[全方位练明]
1．判断下列说法是否正确。
(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。( )
(2)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。( )
(3)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。( )
2．(2024·北京高二检测)以下实验中，能说明原子核具有复杂结构的是( )
A．光电效应实验
B．原子发光产生明线光谱
C．α粒子散射实验
D．天然放射现象
3.如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片。若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小；在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是( )
A．α和β的混合放射源
B．纯α放射源
C．α和γ的混合放射源
D．纯γ放射源
4．(多选)将α、β和γ三种射线分别垂直射入匀强磁场和匀强电场，假设α粒子与β粒子速度相同，则下列表示射线偏转情况的图像中正确的是( )
逐点清(二) 原子核的组成
[多维度理解]
1．质子的发现：1919年，卢瑟福用镭放射出的____________轰击氮原子核，发现质子，它是________的组成部分。
2．中子的发现：因绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值，卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，称为中子。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。
3．原子核的组成：原子核由__________组成，质子和中子统称为________。
4．原子核的符号
eq \a\vs4\al( \\al(A,Z)X)核的质量数＝质子数＋中子数核的电荷数＝原子核的质子数，即原子序数元素符号
5．同位素：核中________相同而________不同的原子，在元素周期表中处于__________，因而互称同位素。例如，氢有三种同位素：eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H。

1．原子核的大小、组成和同位素
eq \a\vs4\al(原,子,核)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(大小：很小，半径为10－15～10－14 m,组成\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(电荷量e＝＋1.6×10－19 C,质量mp＝1.672 622×10－27 kg)),中子\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(电荷量为0,质量mn＝1.674 927×10－27 kg)))),同位素：质子数相同而中子数不同的原子))
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，所以质子数和中子数之和叫作核子数。
(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，这个整数叫作原子核的质量数。
3．同位素
(1)化学性质的决定因素：原子核内的质子数决定了核外电子的数目，也决定了电子在核外分布的情况，进而决定了这种元素的化学性质。
(2)氢的同位素：氕(eq \\al(1,1)H)，氘(eq \\al(2,1)H)，氚(eq \\al(3,1)H)。
[典例] 已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。试问：
(1)镭核中有多少个质子？多少个中子？
(2)镭核所带的电荷量是多少(元电荷为1.6×10－19 C)?
(3)呈中性的镭原子，核外有多少个电子？
尝试解答：
[全方位练明]
1．下列表示某种元素的各同位素间的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是( )
2．(多选)质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如eq \\al(3,2)He是eq \\al(3,1)H的镜像核，同样eq \\al(3,1)H也是eq \\al(3,2)He的镜像核。下列说法正确的是( )
A.eq \\al(13,7)N和eq \\al(13,6)C互为镜像核
B.eq \\al(15,7)N和eq \\al(16,8)O互为镜像核
C.eq \\al(15,7)N和eq \\al(15,8)O互为镜像核
D．互为镜像核的两个核质量数相同
第1节 原子核的组成
逐点清(一)
[多维度理解]
1．(1)贝克勒尔 射线 (2)镭(Ra) 2.(2)放射 3.自发地
4．(1)带电 不偏转 (2)电离 穿透 一张纸 (3)电子流 电离 几毫米 (4)电磁波 穿透 铅板 (5)无关 温度 (6)原子核内部
[全方位练明]
1．(1)× (2)√ (3)×
2．选D 天然放射现象说明原子核有复杂的结构。
3．选C 在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的α射线；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的射线中无带电粒子，故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源，C正确。
4．选AD α射线为高速氦核流，带正电；β射线为高速电子流，带负电；γ射线为能量很高的电磁波，不带电。根据左手定则判断正、负电荷在磁场中受到的洛伦兹力方向，可知A、B两图中α射线和β射线的偏转方向均正确，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹半径r＝eq \f(mv,qB)，由于两粒子速度相同，氦核的比荷小于电子的比荷，所以氦核运动的轨迹半径大于电子运动的轨迹半径，故A正确，B错误；根据带电粒子在电场中的受力分析，可知C、D两图中的射线偏转方向均正确，带电粒子垂直射入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向的位移为x，沿电场线方向的位移为y，则有x＝v0t，y＝eq \f(1,2)·eq \f(qE,m)t2，解得y＝eq \f(qEx2,2mv\\al(2,0))，在x不变的情况下，β射线沿电场线方向偏转的距离大于α射线偏转的距离，故C错误，D正确。
逐点清(二)
[多维度理解]
1．α粒子 原子核 3.质子和中子 核子 5.质子数 中子数 同一位置
[典例] 解析：(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数Z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＝1.408×10－17 C。
(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。
答案：(1)88 138 (2)1.408×10－17 C (3)88
[全方位练明]
1．选B 各同位素的质子数相同，为一定值，同位素的质量数不同，故B正确，C错误；同位素的质子数相同，中子数不同，质量数等于质子数加中子数，则有A＝N＋Z，且质子数不可能为零，即Z>0为常数，中子数可能为零，即N≥0，A­N和N­A图像应该与A轴有截距，故A、D错误。
2．选ACD 根据镜像核的定义及质量数A等于质子数Z和中子数N之和，可知eq \\al(13,7)N和eq \\al(13,6)C的质子数与中子数互换了，互为镜像核；eq \\al(15,7)N和eq \\al(15,8)O的质子数与中子数互换了，互为镜像核，故A、C正确；eq \\al(15,7)N的质子数为7、中子数为8，而eq \\al(16,8)O的质子数和中子数都为8，没有互换，不是镜像核，故B错误；互为镜像核的两个核质子数与中子数互换，质子数与中子数的和不变，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D正确。
课标要求
学习目标
1.了解原子核的组成。
2.知道原子核的表示方法，理解原子序数、电荷数、质量数之间的关系。
1.知道天然放射现象及三种射线的本质，了解核子、同位素的基本观念，知道原子核的组成。
2.根据三种射线的本质，能够利用磁场、电场区分它们，理解原子核的构成，并能分析、解决相关问题，提高解题能力。
3.通过利用磁场探究三种射线的本质，以及用α粒子轰击原子核发现核子，体验科学探究的过程，提高观察与实验能力。
种类
α射线
β射线
γ射线
组成
高速氦核流
高速电子流
光子流(高频电磁波)
带电荷量
2e
-e
0
质量
4mp
mp=1.67×10-27 kg
静止质量为零
速度
0.1c
0.9c
c
在电场或磁场中
偏转
与α射线反向偏转
不偏转
贯穿本领
最弱，用纸能挡住
较强，能穿透几毫米的铝板
最强，能穿透几厘米的铅板
对空气的电离作用
很强
较弱
很弱
在空气中的径迹
粗、短、直
细、较长、曲折
最长
通过胶片
感光
感光
感光