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金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第1节原子核的组成学案学习目标1．了解天然放射现象及其规律。2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。学习重点天然放射现象及其规律，原子核的组成。学习难点知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。自主学习：一、天然放射现象1．放射性和放射性元素(1)1896年，法国物理学家__________发现，铀和含铀矿物都能发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光．物质发射射线的性质称为________，具有放射性的元素称为____________．(2)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__________、__________.2．天然放射现象放射性元素自发地发出射线的现象．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．二、三种射线的本质特征1．α射线：它是高速______流，速度约为光速的110，贯穿本领很弱，电离作用比较强．2．β射线：它是高速______流，速度接近光速的99%，贯穿作用很强，电离作用较弱．3．γ射线：它是频率极高的________，电离作用最强，电离作用很弱．三、原子核的组成1．质子的发现：______用α粒子轰击________获得了质子．2．中子的发现：卢瑟福的学生__________通过实验证实了______的存在．3．原子核的组成(1)组成：______和______，统称核子．(2)符号：AZXX：__________.A：________，数值上等于________和________的总和．Z：__________.(3)同位素：具有相同________而________不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置．例如氢的同位素：__________、____________、____________.典型例题：例1、如图19－1－1所示，在有小孔的铅盒里放有能连续放出α、β、γ三种射线的放射性元素，放出的三种射线都打在对面屏M上的A点，要使三种射线分开，分别打在屏上的A、B、C三点(其中B到A的距离大于C到A的距离)，可采取的措施是在屏与孔之间加上()A．垂直于纸面向里的匀强磁场B．垂直于纸面向外的匀强磁场C．水平向右的匀强电场D．水平向左的匀强电场解析：金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第2页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com(1)若加垂直于纸面向外的匀强磁场，β射线向左偏，α射线向右偏，根据qBv＝mv2R有：R＝mvqB①由β射线的比荷与α射线的比荷有qβmβ≫qαmα，而二者的速度仅为几倍之差，根据①式不难得出Rβ＜Rα.由几何知识得出偏距AB＞AC，符合题意．反之，若加垂直于纸面向里的磁场，β射线向右偏，α射线向左偏，AC＞AB，不符合题意．(2)若加水平向右的匀强电场，α射线向右偏，β射线向左偏，AB＝12Eqβmβ·OA2v2β，AC＝12Eqαmα·OA2v2α，∵qβmβ≫qαmα，v2β和v2α相差不大，∴AB＞AC.符合题意．反之，加水平向左的电场，不符合题意．故正确答案为B、C.例2、已知铀的原子序数是92，原子核质量数是235.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？(3)若镭原子呈现中性，它核外有几个电子？(4)23892U是镭的一种同位素，让23592U和23892U以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？解析：原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的．原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：(1)铀核中的质子数等于其原子序数，故质子数为92，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＝235－92＝143.(2)核所带电荷量Q＝Ze＝92×1.6×10－19C≈1.47×10－17C.(3)中性原子的核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为92.(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＝mv2r，r＝mvqB，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故r235r238＝235238.答案：(1)92143(2)1.47×10－17C(3)92(4)235238自我检测1.如图所示，x为未知放射源，它向右方发射放射线，p为一张厚度为0.5mm左右的薄铝箔，铝箔右侧是一真空区域，内有较强磁场，q为荧光屏，h是观察装置．实验时，若将磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，再将铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，则可知放射源x可能为()A．α和β的混合放射源B．α和γ的混合放射源金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第3页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.comC．β和γ的混合放射源D．α、β和γ的混合放射源2．一个原子核21083Bi，关于这个原子核，下列说法中错误的是()A．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3．有两束均由质子和氘核混合组成的粒子流，第一束中的质子和氘核具有相同的动量，第二束中的质子和氘核具有相同的动能．现打算将质子和氘核分开，有以下一些做法，这些方法中可行的是()A．让第一束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出B．让第一束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出C．让第二束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出D．让第二束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出4．放射性元素中的β射线是原子核内中子转化为质子的过程中释放出的电子形成的高速电子流，请估算其电子能量相当于多大的电势差加速所获得的能量．5．茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大的威胁．现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的办法除去α射线？(2)余下的这束β和γ射线经过如图19－1－8所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入磁场区域后轨迹的示意图．(画在图19－1－8上)图19－1－8(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)．金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第4页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com参考答案自主学习一、1.(1)贝可勒尔放射性放射性元素(2)钋(Po)镭(Ra)2.大于或等于83小于83二、1.氦核2.电子3.电磁波三、1.卢瑟福氮原子核2.查德威克中子3.(1)质子中子(2)元素符号质量数质子数中子数核电荷数(3)质子数中子数氕(11H)氘(21H)氚(31H)自我检测1．选B将强磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数没有变化，说明磁场对射线粒子没有影响，可知射到屏上的是不带电的γ射线；再将厚0.5mm左右的薄铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，说明除接收到γ射线外，又收到了原来被铝箔p挡住的射线，而厚度为0.5mm左右的铝箔能挡住的只有α射线，所以此放射源应是α和γ的混合放射源．故正确答案为B.2．选A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，故该核内有83个质子，核外有83个电子．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，故该核内有210个核子，其中有127个中子．3．选AD粒子垂直进入电场后做类平抛运动，则偏转位移为y＝12at2＝12·Eqm(lv)2＝Eql22mv2，可得y∝qEk或y∝mqp2，所以利用电场可以区分第一束粒子流而不能区分第二束粒子流；当粒子束进入磁场后将做匀速圆周运动，由qvB＝mv2r，得r＝mvqB，由此可知，不能利用磁场区分第一束粒子流，但可以区分第二束粒子流．4．解析：由于β粒子的速度可达0.99c，则Ek＝12mv2＝12×9.1×10－31×(0.99×3×108)2J≈4.0×10－14J若经电场加速，满足eU＝Ek则U＝Eke＝4.0×10－141.6×10－19V＝2.5×105V由此可知，β粒子的能量相当于25万伏的加速电压加速所获得的能量．答案：25万伏5．解析：(1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线．(2)如图所示．(3)α粒子和电子在磁场中偏转，据R=，对α射线R1=，对β射线R2＝meveBqe，故R1R2＝mαvαqemeveqα＝400.α射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离．答案：(1)用一张纸放在射线前即可除去α射线(2)见解析图(3)α射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转．故与γ射线无法分离．解析：α射线不能穿过3mm厚的铝板，γ射线又很容易穿过3mm厚的铝板，基本不受铝板厚度的影响．而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化，应是β射线对控制厚度起主要作用．若超过标准值，金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com第5页共5页金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com说明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调节得大一些．答案：β大