新教材同步系列2024春高中物理第五章原子核1原子核的组成课件新人教版选择性必修第三册

第五章原子核①物理观念：了解原子核的结构和特点，能说明原子核的衰变、裂变、聚变和放射现象．知道四种基本的相互作用．具有较为完整的物理观念．通过对这些内容的学习，完善学生对物质的认识，帮助学生形成相对完整、科学的物理观念．②科学思维：能运用概率统计的方法理解半衰期，对天然放射性现象问题进行分析，研究“基本”粒子的夸克模型．通过这些内容的学习，进一步促进物理模型建构、科学推理、质疑、创新的物理学科核心素养的形成．③科学探究：通过天然放射现象的发现，提出原子核具有复杂结构，形成猜想和假设，通过实验对三种射线性质进行探究，获取和处理信息、基于证据得出结论并做出解释．这一切都体现了科学探究的物理学科核心素养，对微观粒子的认识过程体现了科学探究的核心素养．④科学态度与责任：通过原子核内容的学习，知道所有物理结论都必须接受实践的检验，在学习和研究中做到实事求是，不迷信权威，能与他人合作．同时，知道科学技术对人类生活和社会发展的积极作用，但同时也会带来一系列问题，认识到人与自然是生命共同体，人类必须尊重自然，遵循自然规律．本章重点①原子核的组成、三种射线的本质；②衰变的基本性质，原子核的衰变规律和半衰期；③核力、结合能与平均结合能，质量亏损和质能方程；④核裂变与核聚变的理解和释放核能的计算．本章难点①原子核的衰变规律及半衰期；②质能方程的理解和核能计算；

③计算核裂变与核聚变释放的核能．1原子核的组成学习目标学法与考法1．知道天然放射现象及其规律2．理解三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们(重难点)3．掌握原子核的组成，知道核子和同位素的概念(重点)学法：①通过观察，思考，讨论了解天然放射现象及其规律，初步学会探究的方法．②通过对原子核组成的认识，培养自学和归纳能力考法：①考查对天然放射现象的实验规律的理解．②考查三种射线的性质．③考查对原子核组成的理解及质量数、电荷数和核子数间关系的认识知识导图

课前•自主预习天然放射现象及三种射线1．对天然放射现象的认识(1)1896年，法国物理学家___________发现某些物质具有放射性．(2)物质放出_______的性质称为放射性；具有_________的元素称为放射性元素；放射性元素自发地发出_______的现象叫作天然放射现象．(3)原子序数________或________83的元素，都能自发地发出射线，原子序数________83的元素，有的也能放出射线．贝克勒尔射线放射性射线大于等于小于氦原子核电离(2)β射线：是高速________，它的速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离作用较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的________．(3)γ射线：呈电中性，是能量很高的_________，波长很短，在10－10m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的________或几十厘米厚的混凝土．电子流铝板电磁波铅板β射线的本质是高速电子流，示波器中的阴极射线的本质也是高速电子流，这两种射线的来源相同吗？【答案】不相同，阴极射线来源于带自由电子的金属的核外电子，β射线来源于原子核变化时产生的电子．

(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是 (

)A．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线B．某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子【答案】ACD【解析】由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是一种波长很短的光子，不会使原核变成新核，三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电子，来源于原子核，故D正确．原子核的组成1．质子的发现1919年，________用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫作_______，用_____或______表示，其质量为mp＝_______________．卢瑟福质子p

1.67×10－27kg

2．中子的发现(1)卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种__________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，用______表示，中子的质量非常接近质子的质量．不带电n

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________数和________数之和叫核子数．(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的________倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数．质子中子整数(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内________和________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，这个倍数叫作原子核的__________．(4)质子中子质量数【答案】质子数中子数质子数质子数中子数同一位置原子核的核子数等于质子数吗？质量数就是原子核的质量吗？【答案】原子核的核子数等于质子数与中子数之和．原子核的质量等于原子中质子和中子的质量之和；质量数是将原子内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加而得到的数值．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，210个中子D．核内有210个核子【答案】D【解析】根据质量数＝质子数＋中子数可知该原子核的质量数为210，质子数为83，则中子数为127，而质子与中子统称为核子，则核子数为210，但由于不知道该原子的电性，因此不能确定核外电子数，D正确．课堂•重难探究－对天然放射现象和三种射线的理解1．对放射性和射线的理解(1)一种元素的放射性，与其是单质或是化合物无关，这说明一种元素的放射性和核外电子无关．(2)射线来自于原子核，说明原子核是可以再分的．2．三种射线的性质、特征比较对三种射线性质的理解例1如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应符合下表中的

(

)【答案】C选项磁场方向到达O点的射线到达P点的射线A竖直向上βαB竖直向下αβC垂直纸面向里γβD垂直纸面向外γα【解析】R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．变式1天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知

(

)A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，是一种电磁波【答案】D【解析】①射线能被一张纸挡住，说明它的穿透能力较差，①射线是α射线，α射线是高速运动的氦核流，它的穿透能力差，电离作用最强，B错误；②射线的穿透能力较强，能穿透纸和几毫米厚的铝板，说明它是β射线，β射线是高速电子流，β射线来自原子核，不是来自原子核外的电子，A错误；③射线的穿透能力最强，能够穿透几厘米厚的铅板，③射线是γ射线，γ射线的电离作用最弱，穿透能力最强，它是能量很高的电磁波，C错误，D正确．三种射线在磁场或电场中偏转的问题例2

(多选)如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，则下列说法中正确的有

(

)A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向上的匀强电场，则屏上有亮斑的可能只是b【答案】AC变式2如图所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线

(

)A．向右偏

B．向左偏C．直线前进

D．无法判断【答案】A三种射线的比较方法1．知道三种射线带电的性质，α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种．2．在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线．3．α射线穿透能力较弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强．对原子核的组成的理解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：原子核内的质子数决定了核外电子的数目，从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，但它们的中子数可能不同，所以它们的物理性质不同．对原子核的组成的理解例3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

(

)【答案】B变式3

现在科学家正在设法寻找“反物质”．所谓“反物质”是由“反粒子”组成的，则反α粒子的符号是 (

)【答案】C原子核的“数”与“量”辨析1．核电荷数与原子核的电荷量是不同的，与组成原子核的质子数是相等的．2．原子核内质子和中子的总数叫作原子核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量之和．小练•随堂巩固1．关于γ射线，下列说法不正确的是 (

)A．它是处于激发态的原子核放射的B．它是原子内层电子受到激发时产生的C．它是一种不带电的光子流D．它是波长极短的电磁波【答案】B【解析】γ射线是激发状态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种不带电的光子流，B符合题意．2．放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，进入匀强电场中，偏转情况如图所示，由此可推断 (

)A．①表示γ射线，③表示α射线B．①表示γ射线，③表示β射线C．②表示γ射线，③表示α射线D．②表示γ射线，③表示β射线【答案】C【解析】α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，γ射线在磁场中一定不偏转，②为γ射线；电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，①为β射线，③为α射线，C正确，A、B、D错误．3．图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图．人们根据射线的特性设计了在不损坏工件的情况下利用射线的穿透性，来检查金属内部伤痕的情况，如图乙所示．图乙中检查所利用的射线是 (

)A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以【答案】C【解析】分析三种射线的性质，可知α、β、γ三种射线中，α射线电离能力最强，γ射线穿透能力最强，要检查金属内部伤痕的情况，所以选用穿透能力最强的射线，即γ射线．它能穿透薄金属板，当金属内部有伤痕，透过钢板的γ射线强度发生变化，计数器就能有不同的显示，从而可知金属内部有伤痕．4．以下说法正确的是 (

)

C．同一元素的