(教用word)第5章 第1节 认识原子核-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册(鲁科版2019)

第1节　认识原子核 学业要求＋核心素养 1．知道天然放射现象及其规律。(科学思维) 2．理解三种射线的本质以及如何利用磁场区分它们。(科学探究) 3．了解质子和中子的发现过程。(科学态度与责任) 4．掌握原子核的组成，知道核子和同位素的概念。(物理观念) 一、天然放射现象和三种射线 1．基础梳理 (1)天然放射现象的发现 ①1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性。 ②天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象。 a．放射性：物质放出射线的性质。 b．放射性元素：具有放射性的元素。 ③玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。 (2)三种射线 ①α射线：实际上就是高速运动的氦原子核粒子流，速率可达到0.1c，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张薄纸就能把它挡住。 ②β射线：是高速运动的电子流，它速度很大，可达0.99c，它的穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板，但电离能力较弱。 ③γ射线：是波长很短的电磁波，穿透能力更强，能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很弱。 2．尝试探究 (1)天然放射现象说明了什么？ 提示：天然放射现象是原子核向外辐射出射线的现象，这一现象说明原子核有复杂的内部结构。 (2)三种射线垂直进入匀强电场后能分开吗？ 提示：能分开。 (3)如何在匀强电场中区分三种射线？ 提示：当三种射线不沿电场线方向射入电场时，在电场中不偏转的是γ射线，沿着电场线方向偏转的是α射线，逆着电场线方向偏转的是β射线。 (4)如何在匀强磁场中区分三种射线？ 提示：当三种射线不沿磁感应强度方向射入磁场时，先根据射线粒子的运动方向和磁场方向以及偏转方向判断偏转粒子的电性，带正电的为α粒子，带负电的为β粒子，不偏转的为γ射线。 二、质子和中子的发现 1．基础梳理 (1)质子的发现 ①实验：为探测原子核的结构，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子。 ②结论：质子是原子核的组成部分。 (2)中子的发现 ①1930年，用钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线。 ②1932年，约里奥—居里夫妇用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中轰击出质子。 ③查德威克对云室中这种射线进行研究，发现这种射线是一种不带电、质量接近质子的粒子流，即为中子。 2．尝试探究 卢瑟福是如何证明α粒子轰击氮原子核产生的新核是质子的？ 提示：卢瑟福把这种粒子分别引进电场和磁场，根据该粒子在电场和磁场中的偏转，测出其质量和电荷量，确定它就是氢原子核，又叫质子。 三、原子核的组成 1．基础梳理 (1)原子核的组成 ①组成：原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为核子。 ②原子核的符号：X，其中X为元素符号，A表示原子核的质量数，Z表示核电荷数。 ③两个基本关系： a．核电荷数＝质子数＝原子序数。 b．质量数＝质子数＋中子数＝核子数。 (2)同位素 具有相同质子数、不同中子数的原子，如氢的三种同位素 H、H、H。 (3)核反应与核反应方程 ①核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。 ②核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。 ③核反应规律：在核反应中，质量数和核电荷数守恒。 2．尝试探究 (1)原子核的核子数等于质子数吗？ 提示：不等于。原子核的核子数等于质子数与中子数之和。 (2)质量数就是原子核的质量吗？ 提示：不是。原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数称为原子核的质量数，质量数不是原子核的质量。 1．判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)放射性元素的放射现象都是自发的现象。 (　√　) (2)α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速。(　×　) (3)β射线能穿透几毫米厚的铅板。 (　×　) (4)γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱。 (　√　) (5)原子核的核子数等于质子数。 (　×　) (6)质量数就是原子核的质量。 (　×　) 2．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 C　解析：由三种射线的本质和性质可以判断：在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在薄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，说明穿过薄铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源。 3．(多选)卢瑟福发现质子后，预想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列事实不相符的是(　　) A．电