资源简介 第1节 认识原子核1. 原子核内部有（ ）A.质子 B.α粒子C.电子 D.光电子2.了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是（ ）A.汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子B.玻尔进行了α粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型C.约里奥·居里夫妇用α粒子轰击金属铍并发现了中子D.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在3. （多选）“嫦娥二号”的任务之一是利用改进的γ射线谱仪探测月球表面多种元素的含量与分布特征。月球表面一些元素（如钍、铀）本身就有放射性，发出γ射线；另外一些元素（如硅、镁、铝）在宇宙射线轰击下会发出γ射线。而γ射线谱仪可以探测到这些射线，从而证明某种元素的存在。下列关于γ射线的说法正确的是（ ）A.γ射线经常伴随α射线和β射线产生B.γ射线来自原子核C.如果元素以单质存在具有放射性，那么元素以化合物形式存在不一定具有放射性D.γ射线的穿透能力比α射线、β射线都要强4.在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子（ ）H＋X1HenNHeO＋X2BeHeC＋X3MgHeAl＋X4则以下判断中正确的是（ ）A.X1是质子 B.X2是中子C.X3是电子 D.X4是质子5.如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域（方向如图所示）。调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线的照射，则下列判断正确的是（ ）A.射到b点的一定是α射线B.射到b点的一定是β射线C.射到b点的是α射线或β射线D.射到b点的一定是γ射线6.下列说法正确的是（ ）A.Th为钍核，其质量数为90，质子数为234BBe为铍核，其质量数为9，中子数为4C.同一元素的两种同位素具有相同的质量数D.同一元素的两种同位素具有不同的中子数7.已知镭的两种常见同位素为Ra和Ra。试问：（1）这两种镭核的中子数之比是多少？（2）让Ra和Ra以相同的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？8.据报道，俄科学家成功合成了具有极强放射性的117号新元素，该元素目前尚未被命名，是在实验室人工创造的最新的超重元素。新元素有两种同位素，其中一种有176个中子，而另一种有177个中子，则：（1）该元素两种同位素的核电荷数各为多少？原子的核外电子数各为多少？（2）该元素两种同位素的原子核的质量数各为多少？（3）若用X表示117号元素的元素符号，该元素的两种同位素用原子核符号如何表示？9.国家大科学工程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是（ ）A.N俘获一个α粒子，产生O并放出一个粒子 BAl俘获一个α粒子，产生P并放出一个粒子CB俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子 DLi俘获一个质子，产生He并放出一个粒子10.（多选）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于电场方向进入匀强电场后穿出B.让第二束粒子流垂直于电场方向进入匀强电场后穿出C.让第二束粒子流垂直于磁场方向进入匀强磁场后穿出D.让粒子流垂直于电场方向进入速度选择器，适当调节两板间电场强度大小，让粒子流从板间穿出11.如图所示，在某次实验中，把放射性元素放入铅制成的容器中，射线只能从容器的小孔射出。在小孔前Q处放置一张黑纸，在黑纸后P处放置照相机底片，Q、P之间有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），整个装置放在暗室中。实验中发现，照相机底片的a、b两处感光（b处正对铅盒的小孔），则下列说法正确的是（ ）A.该实验说明原子具有复杂的结构 B.Q、P之间的匀强磁场方向垂直于纸面向里C.通过分析可知，打到a处的射线为β射线 D.此放射性元素放出的射线中只有α射线和β射线12.质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看成为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x。（1）设离子质量为m，电荷量为q，加速电压为U，磁感应强度大小为B，求x的大小；（2）氢的三种同位素HHH从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？第1节 认识原子核1.A 根据原子核的内部结构可知，原子核是由质子和中子组成的，A正确，B、C、D错误。2.D 汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故A错误；卢瑟福通过α 粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，故B错误；居里夫人通过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，故C错误；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在，故D正确。3.ABD γ射线是原子核发生变化时伴随α射线和β射线放出来的，故A、B正确；元素的放射性与其为单质还是化合物无关，故C错误； γ射线本质是高速光子流，穿透能力比α射线、β射线都要强，故D正确。故选A、B、D。4.D 根据核反应的质量数和核电荷数守恒知，X1为H，A错误；X2为H，B错误；X3为n，C错误；X4为H，D正确。5.C γ射线不带电，在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到a点，选项D错误。调整E和B的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可以使带负电的β射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即qE＝qBv。已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当α粒子沿直线前进时，速度较大的β粒子向右偏转；当β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也向右偏转，故选项A、B错误，选项C正确。6.D A项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错误；B项的铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错误；由于同位素的质子数相同而中子数不同，即质量数不同，所以C错误，D正确。7.（1）69∶70 （2）113∶114解析：（1）它们的中子数分别为N1＝A1－Z＝226－88＝138，N2＝A2－Z＝228－88＝140，所以中子数之比为N1∶N2＝69∶70。（2）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，故有qvB＝m，解得r＝由于同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故＝＝。8.（1）均为117 均为117 （2）293 294 （3XX解析：（1）元素的原子序数等于该元素的核电荷数，等于核内质子数，故117号元素的核电荷数和核内质子数均为117，原子呈中性，故核外电子数等于核内质子数，也为117。（2）原子核的质量数等于质子数与中子数之和，故该元素中子数为176的原子核的质量数为117＋176＝293，中子数为177的原子核的质量数为117＋177＝294。（3）元素符号一般用X表示，其中A表示质量数，Z表示核电荷数，由前两问可得，中子数为176的原子核的符号为X，中子数为177的原子核的符号为X。9.B 根据质量数守恒、电荷数守恒，核反应方程为N＋OH，故A错误。核反应方程为Al＋HePn，故B正确。核反应方程为B＋BeHe，故C错误。核反应方程为Li＋HeHe，故D错误。10.ACD 在电场中，粒子沿电场方向上的偏移量为y＝at2＝＝在磁场中，轨道半径为R＝＝＝所以，以相同的动量进入电场和以相同的动能进入磁场质子与氘核能分开。适当调节速度选择器两板间电场强度，可使质子满足Eq＝Bvq，沿直线飞出，则氘核将沿电场方向偏转，倾斜穿出，故A、C、D正确。11.C 该实验说明原子核具有复杂的结构，A错误；照相机底片的a、b两处感光，说明有β射线与γ射线穿过黑纸，因此打在b处的应是γ射线，打在a处的应是β射线，再依据左手定则，可知磁场方向垂直于纸面向外，故B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中可能有α射线，一定有β射线与γ射线，故D错误。12.（1） （2）1∶∶解析：（1）离子在电场中被加速时，由动能定理得qU＝mv2，进入磁场时洛伦兹力提供向心力，qvB＝，又x＝2r，由以上三式得x＝。（2）氢的三种同位素的质量数分别为1，2，3，由（1）结果知，xH∶xD∶xT＝∶∶＝1∶∶。3 / 3第1节 认识原子核核心 素养 目标 1.知道什么是放射性和放射性元素。 2.理解三种射线的本质，知道三种射线的特点。 3.知道原子核的组成，理解核子、同位素的概念。 4.了解核反应概念，会书写核反应方程式知识点一 天然放射现象的发现 认识三种放射线1.天然放射现象的发现（1）发现：1896年， 发现铀盐能自发地放出某种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸，使照相底片感光。（2）天然放射现象：物质能 放出射线的现象。（3）放射性：物质放出 的性质。（4）放射性元素：具有 的元素。2.认识三种放射线（1）α射线：α射线是高速运动的 He）粒子流，电离作用很 ，穿透能力很 ，一张 或一张 就能把它挡住。（2）β射线：β射线是高速运动的 （e）流，电离作用较 ，穿透能力较 ，能穿透 厚的铝板。（3）γ射线：γ射线是波长很短的 ，电离作用很 ，穿透能力很 ，能穿透 厚的铅板。知识点二 质子和中子的发现1.质子的发现（1）实验：为探测原子核的结构，1919年 用α粒子轰击氮原子核发现了质子。（2）结论：质子是 的组成部分。2.中子的发现（1）猜想：卢瑟福猜想原子核内可能还存在着质量跟 相近的 的 ——中子。（2）实验： 利用云室进行实验证实了中子的存在。（3）结论：中子是 的组成部分。知识点三 原子核的组成1.组成原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为 。2.两个基本关系（1）核电荷数＝质子数＝ 。（2）质量数＝质子数＋中子数＝ 。3.同位素：具有相同 、不同中子数的原子核互称同位素。4.核反应与核反应方程（1）核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新 的过程。（2）核反应方程：用 符号描述核反应过程的式子。（3）核反应中， 和 守恒。（4）两个典型核反应方程①卢瑟福发现质子的核反应方程HeN 。②查德威克发现中子的核反应方程：Be 。【情景思辨】（1）1896年，法国的玛丽·居里首先发现了天然放射现象。（ ）（2）α射线穿透本领很弱，电离作用很强。（ ）（3）γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。（ ）（4）查德威克利用云室进行实验证实了中子的存在。（ ）（5）原子核的电荷数就是核内质子数，也就是这种元素的原子序数。（ ）（6）核反应方程只要满足质量数、电荷数守恒就可以随便写。（ ）要点一 天然放射现象的三种射线【探究】 如图所示，当射线从盛有放射性元素的容器中的小孔里穿出时，只是一束细细的射线，让射线通过强磁场能观察到什么现象？射线是不是带电粒子？【归纳】1.三种射线特征的比较种类 α射线 β射线 γ射线组成 高速氦核流 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 0.9c 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，用纸能挡住 较强，穿透几毫米的铝板 最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用 很强 较弱 很弱在空气中的径迹 粗、短、直 细、较长、曲折 最长通过胶片 感光 感光 感光2.三种射线在电场、磁场中的偏转情况（1）在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图甲所示。 （2）在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙所示。【典例1】 如图所示，放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中 是α射线， 是β射线， 是γ射线。尝试解答 特别提醒对于三种射线的问题应注意（1）关于电性：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。（2）关于穿透能力：α＜β＜γ，电离作用则相反。（3）关于偏转：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射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线。1.天然放射性元素衰变时放出的β射线是（ ）A.电子流 B.光子流 C.中子流 D.质子流2.如图所示的是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，下列说法正确的是（ ）A.甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱B.乙为β射线，它的穿透能力和电离作用都较强C.丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD.以上说法都不对3.（多选）将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转情况中正确的是（ ）要点二 质子和中子的发现1.质子的发现（1）实验装置1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验。实验装置如图所示。T为进气孔，A为放射源，F为铝箔，S为荧光屏，M为显微镜，C为真空容器。（2）实验过程：容器C里放有放射性物质A，从A放射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不能透过。在F的后面放一荧光屏S，M是显微镜，通过M可以观察到S是否有闪光。（3）实验现象：开始时，S上无闪光（因为α粒子没有穿过铝箔）。打开进气孔T的阀门，通入氮气，可以观察到S上有闪光。（4）实验分析：容器C中通入氮气后，用显微镜观察到荧光屏上有闪光，闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的。（5）新粒子性质研究①把这种粒子引进电磁场中，根据它在电磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷量，进而确定它就是氢原子核，又叫质子，用符号表示为H或p。②人们用同样的办法从其他元素的原子核中也轰击出了质子。（6）实验结论：质子是原子核的组成部分。2.中子的发现（1）1930年，科学家发现利用钋发出的α射线轰击铍原子核时，产生了一种穿透能力很强、不受电场和磁场影响的射线。（2）1932年，约里奥·居里夫妇发现用这种来自铍的射线去轰击石蜡，能从石蜡中打出质子，如图所示。（3）1932年，查德威克进一步研究这种射线时，发现这种射线是一种不带电的、质量接近质子的粒子流，这种粒子正是卢瑟福猜想的中子。（4）结论：中子是原子核的组成部分。【典例2】 查德威克研究原子核内部结构的实验示意图如图所示，由天然放射性元素钋（Po）放出α射线轰击铍（Be）时会产生a粒子流，用a粒子流轰击石蜡后会打出b粒子流，下列说法正确的是（ ）A.a为质子，b为中子 B.a为γ射线，b为中子C.a为中子，b为γ射线 D.a为中子，b为质子尝试解答 1.卢瑟福发现质子后，预想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列事实相符的是（ ）A.电子数与质子数相等B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍C.原子核的电荷数只是质量数的一半或少一些D.质子和中子的质量几乎相等2.1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现了 。图中A为放射源发出的 粒子，B为 气。写出该实验的核反应方程： 。要点三 原子核的组成【探究】 原子核的电荷数是不是电荷量？原子核的质量数是不是质量？【归纳】1.原子核的组成原子核2.基本关系（1）符号X（2）基本关系：①核电荷数＝质子数（Z）＝元素的原子序数＝核外电子数②质量数（A）＝核子数＝质子数＋中子数3.同位素具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。同种元素原子的核外电子数相同，进而决定了它们具有相同的化学性质，但它们的物理性质一般是不同的。4.核反应、核反应方程式（1）常用的两个核反应方程式①卢瑟福发现质子的核反应方程式：HeNOH。②查德威克发现中子的核反应方程式：HeBeCn。（2）书写核反应方程式时应注意的事项①核反应方程必须遵守电荷数守恒和质量数守恒。②核反应方程中的箭头“”表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号。③写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造。④要求记住常见粒子的符号表示：质子H）、中子n）、电子e）、正电子e）、α粒子He）等。【典例3】 已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。试问：（1）镭核中有几个质子？几个中子？（2）镭核所带的电荷量是多少？（3）镭原子核外有几个电子？（4Ra是镭的一种同位素，让Ra和Ra以相同的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？尝试解答【典例4】 以下是物理学史上3个著名的核反应方程xLi2y yNxOyBezCx、y和z是3种不同的粒子，其中z是（ ）A.α粒子 B.质子 C.中子 D.电子尝试解答 1.（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.若为中性原子，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2.一个铀原子核U中有（ ）A.238个核子 B.238个质子C.146个质子 D.92个中子3.1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋Aln＋X。X的原子序数和质量数分别为（ ）A.15和28 B.15和30C.16和30 D.17和311.天然放射现象说明（ ）A.原子不是单一的基本粒子 B.原子核不是单一的基本粒子C.原子内部大部分是中空的 D.原子核是由带正电和带负电的基本粒子组成的2.在轧制钢板时需要动态地监测钢板的厚度，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（ ）A.X射线 B.α射线C.β射线 D.γ射线3.U核中有（ ）A.92个电子 B.238个质子C.146个中子 D.330个核子4.完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子的。ABHeN＋（ ）BBe＋（ ）CnCAl＋（ ）MgHDNHeO＋（ ）EUTh＋（ ）FNa＋（ ）NaH第1节 认识原子核【基础知识·准落实】知识点一1.（1）贝可勒尔 （2）自发地 （3）射线 （4）放射性2.（1）氦原子核 强 弱 铝箔 薄纸 （2）电子 弱 强 几毫米 （3）电磁波 弱 强 几厘米知识点二1.（1）卢瑟福 （2）原子核2.（1）质子 不带电 中性粒子 （2）查德威克 （3）原子核知识点三1.核子 2.（1）原子序数 （2）核子数 3.质子数4.（1）原子核 （2）原子核 （3）质量数 核电荷数（4）OH Cn情景思辨（1）× （2）√ （3）× （4）√ （5）√ （6）×【核心要点·快突破】要点一知识精研【探究】 提示：射线分成三束 射线在磁场中发生偏转，是受到洛伦兹力的作用，说明其中的两束射线是带电粒子。【典例1】 ③④ ①⑥ ②⑤解析：由放射现象中α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②、⑤是γ射线，③、④是α射线，①、⑥是β射线。素养训练1.A 天然放射性元素衰变时能够放出的三种射线是α、β、γ。β是电子流，γ是光子流，A正确。2.C α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，穿透能力较强，电离作用较弱；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故甲为α射线，乙为β射线，丙为γ射线，γ射线在真空中的传播速度是3.0×108 m/s，故C选项正确；A、B、D选项错误。3.AD γ射线不带电，在电、磁场中均不偏转。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB＝，半径r＝，因mα≈7 300mβ，＝2，＝，故rα rβ，故A正确，B错误；带电粒子垂直进入电场时做类平抛运动，垂直电场方向相同位移内沿电场方向偏转距离y＝at2＝××，因mα mβ，＝2，＝，故yα yβ，故C错误，D正确。要点二知识精研【典例2】 D 轰击石蜡的不可见粒子应该是中子，不可见的粒子（即中子）轰击石蜡时打出的应是质子，故D正确。素养训练1.C 卢瑟福发现原子核的电荷数与原子核的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或少一些，因此预想到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子，即中子，故符合事实的是C。2.质子 α 氮HeNOH解析：题图为α粒子轰击氮原子核生成质子的实验装置，放射源发出的是α粒子，B为氮气，其核反应方程为HeNOH。要点三知识精研【探究】 提示：（1）不是。原子核所带的电荷量总是质子电荷量的整数倍，这个倍数叫作原子核的电荷数。（2）原子核的质量数也不是指原子核的质量，原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫原子核的质量数，是原子核内质子数与中子数之和。如Ho原子核的质量数是166，电荷数为67，其中质子数是67，中子数是99。【典例3】 （1）88 138 （2）1.41×10－17 C （3）88（4）113∶114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）镭核所带电荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C。（3）原子的核外电子数等于核电荷数，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＝。两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故有＝＝。【典例4】 C 把前两个方程化简，消去x，即NLiO，可见y是He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子n。因此选项C正确。素养训练1.ABD 氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和中性原子核外电子数相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A、B正确，C错误；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，D正确。2.A 一个铀原子核U的质量数是238，核子数是238，核外电子数与质子数都是92，中子数等于质量数与质子数之差，为238－92＝146，故A正确。3.B 将核反应方程式改写成HeAln＋X，由电荷数和质量数守恒知，X应为X，选项B正确。【教学效果·勤检测】1.B 天然放射现象说明原子核内部有复杂结构，即原子核不是单一的基本粒子，故B正确，A、C、D错误。2.D 放射源放出的是α射线、β射线、γ射线三种射线，无X射线，选项A错误；α射线的穿透本领最弱，一张纸就能将其挡住；β射线的穿透本领较强，能穿透几毫米厚的铝板；γ射线的穿透本领最强，可以穿透几厘米厚的铅板。故探测器接收到的应该是γ射线，选项B、C错误，D正确。3.CU中质子数为92，核子数为238，由于质子数与中子数之和为核子数，则中子数为146，原子核内没有电子，故A、B、D错误，C正确。4.见解析解析：A项中BHeNn；B项中Be＋Cn，此核反应使查德威克首次发现了中子；C项中AlnMgH；D项中NHeH，此核反应使卢瑟福首次发现了质子；E项中，ThHe；F项中NaHNaH。7 / 7(共76张PPT)第1节 认识原子核核心素养目标 1.知道什么是放射性和放射性元素。2.理解三种射线的本质，知道三种射线的特点。3.知道原子核的组成，理解核子、同位素的概念。4.了解核反应概念，会书写核反应方程式目 录01.基础知识·准落实02.核心要点·快突破03.教学效果·勤检测04.课时训练·提素能基础知识·准落实梳理归纳 自主学习01知识点一 天然放射现象的发现 认识三种放射线1. 天然放射现象的发现（1）发现：1896年， 发现铀盐能自发地放出某种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸，使照相底片感光。（2）天然放射现象：物质能 放出射线的现象。（3）放射性：物质放出 的性质。（4）放射性元素：具有 的元素。贝可勒尔 自发地 射线 放射性 2. 认识三种放射线（1）α射线：α射线是高速运动的 He）粒子流，电离作用很 ，穿透能力很 ，一张 或一张 就能把它挡住。（2）β射线：β射线是高速运动的 e）流，电离作用较 ，穿透能力较 ，能穿透 厚的铝板。（3）γ射线：γ射线是波长很短的 ，电离作用很 ，穿透能力很 ，能穿透 厚的铅板。氦原子核 强 弱 铝箔 薄纸 电子 弱 强 几毫米 电磁波 弱 强 几厘米 知识点二 质子和中子的发现1. 质子的发现（1）实验：为探测原子核的结构，1919年 用α粒子轰击氮原子核发现了质子。（2）结论：质子是 的组成部分。卢瑟福 原子核 2. 中子的发现（1）猜想：卢瑟福猜想原子核内可能还存在着质量跟 相近的 的 ——中子。（2）实验： 利用云室进行实验证实了中子的存在。（3）结论：中子是 的组成部分。质子 不带电 中性粒子 查德威克 原子核 知识点三 原子核的组成1. 组成原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为 。2. 两个基本关系（1）核电荷数＝质子数＝ 。（2）质量数＝质子数＋中子数＝ 。3. 同位素：具有相同 、不同中子数的原子核互称同位素。核子 原子序数 核子数 质子数 （1）核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新 的过程。（2）核反应方程：用 符号描述核反应过程的式子。（3）核反应中， 和 守恒。（4）两个典型核反应方程①卢瑟福发现质子的核反应方程HeN 。②查德威克发现中子的核反应方程HeBe 。原子核 原子核 质量数 核电荷数 OH Cn 4. 核反应与核反应方程【情景思辨】（1）1896年，法国的玛丽·居里首先发现了天然放射现象。（ × ）（2）α射线穿透本领很弱，电离作用很强。 （ √ ）（3）γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。 （ × ）（4）查德威克利用云室进行实验证实了中子的存在。 （ √ ）（5）原子核的电荷数就是核内质子数，也就是这种元素的原子序数。 （ √ ）（6）核反应方程只要满足质量数、电荷数守恒就可以随便写。（ × ）×√×√√×核心要点·快突破互动探究 深化认知02要点一 天然放射现象的三种射线【探究】如图所示，当射线从盛有放射性元素的容器中的小孔里穿出时，只是一束细细的射线，让射线通过强磁场能观察到什么现象？射线是不是带电粒子？提示：射线分成三束 射线在磁场中发生偏转，是受到洛伦兹力的作用，说明其中的两束射线是带电粒子。【归纳】1. 三种射线特征的比较种类 α射线 β射线 γ射线组成 高速氦核流 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 0.9c c种类 α射线 β射线 γ射线在电场或磁场中 偏转 与α射线反向偏转 不偏转贯穿本领 最弱，用纸能挡住 较强，穿透几毫米的铝板 最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用 很强 较弱 很弱在空气中的径迹 粗、短、直 细、较长、曲折 最长通过胶片 感光 感光 感光2. 三种射线在电场、磁场中的偏转情况（1）在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图甲所示。（2）在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙所示。【典例1】 如图所示，放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中 是α射线， 是β射线， 是γ射线。③④①⑥②⑤解析：由放射现象中α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②、⑤是γ射线，③、④是α射线，①、⑥是β射线。特别提醒对于三种射线的问题应注意（1）关于电性：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。（2）关于穿透能力：α＜β＜γ，电离作用则相反。（3）关于偏转：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射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线。1. 天然放射性元素衰变时放出的β射线是（ ）A. 电子流 B. 光子流C. 中子流 D. 质子流解析： 天然放射性元素衰变时能够放出的三种射线是α、β、γ。β是电子流，γ是光子流，A正确。2. 如图所示的是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，下列说法正确的是（ ）A. 甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱B. 乙为β射线，它的穿透能力和电离作用都较强C. 丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108 m/sD. 以上说法都不对解析： α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，穿透能力较强，电离作用较弱；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故甲为α射线，乙为β射线，丙为γ射线，γ射线在真空中的传播速度是3.0×108 m/s，故C选项正确；A、B、D选项错误。3. （多选）将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如图表示射线偏转情况中正确的是（ ）解析： γ射线不带电，在电、磁场中均不偏转。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有qvB＝，半径r＝，因mα≈7 300mβ，＝2，＝，故rα rβ，故A正确，B错误；带电粒子垂直进入电场时做类平抛运动，垂直电场方向相同位移内沿电场方向偏转距离y＝at2＝××，因mα mβ，＝2，＝，故yα yβ，故C错误，D正确。要点二 质子和中子的发现1. 质子的发现（1）实验装置1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验。实验装置如图所示。T为进气孔，A为放射源，F为铝箔，S为荧光屏，M为显微镜，C为真空容器。（2）实验过程：容器C里放有放射性物质A，从A放射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不能透过。在F的后面放一荧光屏S，M是显微镜，通过M可以观察到S是否有闪光。（3）实验现象：开始时，S上无闪光（因为α粒子没有穿过铝箔）。打开进气孔T的阀门，通入氮气，可以观察到S上有闪光。（4）实验分析：容器C中通入氮气后，用显微镜观察到荧光屏上有闪光，闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的。（5）新粒子性质研究①把这种粒子引进电磁场中，根据它在电磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷量，进而确定它就是氢原子核，又叫质子，用符号表示为H或p。②人们用同样的办法从其他元素的原子核中也轰击出了质子。（6）实验结论：质子是原子核的组成部分。2. 中子的发现（1）1930年，科学家发现利用钋发出的α射线轰击铍原子核时，产生了一种穿透能力很强、不受电场和磁场影响的射线。（2）1932年，约里奥·居里夫妇发现用这种来自铍的射线去轰击石蜡，能从石蜡中打出质子，如图所示。（3）1932年，查德威克进一步研究这种射线时，发现这种射线是一种不带电的、质量接近质子的粒子流，这种粒子正是卢瑟福猜想的中子。（4）结论：中子是原子核的组成部分。【典例2】 查德威克研究原子核内部结构的实验示意图如图所示，由天然放射性元素钋（Po）放出α射线轰击铍（Be）时会产生a粒子流，用a粒子流轰击石蜡后会打出b粒子流，下列说法正确的是（ ）A. a为质子，b为中子B. a为γ射线，b为中子C. a为中子，b为γ射线D. a为中子，b为质子解析：轰击石蜡的不可见粒子应该是中子，不可见的粒子（即中子）轰击石蜡时打出的应是质子，故D正确。1. 卢瑟福发现质子后，预想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列事实相符的是（ ）A. 电子数与质子数相等B. 原子核的质量大约是质子质量的整数倍C. 原子核的电荷数只是质量数的一半或少一些D. 质子和中子的质量几乎相等解析： 卢瑟福发现原子核的电荷数与原子核的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或少一些，因此预想到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子，即中子，故符合事实的是C。2. 1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现了 。图中A为放射源发出的 粒子，B为 气。写出该实验的核反应方程： 。质子α氮 HeNOH解析：题图为α粒子轰击氮原子核生成质子的实验装置，放射源发出的是α粒子，B为氮气，其核反应方程为HeNOH。要点三 原子核的组成【探究】 原子核的电荷数是不是电荷量？原子核的质量数是不是质量？提示：（1）不是。原子核所带的电荷量总是质子电荷量的整数倍，这个倍数叫作原子核的电荷数。（2）原子核的质量数也不是指原子核的质量，原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫原子核的质量数，是原子核内质子数与中子数之和。如Ho原子核的质量数是166，电荷数为67，其中质子数是67，中子数是99。【归纳】1. 原子核的组成原子核2. 基本关系（1）符号X（2）基本关系：①核电荷数＝质子数（Z）＝元素的原子序数＝核外电子数②质量数（A）＝核子数＝质子数＋中子数3. 同位素具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。同种元素原子的核外电子数相同，进而决定了它们具有相同的化学性质，但它们的物理性质一般是不同的。4. 核反应、核反应方程式（1）常用的两个核反应方程式①卢瑟福发现质子的核反应方程式HeNOH。②查德威克发现中子的核反应方程式HeBeCn。（2）书写核反应方程式时应注意的事项①核反应方程必须遵守电荷数守恒和质量数守恒。②核反应方程中的箭头“”表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号。③写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造。④要求记住常见粒子的符号表示：质子H）、中子n）、电子e）、正电子e）、α粒子He）等。【典例3】 已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。试问：（1）镭核中有几个质子？几个中子？答案： 88 138 （2）镭核所带的电荷量是多少？答案： 1.41×10－17 C 解析： 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。解析： 镭核所带电荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C。（3）镭原子核外有几个电子？答案：88（4Ra是镭的一种同位素，让Ra和Ra以相同的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？解析： 原子的核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。答案：113∶114解析： 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＝。两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故有＝＝。【典例4】 以下是物理学史上3个著名的核反应方程xLi2y yNxOyBezCx、y和z是3种不同的粒子，其中z是（ ）A. α粒子 B. 质子 C. 中子 D. 电子解析：把前两个方程化简，消去x，即NLiO，可见y是He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子n。因此选项C正确。1. （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. 若为中性原子，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解析： 氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和中性原子核外电子数相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A、B正确，C错误；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，D正确。2. 一个铀原子核U中有（ ）A. 238个核子B. 238个质子C. 146个质子D. 92个中子解析： 一个铀原子核U的质量数是238，核子数是238，核外电子数与质子数都是92，中子数等于质量数与质子数之差，为238－92＝146，故A正确。3. 1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋Aln＋X。X的原子序数和质量数分别为（ ）A. 15和28 B. 15和30C. 16和30 D. 17和31解析： 将核反应方程式改写成HeAln＋X，由电荷数和质量数守恒知，X应为X，选项B正确。教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏031. 天然放射现象说明（ ）A. 原子不是单一的基本粒子B. 原子核不是单一的基本粒子C. 原子内部大部分是中空的D. 原子核是由带正电和带负电的基本粒子组成的解析： 天然放射现象说明原子核内部有复杂结构，即原子核不是单一的基本粒子，故B正确，A、C、D错误。2. 在轧制钢板时需要动态地监测钢板的厚度，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（ ）A. X射线 B. α射线C. β射线 D. γ射线解析： 放射源放出的是α射线、β射线、γ射线三种射线，无X射线，选项A错误；α射线的穿透本领最弱，一张纸就能将其挡住；β射线的穿透本领较强，能穿透几毫米厚的铝板；γ射线的穿透本领最强，可以穿透几厘米厚的铅板。故探测器接收到的应该是γ射线，选项B、C错误，D正确。3. U核中有（ ）A. 92个电子 B. 238个质子C. 146个中子 D. 330个核子解析：U中质子数为92，核子数为238，由于质子数与中子数之和为核子数，则中子数为146，原子核内没有电子，故A、B、D错误，C正确。4. 完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子的。ABHeN＋（ ）BBe＋（ ）CnCAl＋（ ）MgHDNHeO＋（ ）EUTh＋（ ）FNa＋（ ）NaH答案：见解析解析：A项中BHeNn；B项中，HeCn，此核反应使查德威克首次发现了中子；C项中AlnMgH；D项中NHeOH，此核反应使卢瑟福首次发现了质子；E项中UThHe；F项中NaHNaH。04课时训练·提素能分层达标 素养提升 1. 原子核内部有（ ）A. 质子 B. α粒子C. 电子 D. 光电子解析： 根据原子核的内部结构可知，原子核是由质子和中子组成的，A正确，B、C、D错误。1234567891011122. 了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是（ ）A. 汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子B. 玻尔进行了α粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型C. 约里奥·居里夫妇用α粒子轰击金属铍并发现了中子D. 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在123456789101112解析： 汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故A错误；卢瑟福通过α 粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，故B错误；居里夫人通过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，故C错误；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在，故D正确。1234567891011123. （多选）“嫦娥二号”的任务之一是利用改进的γ射线谱仪探测月球表面多种元素的含量与分布特征。月球表面一些元素（如钍、铀）本身就有放射性，发出γ射线；另外一些元素（如硅、镁、铝）在宇宙射线轰击下会发出γ射线。而γ射线谱仪可以探测到这些射线，从而证明某种元素的存在。下列关于γ射线的说法正确的是（ ）A. γ射线经常伴随α射线和β射线产生B. γ射线来自原子核C. 如果元素以单质存在具有放射性，那么元素以化合物形式存在不一定具有放射性D. γ射线的穿透能力比α射线、β射线都要强123456789101112解析：γ射线是原子核发生变化时伴随α射线和β射线放出来的，故A、B正确；元素的放射性与其为单质还是化合物无关，故C错误； γ射线本质是高速光子流，穿透能力比α射线、β射线都要强，故D正确。故选A、B、D。1234567891011124. 在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子（ ）H＋X1HenNHeO＋X2BeHeC＋X3MgHeAl＋X4则以下判断中正确的是（ ）A. X1是质子 B. X2是中子C. X3是电子 D. X4是质子解析：根据核反应的质量数和核电荷数守恒知，X1为H，A错误；X2为H，B错误；X3为n，C错误；X4为H，D正确。1234567891011125. 如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域（方向如图所示）。调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线的照射，则下列判断正确的是（ ）A. 射到b点的一定是α射线B. 射到b点的一定是β射线C. 射到b点的是α射线或β射线D. 射到b点的一定是γ射线123456789101112解析： γ射线不带电，在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到a点，选项D错误。调整E和B的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可以使带负电的β射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即qE＝qBv。已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当α粒子沿直线前进时，速度较大的β粒子向右偏转；当β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也向右偏转，故选项A、B错误，选项C正确。1234567891011126. 下列说法正确的是（ ）C. 同一元素的两种同位素具有相同的质量数D. 同一元素的两种同位素具有不同的中子数解析： A项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错误；B项的铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错误；由于同位素的质子数相同而中子数不同，即质量数不同，所以C错误，D正确。1234567891011127. 已知镭的两种常见同位素为Ra和Ra。试问：（1）这两种镭核的中子数之比是多少？答案： 69∶70 解析：它们的中子数分别为N1＝A1－Z＝226－88＝138，N2＝A2－Z＝228－88＝140，所以中子数之比为N1∶N2＝69∶70。123456789101112（2）让Ra和Ra以相同的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？答案： 113∶114解析： 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，故有qvB＝m，解得r＝由于同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故＝＝。1234567891011128. 据报道，俄科学家成功合成了具有极强放射性的117号新元素，该元素目前尚未被命名，是在实验室人工创造的最新的超重元素。新元素有两种同位素，其中一种有176个中子，而另一种有177个中子，则：（1）该元素两种同位素的核电荷数各为多少？原子的核外电子数各为多少？答案：均为117 均为117 解析：元素的原子序数等于该元素的核电荷数，等于核内质子数，故117号元素的核电荷数和核内质子数均为117，原子呈中性，故核外电子数等于核内质子数，也为117。123456789101112（2）该元素两种同位素的原子核的质量数各为多少？答案：293 294 解析： 原子核的质量数等于质子数与中子数之和，故该元素中子数为176的原子核的质量数为117＋176＝293，中子数为177的原子核的质量数为117＋177＝294。123456789101112（3）若用X表示117号元素的元素符号，该元素的两种同位素用原子核符号如何表示？解析： 元素符号一般用X表示，其中A表示质量数，Z表示核电荷数，由前两问可得，中子数为176的原子核的符号为X，中子数为177的原子核的符号为X。答案：XX1234567891011129. 国家大科学工程——中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是（ ）123456789101112解析： 根据质量数守恒、电荷数守恒，核反应方程为NHeOH，故A错误。核反应方程为Al＋HePn，故B正确。核反应方程为BHBeHe，故C错误。核反应方程为LiHHeHe，故D错误。12345678910111210. （多选）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于电场方向进入匀强电场后穿出B. 让第二束粒子流垂直于电场方向进入匀强电场后穿出C. 让第二束粒子流垂直于磁场方向进入匀强磁场后穿出D. 让粒子流垂直于电场方向进入速度选择器，适当调节两板间电场强度大小，让粒子流从板间穿出123456789101112解析：在电场中，粒子沿电场方向上的偏移量为y＝at2＝＝在磁场中，轨道半径为R＝＝＝所以，以相同的动量进入电场和以相同的动能进入磁场质子与氘核能分开。适当调节速度选择器两板间电场强度，可使质子满足Eq＝Bvq，沿直线飞出，则氘核将沿电场方向偏转，倾斜穿出，故A、C、D正确。12345678910111211. 如图所示，在某次实验中，把放射性元素放入铅制成的容器中，射线只能从容器的小孔射出。在小孔前Q处放置一张黑纸，在黑纸后P处放置照相机底片，Q、P之间有垂直于纸面的匀强磁场（图中未画出），整个装置放在暗室中。实验中发现，照相机底片的a、b两处感光（b处正对铅盒的小孔），则下列说法正确的是（ ）A. 该实验说明原子具有复杂的结构B. Q、P之间的匀强磁场方向垂直于纸面向里C. 通过分析可知，打到a处的射线为β射线D. 此放射性元素放出的射线中只有α射线和β射线123456789101112解析： 该实验说明原子核具有复杂的结构，A错误；照相机底片的a、b两处感光，说明有β射线与γ射线穿过黑纸，因此打在b处的应是γ射线，打在a处的应是β射线，再依据左手定则，可知磁场方向垂直于纸面向外，故B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中可能有α射线，一定有β射线与γ射线，故D错误。12345678910111212. 质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看成为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x。（1）设离子质量为m，电荷量为q，加速电压为U，磁感应强度大小为B，求x的大小；答案： 123456789101112解析：离子在电场中被加速时，由动能定理得qU＝mv2，进入磁场时洛伦兹力提供向心力，qvB＝，又x＝2r，由以上三式得x＝。123456789101112（2）氢的三种同位素HHH从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？答案：1∶∶解析： 氢的三种同位素的质量数分别为1，2，3，由（1）结果知，xH∶xD∶xT＝∶∶＝1∶∶。123456789101112谢谢观看! 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第1节 认识原子核.docx 第1节 认识原子核.pptx 第1节 认识原子核（练习，含解析）.docx
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