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第五章　原子核
1　原子核的组成
学习任务一　天然放射现象和射线的本质
[教材链接] 阅读教材“天然放射现象”相关内容,完成下列填空:
(1)1896年,法国物理学家　　　　　　发现某些物质具有放射性.
(2)物质发出　　　　的性质称为放射性,具有放射性的元素称为　　　　　　　,放射性元素自发地发出射线的现象叫作　　　　　　　　.
(3)原子序数大于　　　的元素,都能自发地发出射线,原子序数小于或等于　　　的元素,有的也能发出射线.
[物理观念] 三种射线的比较
种类 α射线 β射线 γ射线
组成 高速α粒子流 高速电子流 光子流(高频电磁波)
带电荷量 2e -e 0
质量 4mp,mp=1.67×10-27 kg 静止质量为零
速度 0.1c 接近c c
在电场或磁场中 偏转 与α射线反向偏转 不偏转
贯穿本领 最弱,用一张纸能挡住 较强,穿透几毫米厚的铝板 最强,穿透几厘米厚的铅板
电离作用 最强 较弱 最弱
例1 (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.γ射线在电场或磁场中均不偏转,是中子流
C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线
D.β射线是高速电子流,但不是原来绕核旋转的核外电子
变式1 [2024·安徽芜湖一中月考] 如图所示,R是一种放射性物质,虚线框内是匀强磁场,LL'是一厚纸板,MN是荧光屏,实验时,发现在荧光屏O、P两处有亮斑,则下列关于磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线的判断,与实验相符的是 (　)
磁场方向 到达O点射线 到达P点射线
A 竖直向上 β射线 α射线
B 竖直向下 α射线 β射线
C 垂直线面向里 γ射线 β射线
D 垂直线面向外 β射线 γ射线
[反思感悟]

【要点总结】
三种射线在电场、磁场中偏转情况的比较:
(1)γ射线不带电,不论在电场还是磁场中,总是沿直线传播,不发生偏转.
(2)在同一匀强磁场中,α和β粒子做匀速圆周运动.根据qvB=,得R=∝.α射线偏转半径较大,β射线偏转半径较小,如图甲所示.
(3)在同一匀强电场中,α和β粒子做类平抛运动.根据粒子在静电力方向上做初速度为零的匀加速直线运动,偏移量x可表示为x=at2=·∝,所以α射线偏离较小,β射线偏离较大,如图乙所示.
学习任务二　原子核的组成
[教材链接] 阅读教材“原子核的组成”相关内容,完成下列填空:
(1)质子的发现:卢瑟福用α粒子轰击　　　原子核,获得了质子.
(2)中子的发现:卢瑟福的学生　　　　　　通过实验证实了中子的存在.
(3)原子核的组成:由　　　　和　　　　组成,它们统称为　　　　.
(4)电荷数:原子核的电荷数Z等于原子核的　　　　　即原子序数.
(5)质量数:原子核的质量数A等于　　　　　与　　　　　的总和,等于核子数.
(6)原子核的符号
(7)同位素:核中　　　　　相同而　　　　　不同的原子,在元素周期表中处于同一位置,它们互称为　　　　　.
例2 (多选)氢有三种同位素,分别是氕H)、氘H)、氚H),则 (　)
A.它们的质子数相等
B.它们的核外电子数相等
C.它们的核子数相等
D.它们的化学性质相同
[反思感悟]

变式2 (多选)某种元素的原子核符号为X,则 (　)
A.原子核的质子数为Z,中子数为A-Z
B.原子核的质子数为Z,核子数为A
C.原子核的质子数为A,中子数为Z
D.原子核的质子数为A,中子数为A-Z
【要点总结】
1.原子核(符号X)
2.基本关系
核电荷数=质子数=元素的原子序数.
质量数=核子数=质子数+中子数.
　　　　　　　　　　　　　　　
1.(天然放射现象)关于近代物理研究下列符合史实的是 (　)
A.居里夫人最早发现了天然放射性现象
B.天然放射性现象的发现说明原子核内部是有结构的
C.阴极射线的发现揭示了原子核具有复杂的内部结构
D.在α粒子散射实验中,大部分α粒子穿过金箔后应该会有明显偏转
2.(三种射线的特点) [2024·广西南宁二中月考] 如图所示,某放射性元素释放出α、β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是(　)
A.①和④是α射线,它们有很强的穿透本领
B.③和⑥是β射线,它们是高速电子流
C.②和⑤是γ射线,它们由原子核外的内层电子跃迁产生
D.③和④是α射线,它们有很强的电离本领
3.(原子核的组成)(多选)下列说法正确的是 (　)
A.　X与Y互为同位素
B.　X与X互为同位素
C.　X与Y中子数相同
D.　U核内有92个质子,235个中子
4.(三种射线的特点)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
5.(原子核的组成)[2024·深圳中学月考] 已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.则:
(1)镭核中有多少个质子 多少个中子
(2)镭核所带的电荷量是多少
(3)若镭原子呈中性,它的核外有多少个电子
(4Ra是镭的一种同位素,让Ra和Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,它们运动的轨道半径之比是多少
第五章　原子核
1　原子核的组成
[教材链接] (1)贝克勒尔　(2)射线　放射性元素　天然放射现象　(3)83　83
例1　ACD　[解析] 由三种射线的本质和特点可知,α射线贯穿本领最弱,一张黑纸就能挡住,但黑纸挡不住β射线和γ射线,故A正确;γ射线是一种电磁波,不是中子流,故B错误;三种射线中α射线电离作用最强,故C正确;β射线是高速电子流,来源于原子核,故D正确.
变式1　C　[解析] 由三种射线的本质知,γ射线在磁场中不偏转,O处亮斑为γ射线,能穿过厚纸板且在磁场中发生偏转的射线为β射线,再根据偏转方向,结合左手定则可知磁场方向垂直纸面向里,正确选项为C.
[教材链接] (1)氮　(2)查德威克　(3)质子　中子　核子　(4)质子数　(5)质子数　中子数　(7)质子数　中子数　同位素
例2　ABD　[解析] 氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,质子数和核外电子数均相等,都是1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相等,A、B正确,C错误;同位素的化学性质相同,只是物理性质不同,D正确.
变式2　AB　[解析]　 X 的质量数为A,质子数为Z,故C、D错误;质量数=质子数+中子数,所以中子数是A-Z,故A正确;核子数=质子数+中子数,则核子数等于质量数,为A,故B正确.
随堂巩固
1.B　[解析] 最早发现天然放射现象的是贝克勒尔,A错误.天然放射现象是放射性元素自发地发出射线的现象,由于这一现象与元素的化学状态无关,所以天然放射现象说明原子核内部是有结构的,B正确.阴极射线的发现揭示了原子具有结构,C错误.在α粒子散射实验中,只有极少部分α粒子穿过金箔后有明显偏转,D错误.
2.D　[解析] α射线实质为氦核流,带正电,有很强的电离本领;β射线为高速电子流,带负电;γ射线为高频电磁波,不带电,有很强的穿透本领,但不是原子核外的内层电子跃迁产生.根据电荷所受电场力特点可知:①为β射线,②为γ射线,③为α射线.根据左手定则可知,α射线受到的洛伦兹力向左,故④是α射线;β射线受到的洛伦兹力向右,故⑥是β射线;γ射线在磁场中不受磁场的作用力,不会发生偏转,故⑤是γ射线,γ射线来自于原子核.故D正确.
3.BC　[解析] 　X与Y的质子数不同,不是互为同位素,A错误;X与X的质子数都为m,而质量数不同,所以互为同位素,B正确;X内中子数为n-mY内中子数为(n-2)-(m-2)=n-m,所以中子数相同,C正确;U核内有235-92=143个中子,而不是235个中子,故D错误.
4.D　[解析] 三种射线均来自于原子核内,A错误;从图中可看出,一张纸能挡住①,则①一定是α射线,其贯穿本领最差,电离能力最强,但不是电磁波,而是高速α粒子流,B错误;铝板能挡住②,而不能挡住③,说明③一定是γ射线,其电离能力最弱,贯穿本领最强,C错误,D正确.
5.(1)88　138　(2)1.408×10-17 C　(3)88　(4)
[解析] (1)镭核中的质子数等于其原子序数,故质子数为88,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=226-88=138.
(2)镭核所带的电荷量
Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C.
(3)中性原子核外电子数等于核电荷数等于质子数,故核外电子数为88.
(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,故有qvB=m,r=,因为两种同位素具有相同的核电荷数,但质量数不同,故==.

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