学案20从原子核到夸克(1)

辍学如磨刀之石 不见其减 日有所损辍学如磨刀之石 不见其减 日有所损 1 从原子核到夸克 从原子核到夸克 1 1 学习目标学习目标 1 1 了解质子和中子的发现过程 掌握发现质子和中子的核反应反应方程式 了解质子和中子的发现过程 掌握发现质子和中子的核反应反应方程式 2 2 能根据核反应方程式遵守的两个定律 正确地书写常见的核反应方程式 能根据核反应方程式遵守的两个定律 正确地书写常见的核反应方程式 3 3 了解天然放射现象 知道天然放射现象是原子核的衰变 了解天然放射现象 知道天然放射现象是原子核的衰变 4 4 知道三种射线的本质 特点和区分方法 并理解 知道三种射线的本质 特点和区分方法 并理解 和和 衰变的规律衰变的规律 5 5 理解放射性元素半衰期的概念 能用半衰期做相应的计算 理解放射性元素半衰期的概念 能用半衰期做相应的计算 重点难点重点难点 理解三种射线的本质 反射性元素的半衰期理解三种射线的本质 反射性元素的半衰期 知识梳理知识梳理 一 原子核结构探秘一 原子核结构探秘 1 1 质子的发现 质子的发现 通过通过 实验发现了原子的核式结构 为了进一步探测原子实验发现了原子的核式结构 为了进一步探测原子 核的结构 他进一步做了核的结构 他进一步做了 轰击轰击 的实验 从实验结果中发现了的实验 从实验结果中发现了 该 该 实验是人类历史上的第一次人工核反应 它表明 实验是人类历史上的第一次人工核反应 它表明 从而为 从而为 点石成金点石成金 提供了理论基础 提供了理论基础 2 2 中子的发现 上面的实验使人们知道原子核里面有 中子的发现 上面的实验使人们知道原子核里面有 于是 人们认为原子核由 于是 人们认为原子核由 组成 而在这个前提下 原子核的组成 而在这个前提下 原子核的 和和 应该基本相等 但是实应该基本相等 但是实 验事实表明二者不等 卢瑟福对此预言 验事实表明二者不等 卢瑟福对此预言 1212 年之年之 后 他的学生后 他的学生 证实了这个预言 这种粒子就是证实了这个预言 这种粒子就是 进一步 进一步 发现各种原子核里面都有发现各种原子核里面都有 可见 可见 即 原子核由 即 原子核由 和和 组成 组成 3 3 原子核常用符号 原子核常用符号 A AZ ZX X 其中 其中 X X 表示表示 A A 表示表示 Z Z 表示表示 则该原子核中 则该原子核中 含有的中子数含有的中子数 N N 4 4 核反应方程 核反应方程 核反应遵守核反应遵守 和和 5 5 分别将 分别将 粒子粒子 质子 质子 中子 中子 电子 电子 的符号表示写在对应横线上 的符号表示写在对应横线上 6 6 云室是原子物理实验的重要场所 不同的微观粒子在云室中的运动径迹的长度 粗细均 云室是原子物理实验的重要场所 不同的微观粒子在云室中的运动径迹的长度 粗细均 不同 进而可据此来区分和发现粒子 结合课本不同 进而可据此来区分和发现粒子 结合课本 6666 页小字学习 页小字学习 二 原子核的衰变 重点 二 原子核的衰变 重点 1 1 发现了天然放射性现象 原子序数大于发现了天然放射性现象 原子序数大于 的元素都有放射性元素 的元素都有放射性元素 原子序数小于原子序数小于 的元素有的也有放射性 确定下列元素放射性的强弱 镭的元素有的也有放射性 确定下列元素放射性的强弱 镭 钋 钋 2 2 元素具有放射性的原因是原子核发生了衰变 衰变有 元素具有放射性的原因是原子核发生了衰变 衰变有 和和 两种 两种 3 3 在衰变过程中 原子会放射出射线 即 在衰变过程中 原子会放射出射线 即 和和 4 4 三种射线的本质 三种射线的本质 射线是射线是 射线是射线是 射射线线是是 5 5 半衰期 半衰期 参考课本 参考课本 7373 7474 页 页 辍学如磨刀之石 不见其减 日有所损辍学如磨刀之石 不见其减 日有所损 2 巩固练习巩固练习 1 1 下列说法正确的是 下列说法正确的是 A A 放射性元素发射出的射线都是电磁波 放射性元素发射出的射线都是电磁波 B B 射线是原子核外电子挣脱原子核束缚而形成的电子流射线是原子核外电子挣脱原子核束缚而形成的电子流 C C 用升温 加压或改变放射性元素化学状态的方法都不能改变其半衰期 用升温 加压或改变放射性元素化学状态的方法都不能改变其半衰期 D D 某原子核发生 某原子核发生 衰变 生成的新核与放出的衰变 生成的新核与放出的 粒子的质量和等于原核质量粒子的质量和等于原核质量 E E 氡的半衰期为 氡的半衰期为 3 83 8 天 若有天 若有 4 4 个氡原子 经过个氡原子 经过 7 67 6 天就只剩下天就只剩下 1 1 个个 F F 放射性元素的半衰期越短 表明每个原子核发生衰变所需时间越短 放射性元素的半衰期越短 表明每个原子核发生衰变所需时间越短 2 2 放射性元素放出的射线 在电场中分别为 放射性元素放出的射线 在电场中分别为 A A B B 和和 C C 三束 如图 其中 三束 如图 其中 A A C C 为为 粒子流粒子流 B B A A 为高速电子流为高速电子流 C C B B 为比为比 X X 射线波长还长的光子流射线波长还长的光子流 D D B B 为比为比 X X 射线波长更短的光子流射线波长更短的光子流 3 3 原子核发生 原子核发生 衰变时 此衰变时 此 粒子是 粒子是 A A 原子核最外层电子 原子核最外层电子 B B 原子核外层电子跃迁时放出的光子 原子核外层电子跃迁时放出的光子 C C 原子核内的电子 原子核内的电子 D D 原子核内一个中子变成一个质子 放射出一个电子 原子核内一个中子变成一个质子 放射出一个电子 4 4 在垂直纸面向外的匀强磁场中 一个原来静止的原子核 由于放射出一个 在垂直纸面向外的匀强磁场中 一个原来静止的原子核 由于放射出一个 粒子 结粒子 结 果得到一张两个相切圆的径迹照片如图 今测得两圆半径之比果得到一张两个相切圆的径迹照片如图 今测得两圆半径之比 R R1 1 R R2 2 44 44 1 1 求 求 1 1 这个原子核原来所含的质子数 这个原子核原来所含的质子数 2 2 图中哪一个是图中哪一个是 粒子的径迹 粒子的径迹 高考链接高考链接 20132013 新课标新课标 1 1 理综 理综 3535 物理物理 选修选修 3 5 3 5 1515 分 分 6 6 分 一质子束入射到能止靶核分 一质子束入射到能止靶核上 产生如下核反应 上 产生如下核反应 式 式Al 27 13 27 13 pAlXn 中中p p代表质子 代表质子 n n代表中子 代表中子 X X 代表核反应产生的新核代表核反应产生的新核 由反应式可知 新核 由反应式可知 新核 X X 的质的质 子数为子数为 中子数为 中子数为 20132013 天津理综 天津理综 1 1 下列说法正确的是 下列说法正确的是 A A 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 B B 射线 射线 射线 射线 射线都是高速运动的带电粒子流射线都是高速运动的带电粒子流 C C 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 辍学如磨刀之石 不见其减 日有所损辍学如磨刀之石 不见其减 日有所损 3 D D 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 20132013 山东理综 山东理综 3838 8 8 分 分 物理物理 物理物理 3 5 3 5 恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应 当温度达到恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应 当温度达到 108108 K K 时 可以时 可以 发生发生 氦燃烧氦燃烧 完成完成 氦燃烧氦燃烧 的核反应方程 的核反应方程 Be He 8 4 4 2 是一种不稳定的粒子 其半衰期为是一种不稳定的粒子 其半衰期为 2 6 102 6 10 16 16s s 一定质量的 一定质量的 经 经 7 8 107 8 10 Be 8 4 Be 8 4 1616s s 后所剩 后所剩占开始时的占开始时的 Be 8 4 7 7 在一个 在一个原子核衰变为一个原子核衰变为一个原子核的过程中 发生原子核的过程中 发生 衰变的次数为 衰变的次数为 238 92U 206 82Pb A 6 A 6 次次 B 10 B 10 次次 C 22 C 22 次次 D 32 D 32 次次 2121 放射性元素 放射性元素衰变为衰变为 此衰变过程的核反应方程是 此衰变过程的核反应方程是 用 用 210 84Po 206 82Pb 此衰变过程中发出的射线轰击此衰变过程中发出的射线轰击 可得到质量数为 可得到质量数为 2222 的氖的氖 Ne Ne 元素和另一种粒子 元素和另一种粒子 19 9F 此核反应过程的方程是 此核反应过程的方程是 20132013 海南物理 海南物理 6 6 1717 模块 模块 3 53 5 试题 试题 1212 分 分 4 4 分 原子核分 原子核ThTh 具有天然放射性 它经过若干次具有天然放射性 它经过若干次 衰变和衰变和 衰变后会变成新的衰变后会变成新的 232 90 原子核 下列原子核中 有三种是原子核 下列原子核中 有三种是ThTh 衰变过程中可以产生的 它们是衰变过程中可以产生的 它们是 232 90 A A PbPb B B PbPb C C PoPo D D RaRa E E RaRa 204 82 203 82 216 84 224 88 226 88 20122012 甘肃大纲理综 甘肃大纲理综 1515 235 92U U 经过 经过 m m 次次 衰变和衰变和 n n 次次 衰变得到衰变得到Pb Pb 则 则 207 82 A A m 7m 7 n 3n 3 B B m 7m 7 n 4n 4 C C m 14m 14 n 9n 9 D D m 14m 14 n 18n 18 20122012 重庆理综 重庆理综 1919 以下是物理学史上 以下是物理学史上 3 3 个著名的核反应方程 个著名的核反应方程 x x 3 37 7LiLi 2 2y y y y 7 714 14N N x x 8 817 17O O y y 4 49 9BeBe z z 6 612 12C C x x y y和和z z是是 3 3 种不同的粒子 其中种不同的粒子 其中z z是是 A A 粒子粒子 B B 质子 质子 C C 中子 中子 D D 电子 电子 3 3 与原子核内部变化有关的现象是 与原子核内部变化有关的现象是 A A 电离现象 电离现象 B B 光电效应现象 光电效应现象 C C 天然放射现象 天然放射现象 D D 粒子散射现象粒子散射现象 5 5 在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度 其检测装置由放射源 在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度 其检测装置由放射源 探测器等构成 如图所示 该装置中探测器接收到的是 探测器等构成 如图所示 该装置中探测器接收到的是 放射源 探测器 轧辊 辍学如磨刀之石 不见其减 日有所损辍学如磨刀之石 不见其减 日有所损 4 A A X X 射线射线 B B 射线射线C C 射线射线D D 射线射线 1 1 4 分 分 2011 年年 3 月月 11 日 日本发生九级大地震 造成福岛核电站的核泄漏事故 日 日本发生九级大地震 造成福岛核电站的核泄漏事故 在泄露的污染物中含有在泄露的污染物中含有 131I 和 和 137Cs 两种放射性核素 它们通过一系列衰变产 两种放射性核素 它们通过一系列衰变产生对人生对人 体有危害的辐射 在下列四个式子中 有两个能分别反映体有危害的辐射 在下列四个式子中 有两个能分别反映 131I 和 和 137Cs 衰变过程 它 衰变过程 它 们分别是们分别是 和和 填入正确选项前的字母 填入正确选项前的字母 131I 和和 137Cs 原子核中的 原子核中的 中子数分别是中子数分别是 和和 A X1 B X2 C X3 D X4 1371 560 Ban 1310 541 Xee 137 56Ba 0 1e 131 54Xe 1 1p 5 5 20112011 山东第山东第 3838 题题 3 53 5 碘碘 131131 核核 不稳定 会发生不稳定 会发生 衰变 其半衰变期为衰变 其半衰变期为 8 8 天 天 碘碘 131131 核的衰变方程 核的衰变方程 衰变后的元素用 衰变后的元素用 X X 表示 表示 经过经过 天天 75 75 的碘的碘 131131 核发生了衰变 核发生了衰变 9 9 20112011上海第上海第9 9题题 天然放射性元素放出的三种射线的穿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 由此可推知透能力实验结果如图所示 由此可推知 A A 来自于原子核外的电子来自于原子核外的电子 B B 的电离作用最强 是一种电磁的电离作用最强 是一种电磁 波波 C C 的电离作用较强 是一种电磁波的电离作用较强 是一种电磁波 D D 的电离作用最弱 属于原子核内释放的光子的电离作用最弱 属于原子核内释放的光子 12 201 北京第北京第 13 题 表示放射性元素碘题 表示放射性元素碘 131 衰变的方程是衰变的方程是 131 53 I A B 1311274 53512 I