資源簡介

[A級——基礎達標練]
1．最早提出原子核是由質子和中子組成的科學家是(　　)
A．貝克勒爾 B．居里夫人
C．盧瑟福 D．查德威克
解析：選C。由于盧瑟福通過α粒子轟擊氮原子核發現了質子，并從其他原子核中都打出了質子，盧瑟福認為質子是原子核的組成部分，并依據質子數與質量數不相等的情況預言了中子的存在，提出了原子核是由質子和中子組成的理論，故C正確。
2．關于γ射線，下列說法不正確的是(　　)
A．它是處于激發狀態的原子核放射的
B．它是原子內層電子受到激發時產生的
C．它是一種不帶電的光子流
D．它是波長極短的電磁波
解析：選B。γ射線是激發狀態的原子核發出的波長極短的電磁波，是一種光子，故B錯誤。
3．據報道，月球上有大量的He存在，以下關于He的說法正確的是(　　)
A．是He的同分異構體
B．比He多一個中子
C．是He的同位素
D．比He少一個質子
解析：選C。元素符號的左下角表示的是質子數，左上角表示的是核子數，中子數等于質量數(核子數)減質子數。質子數相同而中子數不同的原子核互稱同位素。He是He的同位素，比He少一個中子，故C正確。
4．原子核能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，下列說法正確的是(　　)
A．原子核中有質子、中子，還有α粒子
B．原子核中有質子、中子，還有β粒子
C．原子核中有質子、中子，還有γ粒子
D．原子核中只有質子和中子
解析：選D。在放射性元素的原子核中，2個質子和2個中子結合得較緊密，有時作為一個整體放出，這就是α粒子的來源，不能據此認為α粒子是原子核的組成部分。原子核里是沒有電子的，但中子可以轉化成質子，并向核外釋放一個電子，這就是β粒子。原子核發出射線后處于高能級，再回到低能級時多余的能量以γ光子的形式輻射出來，形成γ射線，故原子核里也沒有γ粒子，故D正確。
5．(多選)在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實的是(　　)
A．密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數值
B．貝克勒爾通過對天然放射現象的研究，發現了原子中存在原子核
C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素
D．盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了在原子核內部存在質子
解析：選AC。密立根通過油滴實驗，驗證了物體所帶的電荷量都是某一值的整數倍，測出了基本電荷的數值，A正確；貝克勒爾通過對天然放射現象的研究，明確了原子核具有復雜結構，B錯誤；居里夫婦通過對含鈾物質的研究發現了釙(Po)和鐳(Ra)，C正確；盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了原子的核式結構，D錯誤。
6．在貝克勒爾發現天然放射現象后，人們對放射線的性質進行了深入的研究，發現α、β、γ射線的穿透本領不同。如圖，這是這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①②③分別是(　　)
A．γ、β、α B．β、γ、α
C．α、β、γ D．γ、α、β
解析：選C。α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線；γ射線穿透能力最強，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線；β射線穿透能力較強，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線；故C正確。
7．如圖所示，放射性元素鐳釋放出α、β、γ三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，下列說法正確的是(　　)
A．①表示γ射線，③表示α射線
B．②表示β射線，③表示α射線
C．④表示α射線，⑤表示γ射線
D．⑤表示β射線，⑥表示α射線
解析：選C。由放射現象中α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電，結合在電場與磁場中的偏轉可知②⑤是γ射線，③④是α射線，①⑥是β射線，C正確。
[B級——能力增分練]
8．(多選)靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核的軌道半徑之比為44∶1，如圖所示，則(　　)
A．α粒子與反沖核的動量大小相等、方向相反
B．原來放射性元素的核電荷數為90
C．反沖核的核電荷數為88
D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88
解析：選ABC。由于微粒之間相互作用的過程中動量守恒，初始總動量為零，則最終總動量也為零，即α粒子和反沖核的動量大小相等、方向相反，A正確；由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做圓周運動，由qvB＝得R＝，若原來放射性元素的核電荷數為Q，則
對α粒子：R1＝
對反沖核：R2＝
由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，反沖核的核電荷數為90－2＝88，B、C正確；它們的速度大小與質量成反比，由于不知道質量比，故無法比較速度大小，故D錯誤。
9．(多選)質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具，某種質譜儀的原理圖如圖所示，現利用這種質譜儀對氫元素進行測量。氫元素的三種同位素從容器A的下方的小孔無初速度飄入電勢差為U的加速電場中，加速后垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條光譜線。關于三種同位素進入磁場時速度大小的排列順序和三條光譜的排列順序，下列判斷正確的是(　　)
A．進入磁場時速度從大到小的排列順序是氚、氘、氕
B．進入磁場時速度從大到小的排列順序是氕、氘、氚
C．a、b、c三條光譜線依次排列的順序是氕、氘、氚
D．a、b、c三條光譜線依次排列的順序是氚、氘、氕
解析：選BD。加速過程中由動能定理得qU＝mv2，則有v＝，三種同位素電荷量q相同，速度的大小取決于質量的倒數，所以速度從大到小的排列順序是氕、氘、氚，A錯誤，B正確；進入磁場后粒子做勻速圓周運動，由qvB＝m，并把v代入，得r＝ ，由于它們的電荷量均相同，那么氚核的偏轉半徑最大，所以a、b、c三條光譜線依次排列的順序是氚、氘、氕，故C錯誤，D正確。
10．(多選)我國自己研制的旋式γ刀性能特別好，已被各大醫院應用于臨床治療。γ刀治療腦腫瘤主要是利用(　　)
A．γ射線具有很強的穿透能力
B．γ射線具有很強的電離作用
C．γ射線波長很短，具有很高的能量
D．γ射線能很容易繞過阻礙物到達腦腫瘤位置
解析：選AC。γ射線是波長很短、頻率很高的電磁波，具有很高的能量和很強的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到達腫瘤位置并殺死腫瘤細胞，A、C正確；因γ射線不帶電，它的電離作用很弱，因波長很短，其衍射能力也很差，B、D錯誤。
11．(多選)某空間內可能存在磁場或電場，也可能磁場和電場同時存在或都不存在，一束包含α射線、β射線和γ射線的射線以同方向進入此空間，如它們的運動軌跡仍為一束，則此空間可能的情形是(　　)
A．存在互相垂直的勻強電場及勻強磁場
B．磁場及電場都存在
C．有電場，無磁場
D．有磁場，無電場
解析：選BCD。α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電，它們以同方向不同速度進入某空間，運動軌跡仍為一束，則它們不受力的作用或受力方向與運動方向一致，空間中可有與運動方向平行的電場，無磁場，C正確；空間中可有與運動方向平行的磁場，無電場，D正確；空間中可有與運動方向平行的電場、磁場，B正確；空間中存在互相垂直的勻強電場及勻強磁場時，不同速度的粒子受到的洛倫茲力不同，不同的粒子受到的電場力不同，三種粒子不可能向同一方向運動，A錯誤。
12．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對宇航員構成了很大的威脅。現有一束射線(含有α、β、γ三種射線)
(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡單的辦法除去α射線？
(2)如圖所示，余下的這束β和γ射線經過一個使它們分開的磁場區域，請畫出β和γ射線進入磁場區域后軌跡的示意圖。(畫在圖上)
(3)用磁場可以區分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分離出來，為什么？(已知α粒子的質量約是β粒子質量的8 000倍，α射線速度約為光速的十分之一，β射線速度約為光速)
解析：(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線。
(2)如圖所示。
(3)由r＝和題設條件可知：
α射線粒子的圓周運動半徑很大，比β射線粒子大得多，在磁場中偏轉量很小，幾乎不偏轉，故與γ射線無法分離。
答案：(1)用一張紙放在射線前即可除去α射線
(2)見解析圖　(3)α射線粒子的圓周運動半徑很大，幾乎在磁場中不偏轉，故與γ射線無法分離
13．若讓氫的三種同位素先以相同的速度進入相同的勻強磁場做勻速圓周運動，再以相同的動量進入相同的勻強磁場做勻速圓周運動，其受到的向心力和軌道半徑大小順序如何？
解析：當同位素以相同速度進入相同的勻強磁場，由洛倫茲力提供向心力得qvB＝，則R＝，
B、q一定，當v相同時R∝m，則R氚>R氘>R氕，
當動量相同時，則R氕＝R氘＝R氚。
由Fn＝qvB知速度相同時向心力大小相同，
即Fn氕＝Fn氘＝Fn氚，
又因為Fn＝qvB＝
q、p、B一定，Fn∝，
故當動量相同時，Fn氕>Fn氘>Fn氚。
答案：以相同速度進入磁場時，Fn氕＝Fn氘＝Fn氚，R氕＜R氘＜R氚；以相同動量進入磁場時，Fn氕>Fn氘>Fn氚，R氕＝R氘＝R氚。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第1節　原子核的組成
[學習目標]
1．知道天然放射現象及其規律。
2．理解三種射線的本質，以及如何利用磁場區分它們。
3．掌握原子核的組成，知道核子和同位素的概念。
4．掌握質量數、電荷數和核子數間的關系。
INCLUDEPICTURE "知識梳理.TIF"
知識點1　天然放射現象
1．1896年，法國物理學家貝克勒爾發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線，它能穿透黑紙使照相底片感光。
2．瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發現了兩種能夠發出更強射線的新元素，命名為釙(Po)和鐳(Ra)。
3．原子序數大于83的元素，都能自發地發出射線，原子序數小于或等于83的元素，有的也能發出射線。
4．物質發出射線的性質稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素。放射性元素自發地發出射線的現象叫作天然放射現象。
[判一判]
1．(1)放射性元素發出的射線可以直接觀察到。(　　)
(2)放射性元素發出的射線的強度可以人工控制。(　　)
(3)放射性元素的放射性都是自發的現象。(　　)
提示：(1)×　(2)×　(3)√
知識點2　射線的本質
1．α射線：α粒子流。其組成與氦原子核相同，速度可達到光速的，其電離作用強，穿透作用較弱，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它擋住。
2．β射線：電子流，速度接近光速。它的穿透能力較強，電離作用較弱，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。
3．γ射線：一種電磁波，波長很短的光子，波長在10－10 m以下，它的電離作用更弱，但穿透能力更強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板或幾十厘米厚的混凝土。
4．實驗發現，如果一種元素具有放射性，那么，無論它是以單質存在還是以化合物形式存在，都具有放射性。放射性的強弱也不受溫度、外界壓強的影響。由于元素的化學性質決定于原子核外的電子，說明射線來自原子核，說明原子核內部是有結構的。
[判一判]
2．(1)α射線是由高速運動的氦核組成的，其運行速度接近光速。(　　)
(2)β射線能穿透幾毫米厚的鉛板。(　　)
(3)γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱。(　　)
提示：(1)×　(2)×　(3)√
知識點3　原子核的組成
1．質子的發現
盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核獲得了質子。
2．中子的發現
(1)盧瑟福猜想：原子核內可能還存在另一種粒子，它的質量與質子相同，但是不帶電，他把這種粒子叫作中子。
(2)查德威克通過實驗證實了這個猜想。
3．原子核的組成
原子核由質子、中子組成，它們統稱為核子。
4．原子核的電荷數(Z)
等于核內質子數，等于原子序數。
5．原子核的質量數(A)
就是核內的核子數。
6．原子核的符號表示
X(其中X為元素符號，A表示核的質量數，Z表示核的電荷數)。
7．同位素
核中質子數相同而中子數不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。
INCLUDEPICTURE "基礎自測.TIF"
1．(天然放射現象)天然放射現象的發現揭示了(　　)
A．原子是可分的
B．原子的中心有一個很小的核
C．原子核具有復雜的結構
D．原子核由質子和中子組成
解析：選C。天然放射現象的發現揭示了原子核具有復雜的結構。
2．(三種射線的性質)天然放射性元素放出的α、β、γ射線中(　　)
A．三種射線的速度相同
B．α射線的穿透本領最強
C.β射線的本質是高速運動的電子流
D．γ射線在真空中的速度比X射線的大
答案：C
3．(原子核的組成)(2024·寧夏中衛階段練)鈾(U)的核里有N個質子、M個中子，則N和M分別是(　　)
A．92和146　　　　　 B．92和92
C．146和146 D．238和238
答案：A
4．(同位素的性質)(多選)下列說法正確的是(　　)
A．X與Y互為同位素
B．X與Y互為同位素
C．X與Y中子數相同
D．92U核內有92個質子，235個中子
解析：選BC。 X核與Y核的質子數不同，不能互為同位素，A錯誤；X核與Y核質子數都為m，而質量數不同，則中子數不同，所以互為同位素，B正確；X核內中子數為n－m，Y核內中子數為(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子數相同，C正確；235　92U核內有143個中子，而不是235個中子，D錯誤。　
探究一　三種射線的性質
INCLUDEPICTURE "重難整合.TIF"
1．α、β、γ三種射線的比較
種類 α射線 β射線 γ射線
組成 高速氦核流 高速電子流 光子流(高頻電磁波)
粒子質量 4mp(mp＝1．67×10－27kg) 靜止質量為零
帶電荷量 2e －e 0
速率 0.1c 0.99c c
穿透能力 最弱，用一張紙就能擋住 較強，能穿透幾毫米厚的鋁板 最強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土
電離作用 很強 較弱 很弱
在磁場中 偏轉 偏轉 不偏轉
2.三種射線在磁場、電場中偏轉情況的比較
(1)在勻強磁場中，α射線偏轉半徑較大，β射線偏轉半徑較小，γ射線不偏轉，如圖甲所示。
(2)在勻強電場中，α射線偏離較小，β射線偏離較大，γ射線不偏離，如圖乙所示。
INCLUDEPICTURE "典例引領.TIF"
【例1】　如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數器之間加上L后，計數器的計數率將大幅度減小，在L和計數器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數器的計數率不變，則x可能是(　　)
A．α和β的混合放射源　　　　 B．純α放射源
C．α和γ的混合放射源 D．純γ放射源
[解析]　在放射源和計數器之間加上鋁片后，計數器的計數率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在鋁片和計數器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數器的計數率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有γ射線，因此放射源可能是α和γ的混合放射源。
[答案]　C
[針對訓練1]　(多選)用α粒子照射充滿氮氣的云室，攝得如圖所示的照片。下列說法正確的是(　　)
A．A是α粒子的徑跡
B．B是α粒子的徑跡
C．C是α粒子的徑跡
D．C是質子的徑跡
答案：BD
探究二　原子核的組成
INCLUDEPICTURE "重難整合.TIF"
1．原子核的大小、組成和同位素
原子核
2．原子核的符號和數量關系
(1)符號：X。
(2)基本關系：核電荷數(Z)＝質子數＝元素的原子序數＝核外電子數。
質量數(A)＝核子數＝質子數＋中子數。
3．對核子數、電荷數、質量數的理解
(1)核子數：質子和中子質量差別非常微小，二者統稱為核子，所以質子數和中子數之和叫核子數。
(2)電荷數(Z)：原子核所帶的電荷等于質子電荷的整數倍，通常用這個數表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數。
(3)質量數(A)：原子核的質量等于核內質子和中子的質量總和，而質子與中子質量幾乎相等，所以原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，這個倍數叫作原子核的質量數。
INCLUDEPICTURE "典例引領.TIF"
【例2】　已知鐳的原子序數是88，原子核質量數是226，電子電荷量e＝1.6×10－19 C。試問：
(1)鐳核中有多少個質子？多少個中子？
(2)鐳核所帶的電荷量是多少？
(3)呈中性的鐳原子，核外有多少個電子？
[解析]　(1)鐳核中的質子數等于其原子序數，故質子數為88，中子數N等于原子核的質量數A與質子數Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。
(2)鐳核所帶電荷量：
Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C。
(3)核外電子數等于核電荷數，故核外電子數為88。
[答案]　(1)88　138　(2)1.41×10－17 C　(3)88
[針對訓練2]　某種元素的原子核用X表示，下列說法正確的是(　　)
A．原子核的質子數為Z，中子數為A
B．原子核的質子數為Z，中子數為A－Z
C．原子核的質子數為A，中子數為Z
D．原子核的質子數為A－Z，中子數為Z
解析：選B。根據原子核的符號的含義：A表示質量數，Z表示質子數，則中子數為A－Z，所以B正確。
探究三　同位素的特點
【例3】　據報道，俄科學家成功合成了具有極強放射性的117號新元素，該元素目前尚未被命名，是在實驗室人工創造的最新的超重元素。新元素有兩種同位素，其中一種有176個中子，而另一種有177個中子。
(1)該元素兩種同位素的原子核的核電荷數各為多少？原子的核外電子數各為多少？
(2)該元素兩種同位素的原子核的質量數各為多少？
(3)若用X表示117號元素的元素符號，該元素的兩種同位素用原子核符號如何表示？
[解析]　(1)元素的原子序數等于該元素原子核的核電荷數，等于核內質子數，故117號元素兩種同位素的核電荷數和核內質子數均為117，原子呈中性，故核外電子數等于核內質子數，也均為117。
(2)原子核的質量數等于質子數與中子數之和，故該元素中子數為176的原子核的質量數為117＋176＝293，中子數為177的原子核的質量數為117＋177＝294。
(3)元素符號一般用X 表示，其中A表示質量數，Z表示核電荷數，由前兩問可得該元素的兩種同位素的原子核符號，中子數為176的原子核的符號為X，中子數為177的原子核的符號為X。
[答案]　(1)均為117　均為117　(2)293　294
(3)X　X
INCLUDEPICTURE"分層演練素養達標LLL.TIF" [A級——基礎達標練]
1．最早提出原子核是由質子和中子組成的科學家是(　　)
A．貝克勒爾 B．居里夫人
C．盧瑟福 D．查德威克
解析：選C。由于盧瑟福通過α粒子轟擊氮原子核發現了質子，并從其他原子核中都打出了質子，盧瑟福認為質子是原子核的組成部分，并依據質子數與質量數不相等的情況預言了中子的存在，提出了原子核是由質子和中子組成的理論，故C正確。
2．關于γ射線，下列說法不正確的是(　　)
A．它是處于激發狀態的原子核放射的
B．它是原子內層電子受到激發時產生的
C．它是一種不帶電的光子流
D．它是波長極短的電磁波
解析：選B。γ射線是激發狀態的原子核發出的波長極短的電磁波，是一種光子，故B錯誤。
3．據報道，月球上有大量的He存在，以下關于He的說法正確的是(　　)
A．是He的同分異構體
B．比He多一個中子
C．是He的同位素
D．比He少一個質子
解析：選C。元素符號的左下角表示的是質子數，左上角表示的是核子數，中子數等于質量數(核子數)減質子數。質子數相同而中子數不同的原子核互稱同位素。He是He的同位素，比He少一個中子，故C正確。
4．原子核能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，下列說法正確的是(　　)
A．原子核中有質子、中子，還有α粒子
B．原子核中有質子、中子，還有β粒子
C．原子核中有質子、中子，還有γ粒子
D．原子核中只有質子和中子
解析：選D。在放射性元素的原子核中，2個質子和2個中子結合得較緊密，有時作為一個整體放出，這就是α粒子的來源，不能據此認為α粒子是原子核的組成部分。原子核里是沒有電子的，但中子可以轉化成質子，并向核外釋放一個電子，這就是β粒子。原子核發出射線后處于高能級，再回到低能級時多余的能量以γ光子的形式輻射出來，形成γ射線，故原子核里也沒有γ粒子，故D正確。
5．(多選)在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實的是(　　)
A．密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數值
B．貝克勒爾通過對天然放射現象的研究，發現了原子中存在原子核
C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素
D．盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了在原子核內部存在質子
解析：選AC。密立根通過油滴實驗，驗證了物體所帶的電荷量都是某一值的整數倍，測出了基本電荷的數值，A正確；貝克勒爾通過對天然放射現象的研究，明確了原子核具有復雜結構，B錯誤；居里夫婦通過對含鈾物質的研究發現了釙(Po)和鐳(Ra)，C正確；盧瑟福通過α粒子散射實驗證實了原子的核式結構，D錯誤。
6．在貝克勒爾發現天然放射現象后，人們對放射線的性質進行了深入的研究，發現α、β、γ射線的穿透本領不同。如圖，這是這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①②③分別是(　　)
A．γ、β、α B．β、γ、α
C．α、β、γ D．γ、α、β
解析：選C。α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線；γ射線穿透能力最強，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線；β射線穿透能力較強，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線；故C正確。
7．如圖所示，放射性元素鐳釋放出α、β、γ三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，下列說法正確的是(　　)
A．①表示γ射線，③表示α射線
B．②表示β射線，③表示α射線
C．④表示α射線，⑤表示γ射線
D．⑤表示β射線，⑥表示α射線
解析：選C。由放射現象中α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電，結合在電場與磁場中的偏轉可知②⑤是γ射線，③④是α射線，①⑥是β射線，C正確。
[B級——能力增分練]
8．(多選)靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核的軌道半徑之比為44∶1，如圖所示，則(　　)
A．α粒子與反沖核的動量大小相等、方向相反
B．原來放射性元素的核電荷數為90
C．反沖核的核電荷數為88
D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88
解析：選ABC。由于微粒之間相互作用的過程中動量守恒，初始總動量為零，則最終總動量也為零，即α粒子和反沖核的動量大小相等、方向相反，A正確；由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做圓周運動，由qvB＝得R＝，若原來放射性元素的核電荷數為Q，則
對α粒子：R1＝
對反沖核：R2＝
由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，反沖核的核電荷數為90－2＝88，B、C正確；它們的速度大小與質量成反比，由于不知道質量比，故無法比較速度大小，故D錯誤。
9．(多選)質譜儀是測量帶電粒子的質量和分析同位素的重要工具，某種質譜儀的原理圖如圖所示，現利用這種質譜儀對氫元素進行測量。氫元素的三種同位素從容器A的下方的小孔無初速度飄入電勢差為U的加速電場中，加速后垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條光譜線。關于三種同位素進入磁場時速度大小的排列順序和三條光譜的排列順序，下列判斷正確的是(　　)
A．進入磁場時速度從大到小的排列順序是氚、氘、氕
B．進入磁場時速度從大到小的排列順序是氕、氘、氚
C．a、b、c三條光譜線依次排列的順序是氕、氘、氚
D．a、b、c三條光譜線依次排列的順序是氚、氘、氕
解析：選BD。加速過程中由動能定理得qU＝mv2，則有v＝，三種同位素電荷量q相同，速度的大小取決于質量的倒數，所以速度從大到小的排列順序是氕、氘、氚，A錯誤，B正確；進入磁場后粒子做勻速圓周運動，由qvB＝m，并把v代入，得r＝ ，由于它們的電荷量均相同，那么氚核的偏轉半徑最大，所以a、b、c三條光譜線依次排列的順序是氚、氘、氕，故C錯誤，D正確。
10．(多選)我國自己研制的旋式γ刀性能特別好，已被各大醫院應用于臨床治療。γ刀治療腦腫瘤主要是利用(　　)
A．γ射線具有很強的穿透能力
B．γ射線具有很強的電離作用
C．γ射線波長很短，具有很高的能量
D．γ射線能很容易繞過阻礙物到達腦腫瘤位置
解析：選AC。γ射線是波長很短、頻率很高的電磁波，具有很高的能量和很強的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到達腫瘤位置并殺死腫瘤細胞，A、C正確；因γ射線不帶電，它的電離作用很弱，因波長很短，其衍射能力也很差，B、D錯誤。
11．(多選)某空間內可能存在磁場或電場，也可能磁場和電場同時存在或都不存在，一束包含α射線、β射線和γ射線的射線以同方向進入此空間，如它們的運動軌跡仍為一束，則此空間可能的情形是(　　)
A．存在互相垂直的勻強電場及勻強磁場
B．磁場及電場都存在
C．有電場，無磁場
D．有磁場，無電場
解析：選BCD。α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電，它們以同方向不同速度進入某空間，運動軌跡仍為一束，則它們不受力的作用或受力方向與運動方向一致，空間中可有與運動方向平行的電場，無磁場，C正確；空間中可有與運動方向平行的磁場，無電場，D正確；空間中可有與運動方向平行的電場、磁場，B正確；空間中存在互相垂直的勻強電場及勻強磁場時，不同速度的粒子受到的洛倫茲力不同，不同的粒子受到的電場力不同，三種粒子不可能向同一方向運動，A錯誤。
12．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對宇航員構成了很大的威脅。現有一束射線(含有α、β、γ三種射線)
(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡單的辦法除去α射線？
(2)如圖所示，余下的這束β和γ射線經過一個使它們分開的磁場區域，請畫出β和γ射線進入磁場區域后軌跡的示意圖。(畫在圖上)
(3)用磁場可以區分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分離出來，為什么？(已知α粒子的質量約是β粒子質量的8 000倍，α射線速度約為光速的十分之一，β射線速度約為光速)
解析：(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線。
(2)如圖所示。
(3)由r＝和題設條件可知：
α射線粒子的圓周運動半徑很大，比β射線粒子大得多，在磁場中偏轉量很小，幾乎不偏轉，故與γ射線無法分離。
答案：(1)用一張紙放在射線前即可除去α射線
(2)見解析圖　(3)α射線粒子的圓周運動半徑很大，幾乎在磁場中不偏轉，故與γ射線無法分離
13．若讓氫的三種同位素先以相同的速度進入相同的勻強磁場做勻速圓周運動，再以相同的動量進入相同的勻強磁場做勻速圓周運動，其受到的向心力和軌道半徑大小順序如何？
解析：當同位素以相同速度進入相同的勻強磁場，由洛倫茲力提供向心力得qvB＝，則R＝，
B、q一定，當v相同時R∝m，則R氚>R氘>R氕，
當動量相同時，則R氕＝R氘＝R氚。
由Fn＝qvB知速度相同時向心力大小相同，
即Fn氕＝Fn氘＝Fn氚，
又因為Fn＝qvB＝
q、p、B一定，Fn∝，
故當動量相同時，Fn氕>Fn氘>Fn氚。
答案：以相同速度進入磁場時，Fn氕＝Fn氘＝Fn氚，R氕＜R氘＜R氚；以相同動量進入磁場時，Fn氕>Fn氘>Fn氚，R氕＝R氘＝R氚。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共32張PPT)
第五章　原子核
第1節　原子核的組成
[學習目標]
1．知道天然放射現象及其規律。
2．理解三種射線的本質，以及如何利用磁場區分它們。
3．掌握原子核的組成，知道核子和同位素的概念。
4．掌握質量數、電荷數和核子數間的關系。
知識點1　天然放射現象
1．1896年，法國物理學家____________發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線，它能穿透黑紙使照相底片感光。
2．瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發現了兩種能夠發出更強射線的新元素，命名為釙(Po)和鐳(Ra)。
貝克勒爾
3．原子序數大于____的元素，都能自發地發出射線，原子序數小于或等于____的元素，有的也能發出射線。
4．物質發出射線的性質稱為___________，具有放射性的元素稱為放射性元素。放射性元素__________發出射線的現象叫作天然放射現象。
83
83
放射性
自發地
[判一判]
1．(1)放射性元素發出的射線可以直接觀察到。(　　)
(2)放射性元素發出的射線的強度可以人工控制。(　　)
(3)放射性元素的放射性都是自發的現象。(　　)
×
×
√
氦原子核
一張紙
電子流
電離
鋁板
3．γ射線：一種_________，波長很短的光子，波長在10－10 m以下，它的______作用更弱，但穿透能力更強，甚至能穿透幾厘米厚的______或幾十厘米厚的混凝土。
4．實驗發現，如果一種元素具有放射性，那么，無論它是以單質存在還是以化合物形式存在，都具有放射性。放射性的強弱也不受______、____________的影響。由于元素的化學性質決定于原子核外的電子，說明射線來自_________，說明原子核內部是_________的。
電磁波
電離
鉛板
溫度
外界壓強
原子核
有結構
[判一判]
2．(1)α射線是由高速運動的氦核組成的，其運行速度接近光速。(　　)
(2)β射線能穿透幾毫米厚的鉛板。(　　)
(3)γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱。(　　)
×
×
√
知識點3　原子核的組成
1．質子的發現
_________用α粒子轟擊____________獲得了質子。
2．中子的發現
(1)盧瑟福猜想：原子核內可能還存在另一種粒子，它的質量與質子相同,但是不帶電，他把這種粒子叫作中子。
(2)查德威克通過實驗證實了這個猜想。
盧瑟福
氮原子核
3．原子核的組成
原子核由______、______組成，它們統稱為______。
4．原子核的電荷數(Z)
等于核內_________，等于____________。
5．原子核的質量數(A)
就是核內的核子數。
質子
中子
核子
質子數
原子序數
質量數
電荷數
質子數
中子數
1．(天然放射現象)天然放射現象的發現揭示了(　　)
A．原子是可分的
B．原子的中心有一個很小的核
C．原子核具有復雜的結構
D．原子核由質子和中子組成
解析：天然放射現象的發現揭示了原子核具有復雜的結構。
√
2．(三種射線的性質)天然放射性元素放出的α、β、γ射線中(　　)
A．三種射線的速度相同
B．α射線的穿透本領最強
C.β射線的本質是高速運動的電子流
D．γ射線在真空中的速度比X射線的大
√
√
√
√
探究一　三種射線的性質
1．α、β、γ三種射線的比較
種類 α射線 β射線 γ射線
帶電荷量 2e －e 0
速率 0.1c 0.99c c
穿透能力 最弱，用一張紙就能擋住 較強，能穿透幾毫米厚的鋁板 最強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土
電離作用 很強 較弱 很弱
在磁場中 偏轉 偏轉 不偏轉
2.三種射線在磁場、電場中偏轉情況的比較
(1)在勻強磁場中，α射線偏轉半徑較大，β射線偏轉半徑較小，γ射線不偏轉，如圖甲所示。
(2)在勻強電場中，α射線偏離較小，β射線偏離較大，γ射線不偏離，如圖乙所示。
【例1】　如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數器之間加上L后，計數器的計數率將大幅度減小，在L和計數器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數器的計數率不變，則x可能是(　　)
A．α和β的混合放射源　　　　
B．純α放射源
C．α和γ的混合放射源
D．純γ放射源
√
[解析]　在放射源和計數器之間加上鋁片后，計數器的計數率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在鋁片和計數器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數器的計數率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有γ射線，因此放射源可能是α和γ的混合放射源。
[針對訓練1]　(多選)用α粒子照射充滿氮氣的云室，攝得如圖所示的照片。下列說法正確的是(　　)
A．A是α粒子的徑跡
B．B是α粒子的徑跡
C．C是α粒子的徑跡
D．C是質子的徑跡
√
√
3．對核子數、電荷數、質量數的理解
(1)核子數：質子和中子質量差別非常微小，二者統稱為核子，所以質子數和中子數之和叫核子數。
(2)電荷數(Z)：原子核所帶的電荷等于質子電荷的整數倍，通常用這個數表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數。
(3)質量數(A)：原子核的質量等于核內質子和中子的質量總和，而質子與中子質量幾乎相等，所以原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，這個倍數叫作原子核的質量數。
【例2】　已知鐳的原子序數是88，原子核質量數是226，電子電荷量e＝1.6×10－19 C。試問：
(1)鐳核中有多少個質子？多少個中子？
(2)鐳核所帶的電荷量是多少？
(3)呈中性的鐳原子，核外有多少個電子？
[解析]　(1)鐳核中的質子數等于其原子序數，故質子數為88，中子數N等于原子核的質量數A與質子數Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。
(2)鐳核所帶電荷量：
Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C。
(3)核外電子數等于核電荷數，故核外電子數為88。
[答案]　(1)88　138　(2)1.41×10－17 C　(3)88
√
√
探究三　同位素的特點
【例3】　據報道，俄科學家成功合成了具有極強放射性的117號新元素，該元素目前尚未被命名，是在實驗室人工創造的最新的超重元素。新元素有兩種同位素，其中一種有176個中子，而另一種有177個中子。
(1)該元素兩種同位素的原子核的核電荷數各為多少？原子的核外電子數各為多少？
(2)該元素兩種同位素的原子核的質量數各為多少？
(3)若用X表示117號元素的元素符號，該元素的兩種同位素用原子核符號如何表示？
[解析]　(1)元素的原子序數等于該元素原子核的核電荷數，等于核內質子數，故117號元素兩種同位素的核電荷數和核內質子數均為117，原子呈中性，故核外電子數等于核內質子數，也均為117。
(2)原子核的質量數等于質子數與中子數之和，故該元素中子數為176的原子核的質量數為117＋176＝293，中子數為177的原子核的質量數為117＋177＝294。

展開更多......

收起↑