4.1 走进原子核 学案（2020年粤教版高中物理选修3-5）

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1、第一节第一节 走进原子核走进原子核 学科素养与目标要求 物理观念：1.了解什么是放射性和天然放射现象.2.知道原子核的组成. 科学思维与科学态度：通过对物理学史的了解，体会理论和实验的重要性. 一、放射性的发现 1.1896 年，法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性. 2.物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地 发出射线的现象叫做天然放射现象. 3.原子序数大于 83 的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于等于 83 的元素，有的也能 放出射线. 二、原子核的组成 1.质子的发现 1919 年，卢瑟福用镭放射出的 粒子轰击氮原子核，从中打出了一种

2、新的粒子，测定了它的 电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做质子. 2.中子的发现 (1)卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种不带电的粒子，名字叫中子. (2)查德威克的发现：用实验证实了中子的存在，中子的质量非常接近质子的质量. 3.原子核的组成 (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)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. 1.判断下列说法的正误. (1)1896 年，法国的玛丽 居里首先发现了天然放射现象.(

3、 ) (2)原子序数大于 83 的元素都是放射性元素.( ) (3)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子.( ) (4)原子的质量与原子核的质量数是相同的概念，没有区别.( ) (5)原子核的质量数核子数质子数中子数.( ) 2.下列各种粒子中，属于一切原子核组成部分的是( ) A.质子 B.电子 C. 粒子 D.中子 答案 A 解析 原子是由原子核和核外电子组成的，而原子核还可以再分，它是由更小的粒子：质子 和中子组成的，但氢原子核中没有中子，所以属于一切原子核组成部分的是质子. 一、天然放射现象 1.放射性 物质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

4、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)发现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. 例 1 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. 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 A 解析 天然放射

5、现象中的射线是从原子核内部发出的，说明原子核内部具有一定的结构，A 正确；电子的发现使人们认识到原子是可以再分的，是由更小的微粒组成的，B 错误； 粒 子散射实验否定了汤姆生提出的葡萄干布丁模型，建立了核式结构模型，C 错误；密立根油 滴实验测定了电子的电荷量，D 错误. 二、原子核的组成 1919 年， 卢瑟福用 粒子轰击氮原子核发现了质子， 如图所示为 粒子轰击氮原子核示意图. (1)人们用 粒子轰击多种原子核，都打出了质子，说明了什么问题？ (2)绝大多数原子核的质量数都大于其质子数，说明了什么问题？ 答案 (1)说明质子是原子核的组成部分. (2)说明原子核中除了质子外还有其他粒子.

6、1.原子核(符号A ZX) 2.基本关系 核电荷数质子数(Z)元素的原子序数核外电子数，质量数(A)核子数质子数中子 数. 3.同位素：(1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核.(2)原子核内的质子数决定了核外电 子的数目， 进而也决定了元素的化学性质.同种元素的原子， 质子数相同， 核外电子数也相同， 所以有相同的化学性质，但它们的中子数不同，所以它们的物理性质不同. 例 2 已知镭的原子序数是 88，原子核的质量数是 226.试问： (1)镭核中有几个质子？几个中子？ (2)镭核所带电荷量是多少？(保留三位有效数字) (3)呈电中性的镭原子，核外有几个电子？ 答案 (1)88 138

7、(2)1.4110 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 NAZ22688138. (2)镭核所带电荷量 QZe881.610 19 C1.411017 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 人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为 3 的氦，它可作为 未来核聚变的重要原料之一，氦的该种同位素应表示为( ) A.43He B.32He C.42He D.33He 答案 B 解析 氦的同位素质子数一定相同，质量数为 3，故应表示为32He，因此

8、 B 正确. 1.(物理学史的考查)下列现象中，与原子核内部变化有关的是( ) A. 粒子散射现象 B.天然放射现象 C.光电效应现象 D.原子发光现象 答案 B 解析 粒子散射现象说明金箔原子中有一个很小的核；光电效应现象说明光的粒子性，原 子发光现象由原子核外电子跃迁形成；只有天然放射现象才与原子核内部变化有关，选项 B 正确. 2.(原子核的组成)卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子，此后他预言：在原子核内，除了 质子外，还可能有质量与质子相等的中性粒子(即中子)，他的主要依据是( ) A.核的质量大于核外电子的质量 B.核的质量大于核内质子的质量 C.核电荷数与核内质子数相等 D.核电

9、荷数在数值上只有质量数的一半或还少些 答案 D 3.(原子核的组成)在 粒子轰击金箔的散射实验中， 粒子可以表示为42He，42He 中的 4 和 2 分别表示( ) A.4 为核子数，2 为中子数 B.4 为质子数和中子数之和，2 为质子数 C.4 为核外电子数，2 为中子数 D.4 为中子数，2 为质子数 答案 B 解析 根据A ZX 所表示的物理意义，原子核的质子数决定核外电子数，原子核的核电荷数就是 核内的质子数，也就是这种元素的原子序数.原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和， 即为核内的核子数.42He 符号左下角的 2 表示的是质子数或核外电子数，42He 符号左上角的 4 表示的是核子数，故选项 B 正确. 4.(原子核的组成)以下说法正确的是( ) A.222 86Rn 为氡核，由此可知，氡核的质量数为 86，氡核的质子数为 222 B.94Be 为铍核，由此可知，铍核的质量数为 9，铍核的中子数为 4 C.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 A 项氡核的质量数为 222，质子数为 86，所以 A 错误；B 项铍核的质量数为 9，中子 数为 5，所以 B 错误；由于质子数相同而中子数不同的原子核互称为同位素，即它们的质子 数相同而质量数不同，所以 C 错误，D 正确.