2018版高考复习13.3《原子结构与原子核》教学案(含答案)
2018届高考物理一轮复习专题原子结构原子核导学案
原子结构原子核知识梳理知识点一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1 •原子的核式结构(1) 电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2) a粒子散射实验：1909〜1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用a粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数a粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(3) 原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都E集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2. 光谱(1) 光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长______ (频率)和强度分布的记录，即光谱。
(2) 光谱分类有些光谱是一条条的亮线』样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带丄样的光谱叫做连续谱。
(3) 氢原子光谱的实验规律一一 1 <11^巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式Y = R歹二, (n = 3, 4,5,…),R是里德伯常量，R= 1.10 x 10 7 m 1, n为量子数。
3. 玻尔理论(1) 定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定—的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
(2) 跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即h v = En—E n o ( h 是普朗克常量，h = 6.63 x 10—34J • s)(3) 轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
4•氢原子的能级、能级公式⑴氢原子的能级能级图如图1所示图1(2)氢原子的能级和轨道半径1①氢原子的能级公式：E n=『E ( n= 1, 2, 3，…)，其中E为基态能量，其数值为E =—13.6 eV o2②氢原子的半径公式：r n= n「1(n= 1, 2, 3,…)，其中n为基态半径，又称玻尔半径，其数值为m = 0.53 x 10 —10 n知识点二、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素1. _________________________________________________________________________ 原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子 __________________ 数。
高考物理总复习第十二单元波粒二象性原子结构与原子核课时2原子结构原子核教师用书(含解析)新人教版
1.原子的核式结构模型(1)电子的发现:英国物理学家汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验:1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,几乎被“撞”了回来。
(3)卢瑟福提出原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2.氢原子的能级结构(1)玻尔理论①定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
②跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m-E n。
(h是普朗克常量,h=6.626×10-34J·s)③轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的。
(2)基态和激发态:原子能量最低的状态叫基态,其他能量较高的状态叫激发态。
3.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成,它们统称为核子。
(2)原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=质子数+中子数。
(3)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子。
同位素在元素周期表中的位置相同。
4.天然放射现象(1)天然放射现象:元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现。
天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构。
(2)三种射线放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。
其中α射线是高速运动的氦核,β射线是高速运动的电子流,γ射线是光子。
(3)半衰期①定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
②影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)及化学状态(如单质、化合物)无关。
(4)α衰变和β衰变的实质α衰变:核内两个中子和两个质子作为一个整体从较大的原子核内抛射出来。
2018版化学(苏教版)高考总复习专题五教学案--原子结构与核外电子排布含答案
课时1 原子结构与核外电子排布1．了解元素、核素和同位素的含义。
2。
了解原子的构成；了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
3.了解原子核外电子排布。
4。
掌握原子结构示意图。
考点一原子的构成(考点层次A→自学、识记、辨析）1．原子的构成2．原子内的等量关系(1）质量数（A）＝质子数（Z)＋中子数(N）;(2）质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数；图示:（3)阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数；（4)阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。
3．一个信息丰富的符号4．元素、核素、同位素（1）“三素"概念的辨析：（2）几种重要的核素及其应用核素错误!U14 6C2，1H3，1H错误!O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子提醒：①同位素的中子数不同，质子数相同,最外层电子数相同,其化学性质相同。
②不同核素可能具有相同的质子数，如错误!H、错误!H;也可能具有相同的中子数，如146C、168O；也可能具有相同的质量数,如错误!6C、错误! 7N。
③1H2和2H2既不是同位素，也不是同素异形体。
④一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素.⑤元素有多少种核素，就有多少种原子.教材错误!高考1．（RJ必修2·P115改编）放射性同位素钬166 67Ho的原子核内的中子数与质子数之差为32。
2．（SJ必修1·P372改编)有以下六种原子：63Li、7，3Li、错误!Na、错误! Mg、146C、错误!N,下列相关说法不正确的是（)A。
错误!Li和错误!Li在元素周期表中所处的位置相同B.错误!C和错误!N质量数相等,二者互为同位素C。
错误!Na和错误!Mg的中子数相同但不属于同种元素D。
错误!Li的质量数和错误!N的中子数相等答案B3．(溯源题）(2015·上海,1)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为。
关于错误!Lv的叙述错误的是（) A．原子序数116 B．中子数177C．核外电子数116 D．相对原子质量293答案D探源：本考题源于教材SJ必修1 P31“问题解决”及其拓展,对核素、同位素、同素异形体等概念进行了考查。
高三物理一轮复习《原子的核式结构 原子核》导学案
高三物理一轮复习《原子的核式结构原子核》导学案（学生用）【学习目标】1.了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据；2.知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
【学习重点、难点】1.引导学生对α粒子散射实验的结果分析，得出原子的核式结构；2. 知道原子核的组成【使用方法】通读教材P61-63，进行知识梳理，再认真独立完成导学案，并将自己的疑问记下来。
【课前预习案】1．________发现电子，电子带____电，而原子呈电____性，电子是____的组成部分。
2．α粒子散射实验结果及原因：①________数α粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数α粒子发生_______偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数α粒子被_______ 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
3.卢瑟福原子模型（核式结构模型）：在原子的中心有一个很小的核，叫做__________，原子的全部____电荷和几乎全部_____都集中在原子核里，带_____电的电子在核外的空间运动，原子的核式结构学说可完满解释α粒子散射实验。
4.原子和原子核的大小：原子的直径数量级为____m，原子核的直径数量级为10-15m。
5.原子核的组成：（1）质子的发现：用α粒子轰击______核获得质子。
（2）原子核的组成：原子核由核子（___子和___子）组成。
（3）原子核的质子数（Z）=原子核的______数=______序数。
（4）原子核的质量数（A）=______数 + ____数。
X表示原子核，X：_____符号；A：核的_______数；（5）原子核的符号表示：AZZ：核_____数6.同位素（1）定义：具有相同_______数而_____数不同的原子，称同位素。
（2）性质：原子核的_____数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有______的化学性质。
原子结构与性质》复习教学设计
《原子结构与性质》复习教学设计本节课是人教版高中化学选修三第一章《原子结构与性质》的内容，是在必修二第一章《物质结构元素周期律》基础上进一步认识原子结构与元素性质的关系。
本节内容属于物质结构理论的范畴，而物质结构不仅是本书的重点，也是整个中学化学教材的重点，通过本节教材的学习，学生能系统的掌握原子结构的知识，并且在原子的水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构的知识解释一些生活中常见的化学现象。
本节课从内容到形式都比较注重激发和保持学生的兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
一、学习目标、评价目标（一）、学习目标1、通过核外电子排布规律的学习，落实宏观辨识与微观辨析的学科素养。
2、通过核外电子排布规律的学习，体会科学家在探索物质构成奥秘的过程中所运用的提出问题、设计探究方案、运用化学手段解决问题的过程，让学生体会证据推理与模型认知的学科素养，并建构“位”“构”“性”的系统思维框架，提高学生分析和解决问题的能力。
3、通过原子半径、第一电离能、电负性的学习，让学生自主发现变化规律，构建元素周期律（表）模型，并利用模型分析和解释一些常见元素的性质。
（二）、评价目标1、通过原子核外电子分层排布的规律及原子结构的构造原理，构建出宏观与微观相结合的视角分析并能运用知识解决实际问题。
2、在元素周期律的学习中，让学生构建抽象思维、理论分析并在此过程中逐步形成科学的价值观。
3、学生在探究的过程中，把自己融入科学活动和科学思维中，体验科学研究的过程和认知的规律性，在认识上和思想上都得到升华。
同时在内容上注意对学生进行科学方法、科学态度的教育，激发学生的学习兴趣。
二、教学与评价思路“原子结构与性质”教学与评价思路示意图三、教学方法本节教学采用多媒体，用电脑将抽象的理论形象化，便于学生理解。
四、教学过程Ⅰ、课前复习交流课前，利用下发试卷的方式，完成课前作业并做好反馈，通过小组代表性反馈，收集课上需要解决的重点问题。
2018版高考化学一轮复习教案：第17讲 原子结构
第17讲 原子结构【考纲要求】 1.了解元素、核素和同位素的含义。
2.了解原子的构成。
了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数及它们之间的关系。
3.了解原子的核外电子排布规律。
考点一|原子的构成(基础送分型——自主学习)授课提示：对应学生用书第86页[巩固教材知识]1．原子的构成2．粒子之间的关系(1)质子数＝原子序数＝核电荷数＝核外电子数； (2)质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )； (3)阳离子：质子数＝核外电子数＋电荷数； (4)阴离子：质子数＝核外电子数－电荷数。
3．符号baX ＋cd ＋e 中各数字的含义。
4．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)所有的原子中都含有质子和中子。
( ) (2)34S 原子核内中子数为16。
( ) (3)2H ＋核外电子数为2。
( ) (4)13C 和15N 核内中子数相差1。
( )(5)H 3O ＋和OH －中具有相同的质子数和电子数。
( ) (6)1H 182O 的摩尔质量为20 g·mol －1。
( ) (7)质量数就是元素的相对原子质量。
( ) (8)质子数相同的粒子一定属于同一种元素。
( )(9)一种单质中可能含有多种核素，如O 2中含16O 、17O 、18O 三种核素。
( )(10)11H ＋、21H ＋和31H ＋互称同位素。
( )答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)√ (10)×[练透基础小题]题点一 构成原子的粒子数之间的关系1．(RJ 必修2·P 114题改编)科研人员最近发现放射性元素钬(16667Ho)可有效治疗肝癌。
下列说法正确的是( )A ．该原子的相对原子质量为166B ．该原子中含有的质子数为99C ．该原子含有的电子数为67D ．该原子的质子数比中子数多32 答案：C2．(1)18O 中的质子数为________，中子数为________。
高中化学原子结构教案设计
高中化学原子结构教案设计原子结构(也可称为原子模型)是指原子的组成以及部分的搭配和安排。
接下来是小编为大家整理的高中化学原子结构教案设计，希望大家喜欢!高中化学原子结构教案设计一●教学目标1.复习原子构成的初步知识，使学生懂得质量数和X的含义，掌握构成原子的粒子间的关系.2.使学生了解关于原子核外电子运动特征的常识.3.了解核外电子排布的初步知识，能画出1~18号元素的原子结构示意图.4.培养学生的空间想象能力、抽象思维能力、科学的分析推理能力及对所学知识的应用能力.5.使学生认识物质的结构决定物质的性质.●教学重点原子核外电子的排布规律●教学难点1.原子核外电子运动的特征2.原子核外电子的排布规律●课时安排2课时●教学方法启发、诱导、设问、激疑、形象比喻、讨论、练习、讲述●教学用具投影仪、胶片、画面一样的音乐贺卡和普通贺卡、铁锁、电脑●教学过程第一课时[引言][教师举起两张外表一样的生日贺卡][师]同学们，我这儿有两张生日贺卡，现在我把它们打开，请大家说出它们最明显的不同点在哪里?[教师打开贺卡][生]一个会响，一个不会响.[师]如果你想要知道这张音乐贺卡为什么会发出美妙动听的声音，你首先想要做的是什么?[生]拆开看看![师]对!也就是说首先要了解它的结构.我们知道，一种物质之所以区别于另一种物质，是由于它们具有不同的性质.而它们的性质又决定于它们各自的结构.因此，我们很有必要掌握有关物质结构的知识.然而，自然界的物质太多太多，如果我们不假思索地去一个一个地进行认识的话，既耗时间又费精力，这显然是不切合实际的.这就需要我们在研究物质结构的基础上，总结出一些规律，并以此来指导我们的实践.本章我们就来学习这方面的内容.[板书]第五章物质结构元素周期律[师]研究物质的结构首先要解剖物质.我们知道，化学变化中的最小粒子是原子，化学反应的实质就是原子的重新组合，那么，是不是任何两个或多个原子的接触都能生成新物质呢?举例说明.[引导学生根据前面学过的知识来进行分析，如H2与F2在冷暗处就能反应，而H2和I2在常温下却不反应;Na与O2常温下迅速反应生成Na2O，而真金却不怕火炼;再如稀有气体等等……][师]为什么常温下氢原子与氟原子“一拍即合”，而氢原子与氖原子却“老死不相往来”呢?要知其究竟，必须揭开原子内部的秘密，即认识原子的结构.[板书]第一节原子结构(第一课时)[师]关于原子结构，我们在初中就已熟悉.请大家说出构成原子的粒子有哪些?它们怎样构成原子的?[生]构成原子的粒子有质子、中子、电子三种;其中，质子和中子构成了原子的原子核，居于原子中心，电子在核外做高速运动.[师]很好，下面我们用如下形式把它表示出来.[板书]一、原子结构[师]下面，我们通过下表来认识一下构成原子的粒子及其性质.[投影展示表5-1]表5-1 构成原子的粒子及其性质构成原子的粒子电子质子中子电性和电量 1个电子带1个单位负电荷1个质子带1个单位正电荷不显电性质量/kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27 相对质量① 1/1836(电子与质子质量之比) 1.007 1.008 注①是指对12C原子质量的1/12(1.661×10-27 kg)相比较所得的数值.[师]通过上表我们知道，构成原子的粒子中，中子不显电性，质子带正电，电子带负电.我这儿有一把铁锁，(举起铁锁)接触它是否会有触电的感觉?[生]不会.[问题探究]金属均由原子构成，而原子中又含有带电粒子，那它为什么不显电性呢?[生]可能是正负电荷互相抵消的缘故吧![师]对，因为原子内部，质子所带正电荷和电子所带负电荷电量相等、电性相反，因此原子作为一个整体不显电性.从原子的结构我们可知，原子核带正电，它所带的电荷数——核电荷数决定于核内质子数，我们用Z来表示核电荷数，便有如下关系：[板书]核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数.[师]下面，我们再来深入了解一下原子核与原子的关系.[问]谁能形象地比喻一下原子核和原子的体积的相对大小?[生]甲回答：如果把原子比作一座十层大楼，原子核就像放置在这所大楼中央的一个樱桃.乙回答：如果假设原子是一座庞大的体育场，而原子核只相当于体育场中央的一只蚂蚁.[师]回答得很好，甲比喻说明对初中的知识掌握很牢固;乙比喻说明大家对新课的预习很到位.确切地讲，原子核的体积只占原子体积的几千万亿分之一.原子核虽小，但并不简单，它是由质子和中子两种粒子构成的，几乎集中了原子的所有质量，且其密度很大.[投影展示有关原子核密度的资料]原子核密度很大，假如在1cm3的容器里装满原子核，则它的质量就相当于1.2×108t，形象地可以比喻为需要3000辆载重4 t的卡车来运载.[师]其实，从表5-1中所示电子、质子、中子的相对质量也可得出原子的质量主要集中在原子核上的结论.从表中可看出，质子和中子的相对质量均近似等于1，而电子的质量只有质子质量的1/1836，如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得数值便近似等于该原子的相对原子质量，我们把其称为质量数，用符号A表示.中子数规定用符号N表示.则得出以下关系：[板书]质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)[师]这样，只要知道上述三个数值中的任意两个，就可推算出另一个数值来.在化学上，我们用符号X来表示一个质量数为A、质子数为Z的具体的X原子.比如C表示质量数为12，原子核内有6个质子和6个中子的碳原子.[问题探究]“ O”与“O”所表示的意义是否相同?[生] O表示原子核内有8个中子的氧原子，而O除表示一个氧原子外，还可表示氧元素.[师]为了熟记X所表示意义及A、Z、N之间的关系，请同学填写下表：[投影练习]粒子符号质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A) 用 X表示为①O 8 ? 18 ?②Al ? 14 27 ? ③Ar 18 22 ? ? ④Cl ? ? ? Cl ⑤H ? ? ? H [答案]①10 O ②13 Al ③40 Ar ④1718 35 ⑤10 1 [师]由以上计算我们可得出，组成原子的各粒子之间的关系可以表示如下：[板书] 原子 X[问题探究]是不是任何原子核都是由质子和中子构成的?[生]不是，如上述练习中 H原子，核内无中子，仅有一个质子.[问题探究]假如原子在化学反应中得到或失去电子，它还会显电中性吗?[生]不会，原子失去或得到电子后，成为带电的原子——离子，不显电中性;形成的带正电荷的粒子叫阳离子，带负电荷的粒子叫阴离子.[问题探究]离子所带电荷数与原子在化学反应中失去或得到的电子数之间有什么联系?[生]离子所带电荷数与原子在化学反应中失去或得到的电子数相等，失去几个电子，阳离子就带几个单位的正电荷，得到几个电子，阴离子就带几个单位的负电荷.[师]回答得很好.即：[讲解并板书]离子所带电荷数=质子数-核外电子数[师]这样，我们就可根据粒子的核内质子数与核外电子数的关系，来判断出一些粒子是阳离子还是阴离子.请大家口答下列问题：[投影]1.当质子数(核电荷数)>核外电子数时，该粒子是________离子，带________电荷.2.当质子数(核电荷数)________核外电子数时，该粒子是阴离子，带________电荷.[答案]1.阳正 2.< 负[师]根据以上结论，请大家做如下练习.[投影练习]填写表中空白.粒子符号质子数电子数①S2- ? ? ②Xn+ x ? ③Ym- ? y ④NH ? ?⑤OH- ? ? [学生活动，教师巡视，并指正错误][答案]①1618 ②x-n ③y-m ④1110 ⑤910[小结]本节课我们重点讲了原子结构及构成原子的各粒子之间的关系及其性质，它是几代科学家经过近半个世纪的努力才得出来的结论.[作业]1.用 X符号的形式表示出10种原子.2.课本第94页，二、1、2.●参考练习1.某粒子用 Rn-表示，下列关于该粒子的叙述正确的是( )A.所含质子数=A-nB.所含中子数=A-ZC.所含电子数=Z+nD.所带电荷数=n2.某元素Mn+核外有a个电子，该元素的某种原子的质量数为A，则该原子的核内中子数为( )A.A-a+nB.A-a-nC.A+a-nD.A+a+n参考答案：1.BC(D选项所带电荷数应标明正负)2.B●板书设计第五章物质结构元素周期律第一节原子结构(第一课时)一、原子结构原子 X核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)离子所带电荷数=质子数-核外电子数●教学说明本节教材是在学生初中学习过的《原子》的基础上来进一步学习有关原子结构知识的.由于本节教学内容无演示实验，理论性较强，学生对此处的内容容易产生枯燥感.为此，采用了旧中引新、设问激疑的方法，对学生进行精心的引导，并结合形象的比喻，让学生亲自参与到学习新知识的过程中来，最后通过对所学知识的应用——练习，使本节课的知识得以巩固.另外，本节教材的第一部分内容，用原子结构或构成原子的粒子的相互关系做标题更为合适.此处，采取了前者.第二课时[引言]从上一节课我们所学的知识可以知道：原子核相对于原子很小，即在原子内部，原子核外，有一个偌大的空间供电子运动，那么，电子在核外的运动与宏观物体是否相同?我们又怎样来描述核外电子的运动呢?下面我们就来探讨这个问题.[板书]第一节原子结构(第二课时)二、原子核外电子运动的特征[师]请大家观察以下物体运动的特点，并注意它们的运行轨迹是否确定.[电脑演示以下运动]1.物质的自由落体运动;2.火车的运动;3.炮弹的抛物线运动;4.天体的运行;5.氢原子的一个电子在核外闪烁运动.[讨论]核外电子的运动规律跟宏观物体的运动规律有什么不同?[生]1.宏观物体的运动有固定的方向，电子没有.2.宏观物体的运动有确定的路线，电子没有.[讲述]正如大家所述，宏观物体的运动，如天体的运行、导弹的发射、车辆的行驶等，它们都有确定的轨道，我们可用宏观物体的运动规律准确地测出它们某一时刻所处的位置和运动速度，可以描画出它们的运动轨迹.当电子在原子核外很小的空间内作高速运动时，其运动规律跟普通物体不同.它们没有确定的轨道，因此，我们不能准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出它的运动轨迹.那么，我们应该如何去描述核外电子的运动呢?让我们先来研究氢原子核外唯一的一个电子的运动特点.[电脑显示]氢原子核外一个电子的运动示意图(由慢到快)[师]我们看到，当电子的运动速度加快时，在原子核周围有一团云雾，我们形象地称它为“电子云”——电子形成的云雾之意.[问]氢原子核外只有一个电子，它怎么能形成一团云雾呢?[启发]这是由于电子在核外的运动速度太快(2.2×106 m·s-1)，使我们眼花缭乱的结果.[问]大家有没有在什么地方见过类似的现象?[引导学生进行联想][生]1.快速进退录像带时，与此情景有点相似.2.武打影片里，形容剑舞得快时，舞剑人的周围常是一团剑影.3.科幻动画片里，飞牒的运行及争斗场面.4.风车快速旋转时的现象.。
高考物理二轮复习专题15原子结构与原子核教学案(含解析)
专题15 原子结构与原子核本专题的内容主要是动量及其守恒定律和原子物理学部分．高考对本部分内容的唯一Ⅱ级要求是动量守恒定律．用动量守恒定律解决碰撞或原子核衰变类问题是近几年新课标地区的命题热点．高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方向：①动量守恒定律及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．选修命题会涉及有关原子、原子核或量子理论、动量问题，且动量问题一般以计算题的形式，其它问题则以填空或选择性填空形式出现．一、原子结构模型特别提醒:(1)原子的跃过条件:hν＝E初－E终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．(2)至于实物粒子和原子碰撞情况,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的动能大于或等于原子某两定态能量之差,也可以使原子受激发而向较高能级跃迁.二、原子核的变化 1．几种变化方式的比较2.各种放射线性质的比较3.三种射线在电磁场中的偏转情况比较图13－1如图13－1所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线．如图13－1丙图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方．三、核力与质能方程的理解1．核力的特点(1)核力是强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力远大于库仑力．(2)核力是短程力,作用范围在1.5×10－15 m之内.(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性.2．质能方程E＝mc2的理解(1)质量数与质量是两个不同的概念.核反应中质量数、电荷数都守恒,但核反应中依然有质量亏损.(2)核反应中的质量亏损,并不是这部分质量消失或质量转化为能量,质量亏损也不是核子个数的减少,核反应中核子的个数是不变的.(3)质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的γ射线虽然静质量为零，但动质量不为零，且亏损的质量以能量的形式辐射出去．特别提醒：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，质量不守恒，核反应中核能的大小取决于质量亏损的多少，即ΔE＝Δmc2.考点一原子结构氢原子光谱例1．2015·福建理综，30(1)，6分](难度★★))下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.21083 Bi的半衰期是5天，100克21083Bi经过10天后还剩下50克答案 B【变式探究】(2014·天津理综，6，6分)(难度★★)(多选)下列说法正确的是( )A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同答案BD考点二天然放射现象核反应核能例2．(2015·北京理综，14，6分)(难度★★)下列核反应方程中，属于α衰变的是( )A.14 7N＋42He→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1e解析α衰变是重核自发的发出α粒子的天然放射现象，其中α粒子是42He，所以B正确；A为人工转变,C为轻核的聚变，D是β衰变，故A、C、D皆错误．答案 B【变式探究】2014·新课标全国Ⅰ，35(1)，6分](难度★★)(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是________．A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析原子序数大于或等于83的元素，都能发生衰变，而原子序数小于83 的部分元素能发生衰变，故A错；放射性元素的衰变是原子核内部结构的变化，与核外电子的得失及环境温度无关，故B、C项正确；在α、β、γ三种射线中，α、β为带电粒子，穿透本领较弱，γ射线不带电，具有较强的穿透本领，故D项正确；一个原子核不能同时发生α和β衰变，故E项错误．答案BCD1．2016·全国Ⅰ，35(1)，5分](多选)现用一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关2．(2016·北京理综，13，6分)处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( ) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种1．C n＝3能级的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射光子可能为3→1，3→2，2→1，故种类为N＝C23＝3种，C正确．3．(2016·天津理综，6，6分)(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是( )A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B．查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 8O，发现了中子C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型1．AC 赫兹通过著名的电火花实验证实了电磁波的存在，并通过一系列实验证明了电磁波的波速为光速等麦克斯韦关于光的电磁理论，A正确．查德威克通过α粒子轰击铍核(94Be)获得碳核(126C) 的实验发现了中子，B错误．C项与事实相符是正确的．卢瑟福是根据α粒子的散射实验提出的原子核式结构模型，D 错误．4．2016·全国Ⅲ，35(1)，5分]一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致5．2016·江苏物理，12C(1)]贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是( )A.146C→147N＋0－1eB.23592U＋10n→13153I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n3．A 一个放射性原子核自发地放出一个粒子变成新的原子核的过程是原子核的衰变，A为原子核衰变，B为重核的裂变，C为轻核的聚变，D为原子核的人工转变，A正确．6．2016·全国Ⅱ，35(1)，5分]在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)A.146C→147N＋0－1eB.3215P→3216S＋0－1eC.23892U→23490Th＋42HeD.147N＋42He→178O＋11HE.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n【解析】α衰变是一种放射性衰变，α粒子(42He)会从原子核中射出，C项符合要求．β衰变是指自原子核内自发地放出一个电子(0－1e)，同时原子序数加1的过程，A、B两项符合要求．裂变是指一些质量非常大的原子核，像铀、钍和钚等在吸收一个中子后分裂成两个或更多质量较小的原子核，同时放出两个或三个中子和很大能量的过程，只有E项符合要求．聚变是指由两个轻原子核(一般是氘和氚)结合成较重原子(如氦)并放出大量能量的过程，F项符合要求．【答案】 C AB E F7．2016·江苏物理，12C(3)]几种金属的逸出功W 0见下表：由一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长的范围为4.0×10－7～7.6×10－7m ，普朗克常数h ＝6.63×10－34 J·s.1．(2015·重庆理综，1，6分)(难度★★)图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )A ．a 、b 为β粒子的径迹B ．a 、b 为γ粒子的径迹C ．c 、d 为α粒子的径迹D ．c 、d 为β粒子的径迹解析 γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B 错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A 、C 错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D 正确．答案 D2．2015·海南单科，17(1)，4分](难度★★★)氢原子基态的能量为E 1＝－13.6 eV. 大量氢原子处于某一激发态．由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率 最大的光子能量为－0.96E 1，频率最小的光子的能量为______eV(保留2位有 效数字)，这些光子可具有________种不同的频率．解析 频率最大的光子能量为－0.96E 1，即E n －E 1＝－0.96E 1，则E n ＝E 1－0.96E 1＝(－13.6 eV)－0.96×(－13.6 eV)＝0.54 eV ，即n ＝5，从n ＝5能级开始跃迁,这些光子能发出的频率数n ＝5×（5－1）2＝10种．频率最小的光子是从n ＝5能级跃迁到n ＝4能级，其能量为E min ＝－0.54 eV －(－0.85 eV)＝0.31 eV.答案0.31 eV 103．(2015·广东理综,18，6分)(难度★★)(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV 和21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有( )A．X是中子B．Y的质子数是3，中子数是6C．两个核反应都没有质量亏损D．氘和氚的核反应是核聚变反应解析根据核反应中质量数和电荷数守恒，可知X是10X，所以为中子，A正确；Y应为63Y,所以Y的质子数为3，核子数为6，中子数为3，B错误；两核反应均有能量释放，根据爱因斯坦质能方程，两核反应都有质量亏损，C错误；由聚变反应概念知，D正确．答案AD4．(2015·天津理综,1，6分)(难度★★)物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上．下列说法正确的是( )A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的答案 A5．(2015·北京理综，17，6分)(难度★★)实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则( )A ．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B ．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C ．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D ．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析 静止的原子核发生β衰变，动量守恒，即MV ＝mv ，新核和电子在磁 场中做匀速圆周运动,根据qvB ＝m v 2r 知r ＝mv qB ，即r ∝1q，故轨迹1是电子的，轨迹2是新核的，又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面向里，所以只 有选项D 正确．答案 D6．2015·山东理综,39(1)](难度★★)(多选)14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期 约5700年．已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后,14C 的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好 是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( ) a ．该古木的年代距今约5700年 b ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 c ．14C 衰变为14N 的过程中放出β射线d ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变答案 ac7．2015·江苏单科，12C(2)(3)](难度★★)(2)核电站利用原子核链式反应放出的 巨大能量进行发电，235 92U 是核电站常用的核燃料.235 92U 受一个中子轰击后裂变 成144 56Ba 和8936Kr 两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．(3)取质子的质量m p ＝1.672 6×10－27kg ，中子的质量m n ＝1.674 9×10－27kg ， α粒子的质量m α＝6.646 7×10－27kg ，光速c ＝3.0×108 m/s.请计算α粒子的 结合能．(计算结果保留两位有效数字)解析 (2)由质量数和电荷数守可知：23592U ＋10n→14456Ba ＋8936Kr ＋310n ，可见产生 了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积． (3)根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，可求：ΔE ＝(2m p ＋2m n －m α)c 2＝ 4.3×10－12J.答案 (2)3 大于 (3)4.3×10－12J8．2015·海南单科，17(2)](难度★★)运动的原子核AZ X 放出α粒子后变成静止的原子核Y.已知X 、Y 和α粒子的质量分别是M 、m 1和m 2,真空中的光速为c ，α粒子的速度远小于光速．求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能．解析 反应后由于存在质量亏损，所以反应前、后总动能之差等于质量亏损 而释放出的能量，根据爱因斯坦质能方程可得12m 2v 2α－12Mv 2x ＝(M －m 1－m 2)c 2①反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有Mv x ＝m 2v α②联立①②可得12m 2v 2α＝M M －m 2(M －m 1－m 2)c 2.答案 (M －m 1－m 2)c 2MM －m 2(M －m 1－m 2)c 21.【物理——选修3－5]【2014·新课标全国卷Ⅰ】(1)关于天然放射性，下列说法正确的是________． A ．所有元素都可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线 【答案】(1)BCD2．【2014·新课标Ⅱ卷】【物理——选修3－5](1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．A ．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C ．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po )和镭(Ra )两种新元素D ．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E ．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷【答案】(1)ACE【解析】(1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B、D两项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的比荷，E项正确．3.【2014·北京卷】质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( )A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2 D．(m1－m2－m3)c2【答案】C【解析】本题考查质能方程，ΔE＝Δmc2，其中Δm＝(m1＋m2－m3)，则ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，C正确，A、B、D错误．4.【2014·全国卷】一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )A.A＋1A－1B.A－1A＋1C.4A（A＋1）2D.（A＋1）2（A－1）2【答案】A5.【2014·福建卷Ⅰ】(1)如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是________．(填选项前的字母)A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线【答案】(1)C【解析】α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中，α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板，γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中，由左手定则可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力，不发生偏转．故C项正确．6.【2014·广东卷】在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大【答案】AD7.【2014·江苏卷】【选修3－5】(1)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的________．A．波长 B．频率 C．能量 D．动量(2)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是22286Rn→21884Po＋________．已知22286Rn的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16 g的22286Rn衰变后还剩1 g.【答案】(1)A【解析】两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由W＝hν0可知截止频率大的，逸出功也大．由E k ＝h ν－W 可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p ＝2mE k 知，其动量也较小，根据物质波p ＝h λ知，其波长较长． 【答案】(2)42He(或α粒子) 15.2【解析】①根据核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可推得该反应的另一种生成物为42He.②根据m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T 知t T＝4，解得t ＝3.8×4＝15.2天． 8.【2014·山东卷】【物理35】 (1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．(双选，填正确答案标号)a ．氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级c ．一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级【答案】(1)cd9.【2014·天津卷】下列说法正确的是( )A ．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B ．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C ．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D ．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同【答案】BD【解析】本题是对玻尔理论、天然放射现象及多普勒效应等知识的考查，α粒子散射实验导致原子核式结构模型的建立，A 错误；紫外线可以使荧光物质发光，B 正确；天然放射现象中产生的γ射线在电场或磁场中不会发生偏转，C 错误；观察者和波源发生相对运动时，观察者接收到的频率就会发生改变，D 正确．10.【2014·浙江卷】 (2)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV.(电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)n E/eV∞ 06——————－0.385——————－0.544——————－0.853——————－1.512——————－3.401——————－13.60图2【答案】(2)6.2×1014Hz 0.3 eV【解析】(2)本题考查能级、光电效应方程等知识．由跃迁条件可知hν＝E4－E2＝(3.40－0.85 )eV＝4.08×10－19 J，解得辐射出的光子的频率为6.2×1014Hz，根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W，计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.11.【2014·重庆卷】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16D.m32。
高中物理《原子的核式结构模型》精品教学案练习含答案
《原子的核式结构模型》教学设计教学目标：1．α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°。
2．原子结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。
3．原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数。
4．原子半径的数量级为10－10m，原子核半径的数量级为10－15 m。
新课教学：一、汤姆孙的原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中。
汤姆孙的原子模型，小圆点代表正电荷，大圆点代表电子。
汤姆孙的原子模型被称为西瓜模型或枣糕模型，该模型能解释一些实验现象，但后来被α粒子散射实验否定了。
二、α粒子散射实验1．α粒子α粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，含有两个单位的正电荷，质量为氢原子质量的4倍。
2．实验方法用α粒子源发射的α粒子束轰击金箔，用带有荧光屏的放大镜，在水平面内不同方向对散射的α粒子进行观察，根据散射到各方向的α粒子所占的比例，可以推知原子中正、负电荷的分布情况。
3．实验装置4．实验现象(1)绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进。
(2)少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”。
5．实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。
三、卢瑟福的核式结构模型1．核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，原子中带正电的部分体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。
2．原子核的电荷与尺度同步练习：1．自主思考——判一判(1)汤姆孙的枣糕式模型认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内。
(√)(2)α粒子带有一个单位的正电荷，质量为氢原子质量的2倍。
《原子的结构》教学设计
《原子的结构》教学设计【课标要求】1.认识物质的微粒性，知道原子是构成物质的微粒。
2.知道原子是由原子核和核外电子构成的。
【教学目标】1.通过原子结构的发现史的学习，学会用历史唯物主义的观点来评价科学家在科学上的贡献，形成化学科学是不断发展的认识；体会科学研究的一般方法和科学态度。
2.通卢瑟福α粒子散射实验分析，认识原子是由原子核和核外电子构成。
3.通过“原子核由质子和中子构成”的结论，结合质子、中子及电子的电性、电量和质量的数据，推证“质子数=核外电子数=核电荷数”4.通过举例，认识原子不仅能构成分子，也能直接构成物质，具有微观粒子的一般性质。
【学情分析】通过前面的学习，学生已经从微观角度认识了水的三态变化、水的电解、氢气燃烧等变化事实，并且以此为载体形成了对于分子、原子的一些基本认识。
本节课帮助学生进一步发展上述认识，但鉴于目前的实验条件还难以让学生直接看到微观真相，而学生本身又处于化学启蒙阶段，缺乏推断原子结构的知识基础，因此通过PPT展示相关史料及微观模拟动画或者示意图，变抽象为具体，辅助学生的想象、推理，促进学生的体验和理解。
【教学重难点】1.教学重点通过再现科学家认识原子构成的发展过程，了解原子是由居于中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，培养学生依据现象分析本质，宏观与微观相结合的思维能力。
2.教学难点α粒子散射实验的分析。
【评价设计】1.由于本节课堂容量较大，课堂教学进程的推进既是对已知的评价又是对新知的引导。
2.在整个学习过程中教师的引导语言以及表情以肯定、鼓励为主，激发学生学习的欲望。
3.每个环节的后面都有课堂检测，评价目标的达成情况。
课堂检测1评价目标1的达成；课堂检测2评价目标2的达成；课堂检测3评价目标3的达成；课堂检测1评价目标4的达成。
【教学用具】上课课件、导学案【教学过程】【课堂小结】巩固本节课所学内容，加深对知识的理解【布置作业】如果你是氧原子中的一个电子，请用拟人化的第一人称描述: “我在原子大家庭中的所见所闻”1.描述出原子核、质子、中子的特点。
2018版物理选修3-5教科版全套一体资料讲义：第三章-原子核-3-1-Word版含答案
1 原子核的组成与核力[目标定位] 1.知道质子、中子的发现.2.知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念.3.会写核反应方程.4.了解原子核里的核子间存在着相互作用的核力.一、质子、中子的发现1．质子的发现：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子．这个实验表明，可以用人工的方法改变原子核，把一种元素变成另一种元素．2．中子的发现：卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了中子的存在．在实验中，他发现这种射线在磁场中不发生偏转，可见它是中性粒子流．他又测得这种射线的速度不到光速的十分之一，这样就排除了它是γ射线的可能．他还用这种射线轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核和氮核，通过测量被打出的氢核和氮核的速度，推算出这种射线的粒子的质量跟氢核的质量差不多，并把这种粒子叫做中子．二、原子核的组成1．原子核的组成：由质子和中子组成，因此它们统称为核子．2．原子核的电荷数：等于原子核的质子数即原子的原子序数．3．原子核的质量数：等于质子数和中子数的总和．A Z4．原子核的符号：X其中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为原子核的电荷数．5．同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同12131一位置，因而互称为同位素，例如氢的同位素H、H、H.三、核力1．核力：原子核里的核子间存在着相互作用的核力．核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．2．核力特点：(1)核力是强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．(2)核力是短程力，作用范围在10－15m之内．(3)核力与电荷无关，质子与质子、质子与中子以及中子与中子之间的核力是相等的．四、核反应方程1．核反应方程的定义：在核反应中，参与反应的原子核内的核子(质子和中子)将重新排列或发生转化．用原子核的符号来表示核反应过程的式子称为核反应方程．2．核反应遵从的规律：核反应遵从电荷数守恒和质量数守恒，即核反应方程两边的质量数和质子数均是守恒的．如卢瑟福发现质子的人工核反应方程可表示421471781为：He＋N→O＋H.预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中问题1问题2问题3一、原子核的组成1．原子核中的三个整数(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核子数．(2)电荷数(Z)：原子核所带电荷总是质子所带电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷数，叫做原子核的电荷数．(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，这个整数叫做原子核的质量数．2．原子核中的两个等式(1)核电荷数(Z)＝质子数＝元素的原子序数＝中性原子核外电子数．(2)质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．【例1】 已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？(2)镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？(3)若镭原子呈中性，它核外有多少电子？答案 (1)88 138 (2)88 1.41×10－17 C (3)88解析 (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)镭核的核电荷数和所带电荷量分别是Z ＝88，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.针对训练1 以下说法正确的是( )A.Th 为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为23423490B.Be 为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为494C ．同一元素的两种同位素具有相同的质量数D ．同一元素的两种同位素具有不同的中子数答案 D解析 钍核的质量数为234，质子数为90，所以A 错；铍核的质量数为9，中子数为5，所以B 错；同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，C 错，D 对．二、原子核中质子和中子的比例1．核子比例关系：较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多．2．形成原因(1)若质子与中子成对地人工构建原子核，由于核力是短程力．当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了．(2)若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多．(3)由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的．【例2】 下列关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．对于较重的原子核，由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，如果继续增大原子核，形成的核也一定是不稳定的答案 D解析 自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多．因此正确答案选D.三、对核反应方程的认识1．常见的几个核反应方程：147421781N＋He→O＋H(发现质子)944212610Be＋He→C＋n(发现中子)271342301510301530140＋1Al＋He→P＋n P→Si＋e(发现正电子)2．写核反应方程时应注意的问题(1)核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向．(2)核反应方程应以实验事实为基础，不能凭空杜撰．(3)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化．【例3】 完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子和中子的．10542137(1)B＋He→N＋( )9412610(2)Be＋( )→C＋n271327121(3)Al＋( )→Mg＋H14742178(4)N＋He→O＋( )231124111(5)Na＋( )→Na＋H答案 见解析1054213710解析 (1)B＋He→N＋n944212610(2)Be＋He→C＋n此核反应使查德威克首次发现了中子．27131027121(3)Al＋n→Mg＋H147421781(4)N＋He→O＋H此核反应使卢瑟福首次发现了质子．23112124111(5)Na＋H→Na＋H借题发挥 书写核反应方程四条重要原则(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号；(3)能量守恒(中学阶段不做要求)；(4)核反应必须是实验中能够发生的．针对训练2 以下是物理学史上3个著名的核反应方程73147178x＋Li―→2y y＋N―→x＋O94126y＋Be―→z＋Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子B．质子C．中子D．电子答案 C1477317842解析 把前两个方程化简，消去x，即N＋Li―→y＋O，可见y是He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子n.因此选项C正10确.原子核的组成与同位素1．若用x 代表一个中性原子中核外的电子数，y 代表此原子的原子核内的质子数，z 代表此原子的原子核内的中子数，则对Th 的原子来说( )23490A ．x ＝90 y ＝90 z ＝234B ．x ＝90 y ＝90 z ＝144C ．x ＝144 y ＝144 z ＝90D ．x ＝234 y ＝234 z ＝324答案 B解析 质量数＝质子数＋中子数，中性原子中：质子数＝核外电子数，所以选B 项．2．下列说法正确的是( )A.X 与Y 互为同位素n mn m －1B.X 与Y 互为同位素n mn －1m C.X 与Y 中子数相差2n mn －2m －2D.U 核内有92个质子，235个中子23592答案 B解析 A 选项中，X 核与Y 核的质子数不同，不是同位素；B 选项中，X 核n m与Y 核质子数都为m ，而质量数不同，所以互为同位素；C 选项中，X n －1m n m 核内中子数为n －m ，Y 核内中子数为(n －2)－(m －2)＝n －m ，所以中子数n －2m－2相同；D 选项中，U 核内有142个中子．235923．氢有三种同位素，分别是氕(H)、氘(H)、氚(H)，则( )12131A ．它们的质子数相等B ．若为中性原子，它们的核外电子数相等C ．它们的核子数相等D ．它们的化学性质相同答案 ABD解析 氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和中性原子核外电子数均相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A 、B 两项正确；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，D 正确．核反应方程4．(多选)下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是( )A.Be ＋He ―→C ＋X 9442126B.N ＋He ―→O ＋X 14742178C.Hg ＋n ―→Pt ＋2H ＋X 2048010202781D.U ―→Np ＋X 2399223993答案 AC解析 根据核反应方程质量数和电荷数守恒可得．5．一质子束入射到静止靶核Al 上，产生如下核反应：2713P ＋Al ―→X ＋n 式中P 代表质子，n 代表中子，X 代表核反应产生的新2713核．由反应式可知，新核X 的质子数为________，中子数为________．答案 14 13解析 根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒，新核X 的质子数为1＋13－0＝14，质量数为1＋27－1＝27，所以中子数＝27－14＝13.(时间：60分钟)题组一 原子核的组成1．(多选)关于质子与中子，下列说法正确的是( )A ．原子核(除氢核外)由质子和中子构成B ．质子和中子统称为核子C ．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D ．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在答案 ABC解析 原子核内存在质子和中子，中子和质子统称为核子，卢瑟福只发现了质子，以后又预言了中子的存在．2．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是( )A ．电子数与质子数相等B ．原子核的质量大约是质子质量的整数倍C ．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D ．质子和中子的质量几乎相等答案 C解析 本题考查原子核结构的发现过程．3．据最新报道，放射性同位素钬Ho ，可有效治疗癌症，该同位素原子核内16667中子数与核外电子数之差是( )A ．32B ．67C ．99D ．166答案 A解析 根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故核内中子数与核外电子数之差为99－67＝32，故A 对，B 、C 、D 错．4．(多选)关于原子核Bi ，下列说法中正确的是( )21083A ．核外有83个电子，核内有127个质子B ．核外有83个电子，核内有83个质子C ．核内有83个质子，127个中子D ．核内有210个核子答案 CD解析 根据原子核的表示方法可知，这种原子核的电荷数为83，质量数为210.因为原子核的电荷数等于核内质子数，等于核外电子数，对于离子则质子数与电子数可不相等，故该核内有83个质子，核外不一定有83个电子，故A 、B 错误．因为原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，即等于核内核子数，故该核核内有210个核子，其中有127个中子，故C 、D 正确．5．(多选)以下说法中正确的是( )A ．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B ．原子核中的中子数一定跟核外电子数相等C ．用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D ．绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子答案 CD解析 原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的质子，故A 错；原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等，故B 错；正是用α粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C 正确；因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还有别的中性粒子，故D 正确．题组二 同位素6．人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一．氦的该种同位素应表示为( )A.HeB.HeC.HeD.He 4332423答案 B解析 氦是2号元素，质量数为3的氦同位素为He.327．(多选)Ra 是镭Ra 的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说2288822688法正确的有( )A ．它们具有相同的质子数和不同的质量数B ．它们具有相同的中子数和不同的原子序数C ．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数D ．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质答案 AC解析 原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核内的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和．由此可知这是镭的两种同位素，核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，由于它们的核外电子数相同，因此它们的化学性质也相同．题组三 核力8．(多选)关于核力，下列说法中正确的是( )A．核力是一种特殊的万有引力B．原子核内任意两个核子间都有核力作用C．核力是原子核能稳定存在的原因D．核力是一种短程强作用力答案 CD9．下列关于核力的说法正确的是( )A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B．核力就是电磁力C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内D．核力与电荷有关答案 C解析 核力是短程力，超过1.5×10－15m，核力急剧下降几乎消失，故C对；核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对；核力与电荷无关，故D错．题组四 核反应方程10．在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子31421014742178①H＋X1―→He＋n ②N＋He―→O＋X294421262412422713③Be＋He―→C＋X3④Mg＋He―→Al＋X4则以下判断中正确的是( )A．X1是质子B．X2是中子C．X3是电子D．X4是质子答案 D211解析 根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为H，A错；X2为H，B错；101X3为n，C错；X4为H，D对．11．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为O ＋n →N ＋X ，对式中16810a 70b X 、a 、b 的判断正确的是( )A ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1B ．X 代表电子，a ＝17，b ＝－1C ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝1答案 C解析 根据质量数、电荷数守恒可知a ＝17，b ＝8＋0－7＝1，因此X 可表示为 0＋1e ，为正电子，故C 项正确，A 、B 、D 三项错误．12．(多选)一个质子以1.0×107 m/s 的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是( )A ．核反应方程为Al ＋H ―→Si 271312814B ．核反应方程为Al ＋n ―→Si 2713102814C ．硅原子核速度的数量级为107 m/s ，方向跟质子的初速度方向一致D ．硅原子核速度的数量级为105 m/s ，方向跟质子的初速度方向一致答案 AD解析 由核反应中电荷数和质量数守恒可知A 选项正确、B 选项错误；由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105 m/s ，即D 选项正确．13．放射性元素Po 衰变为Pb ，此衰变过程的核反应方程是________；2108420682用此衰变过程中发出的射线轰击F ，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一199种粒子，此核反应过程的方程是________．答案 Po ―→Pb ＋He 210842068242He ＋F ―→Ne ＋H4219922101解析 根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是Po ―→Pb ＋He.用α210842068242射线轰击F ，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程199的方程是：He ＋F ―→Ne ＋H 4219922101。
2018届高考物理大一轮复习教师用书：第68课时 原子结
第68课时原子结构与原子核(双基落实课)[命题者说]本课时主要包括原子的核式结构、原子的跃迁、氢原子光谱、原子核的衰变、核反应方程的书写、核能的计算等。
高考对本课时知识点的考查一般为单独命题，有时会把原子核的衰变和动量结合进行综合命题。
对本课时的学习，应侧重理解和识记。
1.电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”。
2．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”。
3．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。
②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射。
③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
(2)原子的核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转。
(3)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性。
[小题练通]1．(2013·福建高考)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()解析：选Cα粒子与原子核均带正电荷，所以α粒子受到原子核的作用力为斥力，据此可排除选项A、D；α粒子不可能先受到吸引力，再受到排斥力，B错误。
2．(2016·上海高考)卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在()A．电子B．中子C．质子D．原子核解析：选D卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。
2018版物理选修3-5教科版全套一体资料讲义：第三章 原
3放射性的应用、危害与防护[目标定位] 1.知道放射性的应用及放射性应用的形式.2.知道放射性的危害及对放射性的防护方法.一、放射性的应用1．利用射线的特性放射性元素放射的α射线、β射线及γ射线，由于特性不同，各有其不同的应用．(1)α射线带电，能量大，其电离作用很强，因此，可用来消除静电．(2)β射线一般作为测量手段使用，其原理是利用其穿过薄物或经过薄物反射时，由透射或反射后的衰减程度来测定薄物的厚度与密度．(3)γ射线穿透能力极强，比X射线要强很多倍．在工业上用来透视各种产品，以达到无损探伤的目的．γ射线对生物组织会产生物理、化学的效应，能引起生物体内DNA的变异，可用来培育良种，也可用来杀死癌细胞．2．作为示踪原子把放射性同位素的原子及其化合物通过物理或化学反应的方式掺到其他物质中，然后用探测仪器进行追踪，以了解放射性同位素在其他物质中的位置、数量、运动和迁移情况，这种使物质带有“放射性标记”的放射性原子称为示踪原子．示踪原子在工业、农业、医学等各个学科及实际生产生活中的用途十分广泛．3．利用衰变特性在考古学中，可以利用测定发掘物中146C放射性元素的含量，来确定它的年代．4．其他应用在地质学上，利用射线勘探矿藏．二、放射性的危害与防护1．放射性污染的主要来源在自然界中，存在于人体身边的放射性来源众多，包括天然的和人工产生的．前者主要由两部分组成：一是来自地壳表面的天然放射性元素以及空气中氡等产生的放射线；二是来自空间的宇宙射线．人工放射线的来源主要是医疗、核动力以及核武器试验中的放射线．2．放射线对人体组织造成的伤害，主要是由于射线对原子和分子产生作用，这种作用将导致细胞损伤，甚至破坏人体DNA的分子结构．3．放射性的防护其基本方法有：(1)距离防护；(2)时间防护；(3)屏蔽防护；(4)仪器监测．预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中一、放射性同位素及其应用1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．人造放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制．(2)可以制成各种所需的形状．(3)半衰期很短，废料容易处理．3．放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．(2)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等．(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．【例1】(多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的()A．γ射线探伤仪B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C．利用钴60治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律答案BD解析A是利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的生物作用；B、D是利用示踪原子．借题发挥利用放射性同位素作示踪原子一是利用了它的放射性，二是利用放射性同位素放出的射线．针对训练1正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像．根据PET原理，回答下列问题：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是()A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应________．(填“长”或“短”或“长短均可”)答案(1)158O→157N＋0＋1e，0＋1e＋0－1e→2γ(2)B(3)短解析(1)由题意得：15O→157N＋0＋1e，0＋1e＋0－1e→2γ8(2)将放射性同位素15O注入人体后，由于它能放出正电子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子，B对．(3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该很短．二、放射性的污染与保护贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物会长期危害环境，下列关于残留物长期危害环境的理由，正确的是()A．爆炸后的弹片存在放射性．对环境产生长期危害B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害C．铀235的衰变速度很快D．铀238的半衰期很长答案AD解析23892U能发生衰变，其衰变方程为23892U―→23490Th＋42He，其半衰期为4.5亿年，234Th也能发生衰变，衰变产生的射线对人体都有伤害，故正确答案为A、D.90针对训练2(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期答案AD解析γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误.放射性同位素的应用1．在工业生产中，某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的，如果不能够发现它们，可能会给生产带来极大的危害，自从发现放射线之后，则可以利用放射线进行探测，这是利用了()A．原子核在α衰变中产生的42HeB．β射线的带电性质C．γ射线的贯穿本领D．放射性元素的示踪本领答案 C解析γ射线的贯穿本领极强，可以用来进行金属探伤，故正确答案为C.2．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害答案 D解析利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离成为导体，将静电消除，A错．γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错．作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，C错．用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，D对．3．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是()A．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上三个选项都不是图1(2)图1是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做____________．答案(1)B(2)β(3)示踪原子解析(1)因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电荷电性相反的离子相互中和，从而使验电器所带电荷消失．(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度1毫米的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚铝板和几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨．β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨．(3)把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质．这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律．人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子.(时间：60分钟)题组一放射线的应用1．如图1所示，x为未知放射源，它向右方发出射线，放射线首先通过一张黑纸P，并经过一个强电场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子数是一定的，现将黑纸移开，计数器单位时间内记录的射线粒子数明显增加，然后再将强电场移开，计数器单位时间内记录的射线粒子数没有变化，则可以判定x可能为()图1A．α及γ放射源B．α及β放射源C．β及γ放射源D．γ放射源答案 A解析此题要考查α射线、β射线、γ射线的穿透本领、电离本领大小．黑纸P 可以把α射线挡住，如果有β射线，那么在撤去电场后，显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数应该明显增加，而电场对γ射线没有影响，因此含有α射线和γ射线．故正确答案为A.2．(多选)关于放射性同位素，以下说法正确的是()A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法制得D．以上说法均不对答案AB解析放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确，大部分放射性同位素都是人工转变后获得的，C、D错误．3．(多选)2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100 m的海底，“库尔斯克”号核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视．几十年来人们向巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用．其原因有()A．铀、钚等核废料有放射性B．铀、钚等核废料的半衰期很短C．铀、钚等重金属有毒性D．铀、钚等核废料会造成爆炸答案 AC解析 放射性对人体组织、生物都是有害的，核废料的主要污染作用是其放射性，且其半衰期长，在很长时间内都具有放射性，另外核废料中有大量重金属，但不会自发爆炸，所以选项A 、C 正确．4．(多选)近几年，我国γ刀成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”，进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( ) A ．γ射线具有很强的贯穿本领 B ．γ射线具有很强的电离作用 C ．γ射线具有很高的能量 D ．γ射线能很容易地绕过阻碍物 答案 AC解析 γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小．γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚，利用γ射线的高能杀死肿瘤细胞．故选项A 、C 正确．5．(多选)用计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是( )A ．放射源射出的是α射线B ．放射源射出的是β射线C ．这种放射性元素的半衰期是5天D ．这种放射性元素的半衰期是2.5天 答案 AC解析 一张厚纸板几乎都能把射线挡住，说明射线为α射线．因为每分钟的衰变次数与物质中所含原子核的数目成正比，10天后放射性元素的原子核个数只有原来的14，说明经过了两个半衰期，故半衰期为5天．题组二作为示踪原子6．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是()A．示踪原子B．电离作用C．催化作用D．贯穿作用答案 A解析用14C标记C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示踪原子，故选项A正确．7．(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响答案BD解析同位素有相同的质子数，所以选项A错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P制成化合物后它的半衰期不变，即选项C错误；含有3015P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D正确．8．(1)1992年1月初，如图2美国前总统老布什应邀访日，在欢迎宴会上，突然发病昏厥，日本政府将他急送回国，回国后医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出病因．这是利用123I所放出的()图2A．热量B．α射线C．β射线D．γ射线(2)美国医生使用123I为布什总统诊断，使其很快恢复健康，可知123I的特性是()A．半衰期长，并可迅速从体内消除B．半衰期长，并可缓慢从体内消除C．半衰期短，并可迅速从体内消除D．半衰期短，并可缓慢从体内消除答案(1)D(2)C解析在α射线、β射线及γ射线中，γ射线穿透本领最大，123I的半衰期较短，可以迅速从体内消除，不至于因为长时间辐射而对身体造成损害．题组三综合应用9．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co 的衰变来验证，其核反应方程是6027Co―→A Z Ni＋0－1e＋νe.其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和0－1e的运动径e，那么衰变过程将违背迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1________守恒定律．(3)6027Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异．答案(1)6028(2)动量(3)基因突变解析(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程写成：6027Co―→6028Ni＋0－1e＋νe，由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和0－1 e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，就一定会违背动量守恒守律．(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种．10．1934年，约里奥—居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还探测到了正电子．正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子．更意外的是，拿走α放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：2713Al＋42He―→3015P＋10n，这里的30P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的．15(1)写出放射性同位素3015P放出正电子的核反应方程；(2)放射性同位素3015P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？答案(1)3015P―→3014Si＋0＋1e(2)正电子是原子核内的一个质子转换成一个中子放出正电子．解析(1)核反应方程为3015P―→3014Si＋0＋1e(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出正电子，核反应方程为11H―→10n＋ 0＋1e。
2018版高考物理(新课标)一轮复习教师用书：第十一章动量近代物理初步第5讲原子核含答案
第5讲原子核知识点一放射现象、三种射线1。
天然放射现象(1）定义：放射性元素自发地发出射线的现象叫做现象。
（2）原子序数的元素，都能自发地发出射线，原子序数的元素，有的也能放出射线.（3）射线种类:放射性物质发出的射线有三种: 、、，有放射性的元素称为。
2。
三种射线的本质（1)α射线:α射线是高速α粒子流，实际就是，电荷数是，质量数是，可记为.(2)β射线：β射线是高速。
(3）γ射线：γ射线是能量很高的.3。
三种射线的特点（1)α射线：α粒子容易使空气，使胶片，但贯穿本领很。
（2）β射线:β粒子贯穿本领,但电离能力.(3）γ射线:γ粒子电离本领,但贯穿本领.答案：1。
（1）天然放射(2)大于或等于83 小于83 （3）α射线β射线γ射线放射性元素2。
(1）氦原子核 2 4 错误!He (2)电子流（3）电磁波3。
(1）电离感光弱（2）较强较弱（3）很弱很强知识点二原子核的衰变、半衰期1.原子核的衰变(1）原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种的变化称为原子核的衰变。
(2)分类α衰变：错误!X→错误!Y＋.β衰变:错误!X→错误!Y＋。
2。
半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.答案:1。
（1）原子核（2）错误!He 错误!e 2。
（1）半数（2)内部知识点三核力、结合能、质量亏损1。
核力（1)定义：原子核内部,核子间所特有的相互作用力。
（2）特点①核力是强相互作用的一种表现；②核力是短程力,作用范围在1.5×10－15 m之内；③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用.2.结合能核子结合为原子核时的能量或原子核分解为核子时的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。
3.比结合能（1）定义:原子核的结合能与之比，称做比结合能，也叫平均结合能.(2）特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越。
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第3讲原子结构与原子核
考纲下载：1.氢原子光谱(Ⅰ) 2.氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ) 3．原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期(Ⅰ) 4.放射性同位素(Ⅰ) 5．核力、核反应方程(Ⅰ) 6.结合能、质量亏损(Ⅰ)
7．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ) 8.射线的危害和防护(Ⅰ)
主干知识·练中回扣——忆教材 夯基提能 1．原子结构 (1)原子的核式结构
①1909～1911年，英国物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型；
②α粒子散射实验 a ．实验装置：如图所示；
b ．实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回；
③核式结构模型：原子中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
(2)氢原子光谱
氢原子光谱线是最早被发现、研究的光谱线，其中巴耳末线系公式表示为：1λ＝R ⎝ ⎛⎭
⎪⎫
122－1n 2(n ＝3，4，5，…)。
(3)玻尔的原子模型 ①玻尔理论
a ．轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子的轨道是量子化的；
b．定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是量子化的。
这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，处于基态的原子是稳定的，不向外辐射能量；
c．跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要放出或吸收
一定频率的光子，光子的能量等于这两个状态的能量差，即hν＝E
m －E
n。
②四个概念
a．能级：在玻尔理论中，原子各个状态的能量值；
b．基态：原子能量最低的状态；
c．激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他能量较高的状态；d．量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整数。
③氢原子的轨道半径和能级
a．氢原子的半径公式：r
n ＝n2r
1
(n＝1，2，3，…)，其中r
1
为基态半径，r
1
＝0.53×10－10 m；
b．氢原子的能级公式：E
n ＝
1
n2
E
1
(n＝1，2，3，…)，其中E
1
为基态能量，E
1
＝－13.6 eV。
2．原子核
(1)天然放射现象
①放射性：物质放射出射线的性质；
②放射性元素：具有放射性的元素；
③同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核；
④放射性同位素：具有放射性的同位素。
(2)原子核的组成
①原子核：由质子和中子组成，质子和中子统称为核子；
②核电荷数(Z)：等于核内质子数，也等于核外电子数，还等于元素周期表中的原子序数；
③质量数(A)：等于核内的核子数，即质子数与中子数之和。
(3)原子核的衰变
①三种射线的比较
②半衰期
a ．定义：放射性元素的原子核有较弱__半数发生衰变所需的时间；
b ．衰变规律：N ＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τm ＝m 0⎝ ⎛⎭
⎪⎫
12t
τ；
c ．影响因素：由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。
(4)核力与核能 ①核力
a ．含义：原子核里的核子间存在互相作用的核力，核力把核子紧紧地束缚。