「精品」高中物理第四章原子核第一节走进原子核教学案粤教版选修3_5

第一节走进原子核

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1．物体放射出射线的性质叫做放射性，具有放射性的元素叫做放射性元素。

2．人们认识到原子核具有复杂的结构是从发现天然放射现象开始的。

3．1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核时，发现了一种新粒子，把它命名为质子．

4．卢瑟福预言了原子核内中子的存在，被他的学生查德威克用实验所证实。

5．原子核是由质子和中子组成的，组成原子核的质子和中子统称为核子。

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1.放射性

物体放射出射线的性质叫做放射性。

2．放射性元素

具有放射性的元素叫做放射性元素。

3．天然放射现象

(1)概念：物体自发地放出射线的现象叫天然放射现象，能自发地放出射线的元素叫天然放射性元素。

(2)天然放射现象的意义：射线是从原子核内部发出的，说明原子核不是最小结构，原子核可以再分。实际上人们认识到原子核具有复杂的结构就是从发现天然放射现象开始的。

(1)自然界中原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线；原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。

(2)虽然具有天然放射性的元素的种类很多，但它们在地球上的含量很少。

1．天然放射现象的发现揭示了( )

A．原子不可再分

B．原子的核式结构

C．原子核还可再分

D．原子核由质子和中子组成

解析：天然放射现象说明原子核是有内部结构的，即原子核不是最小的结构，还可以再分，故选项C 对。

答案：C

1.原子核的组成

原子核由质子和中子组成，组成原子核的质子和中子统称为核子。

质子带一个单位的正电荷，中子不带电，质子和中子的质量几乎相等，都等于一个质量单位。

2．原子核的电荷数

由于中子不带电，原子核所带的电荷等于核内质子所带电荷的总和，故原子核所带电荷量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，叫做原子核的电荷数，用Z表示。

3．原子核的质量数

原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数，用字母A表示。

4．原子核的符号

A

Z X，其中X表示元素符号，A表示质量数，Z表示电荷数。

原子的质量与原子的质量数是两个不同的概念，原子的质量数是指原子的质量是原子质量单位的多少整数倍(近似)。要注意区分两点：其一，原子质量是有单位的量，而原子质量数则是无单位的；其二，严格讲原子质量数所表示的质量并不等于原子质量。

2．关于质子与中子的以下说法不．正确的是( )

A．原子核是由质子与中子组成的

B．质子是卢瑟福发现的

C．卢瑟福预言了中子的存在，而由他的学生查德威克用实验所证实

D．中子也可能带电

解析：卢瑟福在用α粒子轰击氮核的实验中发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克在用射线轰击铍核的实验中发现了中子。

答案：D

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[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)228

88Ra 是镭的一种同位素，让226

88Ra 和228

88Ra 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？

[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)镭核所带电荷量

Q ＝Z e ＝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 v 2r ，r ＝mv

qB

，两种同位素

具有相同的核电荷数，但质量数不同，故

r 226r 228＝226228＝113

114

。 [答案] (1)88 138 (2)1.41×10

－17

C (3)88 (4)113

114

原子核的几个重要的等量关系：

(1)原子核的电荷数＝质子数(Z)＝原子序数＝中性原子的核外电子数。 (2)原子核的质量数＝核子数＝质子数＋中子数。

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234

90Th 的原子核来说( )

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

解析：在Th 的原子符号中，左下标为质子数，左上标为质量数，故y ＝x ＝90，z ＝A －x ＝234－90＝144, 选项B 对。

答案：B

[对应课时跟踪检测十五

1．最早发现天然放射现象的科学家为( )

A．卢瑟福B．贝克勒尔

C．爱因斯坦D．查德威克

解析：卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，爱因斯坦发现光电效应，贝克勒尔发现天然放射现象，故B正确，A、C、D不正确。

答案：B

2．(双选)元素X的原子核可用符号b a X表示，其中a、b为正整数，下列说法中正确的是

( ) A．a等于此原子核内质子数，b等于此原子核内中子数

B．a等于此原子核内中子数，b等于此原子核内质子数

C．a等于此元素中性状态的原子的核外电子数，b等于此原子核内质子数加中子数

D．a等于此原子核内质子数，b等于此原子核内核子数

解析：a表示原子的电荷数或质子数，b表示质量数或核子数，它等于质子数与中子数之和，故选项C、D对。

答案：CD

3．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

解析：卢瑟福发现质子后，设想原子核只由质子组成，但核电荷数只是质量数的一半或少一些，这与假设相矛盾，因此他又设想原子核内除质子外还有不带电的中子存在，所以选项C正确。

答案：C

4．(双选)下列说法正确的是( )

A．玛丽·居里首先提出原子的核式结构

B．卢瑟福在α粒子的散射实验中发现了电子

C．查德威克在原子核人工转变实验中发现了中子

D．爱因斯坦为解释光电效应的实验提出了光子假说

解析：卢瑟福首先提出原子的核式结构，故A错。卢瑟福在α粒子的散射实验中并没有发现电子，而是发现了质子，故B错。