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第1节　认识原子核
1~9题每题6分，共54分
考点一　天然放射现象　三种放射线
1.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法正确的是 (　　)
A.居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋(Po)和镭(Ra)两种新元素
B.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构
C.汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的β射线
D.查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了质子
2.(多选)关于天然放射现象，下列说法正确的是 (　　)
A.天然放射现象说明原子核具有复杂结构
B.β射线是由原子核外电子电离产生的
C.物质的放射性与物质的存在状态有关
D.通过化学反应不能改变物质的放射性
3.(2022·哈尔滨市高二期末)在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同。如图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①、②、③分别是 (　　)
A.γ、β、α B.β、γ、α
C.α、β、γ D.α、γ、β
4.(2023·齐齐哈尔市朝鲜族学校高二期末)放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中 (　　)
A.C为氦核组成的粒子流
B.B的穿透能力最弱
C.A的电离能力最强
D.B为比X射线波长更长的光子流
考点二　原子核的组成　核反应方程
5.(2023·咸阳市高二月考)卢瑟福发现质子后，猜想原子核中还有中子的存在，他的主要依据是 (　　)
A.原子核外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.原子核的核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
6.原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，下列说法正确的是 (　　)
A.原子核中有质子、中子，还有α粒子
B.原子核中有质子、中子，还有β粒子
C.原子核中有质子、中子，还有γ粒子
D.原子核中只有质子和中子
7.原子核表示 (　　)
A.核内有90个电子 B.核内有234个电子
C.核内有144个中子 D.核内有90个核子
8.(多选)氢有三种同位素，分别是氕()、氘()、氚()，则 (　　)
A.它们的质子数相等
B.若为中性原子，则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
9.(2021·北京卷)硼(B)中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂(Li)离子。这个核反应的方程是 (　　)
A.nLiHe
B.Hen
C.HeOH
D.nH
10~12题每题8分，13题10分，14题12分，共46分
10.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL'是一厚纸板，MN是荧光屏，实验时，发现在荧光屏上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 (　　)
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
11.下列表示某种元素的各同位素的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是 (　　)
12.如图所示，x为未知放射源，它向右方放出射线，p为一张厚度为0.5 mm左右的薄铝箔，铝箔右侧是一真空区域，内有较强磁场，q为荧光屏，h是观察装置。实验时，若将磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，再将铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，则可知放射源x可能为 (　　)
A.α射线和β射线的混合放射源
B.α射线和γ射线的混合放射源
C.β射线和γ射线的混合放射源
D.α射线、β射线和γ射线的混合放射源
13.(10分)在中子、质子、电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上。
(1)Th+　　　　；
(2)He+　　　　；
(3)+　　　　；
(4)+　　　 Sr++1n；
(5)+　　　　。
14.(12分)1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的，发现了放射性磷和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖。
(1)(5分)写出这个过程的核反应方程式；
(2)(7分)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度。
答案精析
1.A　[居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故A正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，但他没有揭示原子核有复杂的结构，故B错误；汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是带负电的粒子，且质量非常小，并未发现是中子变为质子时产生的β射线，故C错误；查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子，故D错误。]
2.AD　[天然放射现象中放出的射线是由原子核放出的，说明原子核具有复杂结构，A对；β射线是由原子核放出的，不是核外电子电离产生的，B错；放射性元素的放射性是由原子核自身决定的，与物质的存在状态无关，化学反应也不能改变物质的放射性，C错，D对。]
3.C　[α射线穿透能力最弱，不能穿透黑纸，故①为α射线；γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线；β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板，故②是β射线，故C正确。]
4.C　[从三束射线在电场中运动径迹可以看出，A为α射线，电离能力最强，B为γ射线，穿透能力最强，γ射线是波长比X射线波长更短的光子流；C为β射线，故C正确。]
5.C　[当卢瑟福发现质子后，接着又发现原子核的核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者更少一些，因此猜想在原子核内还存在有质量且不带电的中性粒子，故选C。]
6.D
7.C　[原子核，左下角的90代表的是核电荷数，左上角的234代表的是质量数，质子数=核电荷数，质量数=质子数+中子数，所以核内有90个质子，144个中子，234个核子，核外有90个电子，故选C。]
8.ABD　[氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，故C错误；由中性原子状态可知质子数和核外电子数均相同，都是1，故A、B正确；中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，它们三个是同位素，同位素化学性质相同，只是物理性质不同，故D正确。]
9.A　[由表示中子、表示α粒子，以及核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，选项A正确。]
10.C　[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。]
11.B　[各同位素的质子数相同，为一定值，同位素的质量数不同，故B正确，C错误。同位素的质子数相同，中子数不同，质量数等于质子数加中子数，则有A=N+Z，且质子数不可能为零即Z>0为常数，中子数可能为零即N≥0，整理得N=A-Z，A-N和N-A图像应该与A轴有截距，故A、D错误。]
12.B　[将强磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，说明磁场对穿过p的射线没有影响，可知射到屏上的是不带电的γ射线；再将厚0.5 mm左右的薄铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，说明除接收到γ射线外，又收到了原来被薄铝箔p挡住的射线，而厚度为0.5 mm左右的铝箔能挡住的只有α射线，所以此放射源是α射线和γ射线的混合放射源，故选项B正确，A、C、D错误。]
13.(1)　(2)　(3)　(4)　(5)
14.(1)HePn
(2)，方向与入射粒子原运动方向相同
解析　(1)核反应方程式为HePn。
(2)由(1)知，该种粒子为中子，设该种粒子的质量为m，则12C核的质量为12m
设碰撞后12C核的速度为v2，
取该粒子初速度v0方向为正方向
由动量守恒定律可得mv0=m(-v1)+12mv2
解得v2=
方向与入射粒子原运动方向相同。第1节　认识原子核
[学习目标]　1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象。了解天然放射现象在认识原子核过程中的重大意义。2.掌握三种射线的本质(重点)。3.了解质子和中子的发现过程，知道原子核的组成(重点)。4.了解核反应的概念，会书写核反应方程(重难点)。
一、天然放射现象　三种放射线
1.天然放射现象的发现
(1)1896年，法国物理学家　　　　　　发现铀盐能自发地发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)物质能自发地放出　　　　的现象称为天然放射现象。物质放出　　　　的这种性质，称为放射性。具有　　　　　　的元素，称为放射性元素。
(3)法国物理学家皮埃尔·居里夫妇对铀和铀的矿石进行了深入研究，发现了两种放射性更强的新元素，即　　　和　　　。
2.认识三种放射线
(1)三种射线：如图所示，1是　　　　，2是　　　，3是　　　　。
(2)三种射线的本质和特点
①α射线：α射线是高速运动的　　　　　　粒子流，射出时的速率可达0.1c。α射线有　　　的电离作用，但穿透能力　　　　，在空气中只能飞行几厘米，一张　　　　或一张薄纸就能将它挡住。
②β射线：β射线是高速运动的　　　　，射出时的速率可达0.99c，穿透能力　　　　，能穿透几毫米厚的　　　　，但电离作用　　　　。
③γ射线：γ射线是波长很短的　　　　，穿透能力　　　　，能穿透几厘米厚的　　　　，但电离作用　　　　。
(1)放射性元素发出的射线可以直接观察到。(　　)
(2)放射性元素的放射性都是自发的现象。(　　)
(3)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。(　　)
(4)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。(　　)
(5)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。(　　)
例1　(多选)如图所示，R是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内有竖直方向的匀强电场，L是纸板，M是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑。下列说法正确的是(　　)
A.电场方向竖直向下，到达O点的是γ射线
B.电场方向竖直向上，到达O点的是γ射线
C.电场方向竖直向上，到达P点的是β射线
D.电场方向竖直向下，到达P点的是α射线
例2　(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(　　)
三种射线在磁场中偏转情况的分析
1.γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转。
2.α射线和β射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大，根据粒子在沿电场方向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，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为=××≈37>1。
3.α射线和β射线在磁场中偏转的特点：在匀强磁场中，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨迹半径小，偏移量大，根据qvB=得R=∝。
所以，在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为=××≈<1。
二、质子和中子的发现　原子核的组成　核反应
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图所示为α粒子轰击氮原子核示意图。
(1)人们用α粒子轰击多种原子核，都打出了质子，说明了什么问题？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比，说明了什么问题？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.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，卢瑟福用α粒子轰击　　　　　　发现了　　　　。
②结论：质子是　　　　的组成部分。
(2)中子的发现
①卢瑟福的猜想
卢瑟福发现质子后，猜想原子核内可能还存在着质量跟质子相近的　　　　的中性粒子，并将其称为　　　　。
②中子的发现是许多科学家研究的结晶。
a.1930年，科学家发现，用钋发出的α射线轰击　　　　时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线。
b.1932年，约里奥—居里夫妇发现，如果用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中轰击出　　　　。
c.查德威克对云室中这种射线与氮原子核碰撞的径迹进行研究，发现这种射线是一种　　　　　、质量接近　　　　的粒子流，即为中子。
③结论：中子是原子核的组成部分。
2.原子核的组成
(1)原子核的组成
①组成：质子和中子都是原子核的组成部分，人们将质子和中子统称为　　　　。
②两个基本关系
a.核电荷数=质子数=　　　　　　。
b.质量数=质子数+中子数=　　　　。
③原子核的符号：，其中X为　　　　；A表示原子核的　　　　　　，Z表示　　　　　　。
(2)同位素
具有相同　　　　、不同　　　　的原子核互称同位素。如氢的三种同位素、、。
3.核反应与核反应方程
(1)核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。
(2)核反应方程：用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　描述核反应过程的式子。
(3)核反应规律：在核反应中，质量数和　　　　　　守恒。
(4)发现质子与中子的核反应方程
He+→　　　　　　　
HeBe→　　　　　　　
原子核的电荷数是不是电荷量？质量数是不是质量？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3　(多选)(2023·上海市黄浦区期中)查德威克发现新粒子的实验示意图如图所示。由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会轰击出粒子流B，则下列说法正确的是(　　)
A.粒子流A是电子，粒子流B是中子
B.粒子流A是中子，粒子流B是质子
C.粒子流A是不受电场磁场影响、穿透能力很强的射线
D.粒子流B是查德威克做了用α粒子轰击氮原子核的实验首次发现的
例4　已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，试问：
(1)镭核中质子数为　　　　，中子数为　　　　。
(2)镭核的核电荷数为　　　　，所带电荷量为　　　　　　。(e=1.6×10-19 C)
(3)若镭原子呈中性，它核外有　　　　个电子。
(4)是镭的一种同位素，让核和核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为 。
1.原子核(符号X)
原子核
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。
例5　完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。
(1)nC+　　　　；
(2)HeO+　　　　；
(3)n→　　　 He；
(4)He→　　　 n；
(5)HCo +　　　　。
书写核反应方程时要注意
1.质量数守恒和电荷数守恒；
2.中间用箭头，不能写成等号；
3.核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化。
答案精析
一、
1.(1)贝可勒尔　(2)射线　射线　放射性　(3)钋　镭
2.(1)β射线　γ射线　α射线
(2)①氦原子核　很强　很弱　铝箔
②电子流　较强　铝板　较弱
③电磁波　很强　铅板　很弱
易错辨析　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
例1　BC　[α射线穿透能力最弱，所以穿不过L纸板，只有β、γ两种射线穿过纸板到达M荧光屏，其中γ射线不带电，不在电场中偏转，只有β射线偏转，所以到达O点的是γ射线，到达P点的是β射线，β射线带负电，在电场中向下偏转，说明受到向下的静电力，所以电场方向竖直向上，故选B、C。]
例2　AD　[已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受静电力方向不同，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需要进一步判断。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r=，
将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：
=··=××≈。
由此可见，A正确，B错误。带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为y，α、β粒子沿电场偏转距离之比为：
=··=××≈。
由此可见，C错误，D正确。]
二、
(1)说明质子是原子核的组成部分。
(2)说明原子核中除了质子外还有其他中性粒子。
梳理与总结
1.(1)①氮原子核　质子　②原子核
(2)①不带电　中子　②a.铍
b.质子　c.不带电　质子
2.(1)①核子　②a.原子序数
b.核子数　③元素符号　质量数
核电荷数　(2)质子数　中子数
3.(2)原子核符号　(3)核电荷数　(4)H　n
思考与讨论
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。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质量数。
例3　BC　[用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的射线，这就是中子流，中子轰击石蜡，能从石蜡中轰击出质子，即形成质子流，所以A为中子，B为质子，故A错误，B正确；中子不带电，所以它不受电场和磁场影响，故C正确；卢瑟福利用α粒子轰击氮原子核，发现质子是原子核的组成成分，故D错误。]
例4　(1)88　138　(2)88　1.408×10-17 C　(3)88
(4)113∶114
解析　(1)原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的。原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，镭核中的质子数等于原子序数，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)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是：Z=88，
Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C。
(3)中性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，洛伦兹力提供向心力，故有qvB=m，解得r=
二者的速度相同，又由于同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故===。
例5　(1H
(2H，发现质子的核反应方程
(3Li
(4)，发现中子的核反应方程
(5n(共55张PPT)
DIWUZHANG
第5章
第1节　认识原子核
1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象。了解天然放射现象在认识原子核过程中的重大意义。
2.掌握三种射线的本质(重点)。
3.了解质子和中子的发现过程，知道原子核的组成(重点)。
4.了解核反应的概念，会书写核反应方程(重难点)。
学习目标
一、天然放射现象　三种放射线
二、质子和中子的发现　原子核的组成　核反应
课时对点练
内容索引
天然放射现象　三种放射线
一
1.天然放射现象的发现
(1)1896年，法国物理学家　　　　　发现铀盐能自发地发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)物质能自发地放出　　 的现象称为天然放射现象。物质放出　 　的这种性质，称为放射性。具有　　　　的元素，称为放射性元素。
(3)法国物理学家皮埃尔·居里夫妇对铀和铀的矿石进行了深入研究，发现了两种放射性更强的新元素，即　　和　　。
贝可勒尔
射线
射线
放射性
钋
镭
2.认识三种放射线
(1)三种射线：如图所示，1是　　　，2是　　　，3是　　　。
(2)三种射线的本质和特点
①α射线：α射线是高速运动的　　　　 粒子流，射出时的速
率可达0.1c。α射线有 　　的电离作用，但穿透能力　　 ，在
空气中只能飞行几厘米，一张 　　或一张薄纸就能将它挡住。
②β射线：β射线是高速运动的　　　　，射出时的速率可达0.99c，穿透能力　　　，能穿透几毫米厚的　　　，但电离作用　　　。
③γ射线：γ射线是波长很短的　　　　，穿透能力　　　，能穿透几厘米厚的　　　，但电离作用　　　。
β射线
γ射线
α射线
氦原子核
很强
很弱
铝箔
电子流
较强
铝板
较弱
电磁波
很强
铅板
很弱
(1)放射性元素发出的射线可以直接观察到。(　　)
(2)放射性元素的放射性都是自发的现象。(　　)
(3)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。(　　)
(4)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。(　　)
(5)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。(　　)
×
√
×
√
×
　(多选)如图所示，R是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内有竖直方向的匀强电场，L是纸板，M是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑。下列说法正确的是
A.电场方向竖直向下，到达O点的是γ射线
B.电场方向竖直向上，到达O点的是γ射线
C.电场方向竖直向上，到达P点的是β射线
D.电场方向竖直向下，到达P点的是α射线
例1
√
√
α射线穿透能力最弱，所以穿不过L纸板，只有β、γ两
种射线穿过纸板到达M荧光屏，其中γ射线不带电，不
在电场中偏转，只有β射线偏转，所以到达O点的是γ
射线，到达P点的是β射线，β射线带负电，在电场中向下偏转，说明受到向下的静电力，所以电场方向竖直向上，故选B、C。
　(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
例2
√
√
已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受静电力方向不同，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需要进一步判断。
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r=，将其数据代入，
则α粒子与β粒子的半径之比为：
=··=××≈。
由此可见，A正确，B错误。
带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为y，α、β粒子沿电场偏转距离之比为：
=··=××≈。
由此可见，C错误，D正确。
三种射线在磁场中偏转情况的分析
1.γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转。
2.α射线和β射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大，根据粒子在沿电场方向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，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为=××≈
37>1。
总结提升
3.α射线和β射线在磁场中偏转的特点：在匀强磁场中，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨迹半径小，
偏移量大，根据qvB=得R=∝。
所以，在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为=××
≈<1。
总结提升
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质子和中子的发现　原
子核的组成　核反应
二
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图所示为α粒子轰击氮原子核示意图。
(1)人们用α粒子轰击多种原子核，都打出了质子，说明了什么问题
答案　说明质子是原子核的组成部分。
(2)绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比，说明了什么问题
答案　说明原子核中除了质子外还有其他中性粒子。
1.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，卢瑟福用α粒子轰击　　　　　发现了
　　　。
②结论：质子是　　　　的组成部分。
(2)中子的发现
①卢瑟福的猜想
卢瑟福发现质子后，猜想原子核内可能还存在着质量跟质子相近的______
的中性粒子，并将其称为　　　。
梳理与总结
氮原子核
质子
原子核
不带电
中子
②中子的发现是许多科学家研究的结晶。
a.1930年，科学家发现，用钋发出的α射线轰击　　时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线。
b.1932年，约里奥—居里夫妇发现，如果用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中轰击出　　　。
c.查德威克对云室中这种射线与氮原子核碰撞的径迹进行研究，发现这种射线是一种　　　　、质量接近　　　的粒子流，即为中子。
③结论：中子是原子核的组成部分。
铍
质子
不带电
质子
2.原子核的组成
(1)原子核的组成
①组成：质子和中子都是原子核的组成部分，人们将质子和中子统称为
　　　。
②两个基本关系
a.核电荷数=质子数=　　　　　。
b.质量数=质子数+中子数=　　　　。
③原子核的符号X，其中X为　　　　　；A表示原子核的　　　　，Z表示　　　　　。
核子
原子序数
核子数
元素符号
质量数
核电荷数
(2)同位素
具有相同　　　　、不同　　　　的原子核互称同位素。如氢的三种同位素、、。
质子数
中子数
3.核反应与核反应方程
(1)核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。
(2)核反应方程：用　　　　　　描述核反应过程的式子。
(3)核反应规律：在核反应中，质量数和　　　　　守恒。
(4)发现质子与中子的核反应方程
→_________
→_________
原子核符号
核电荷数
H
思考与讨论
原子核的电荷数是不是电荷量 质量数是不是质量
答案　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。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质量数。
　(多选)(2023·上海市黄浦区期中)查德威克发现新粒子的实验示意图如图所示。由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会轰击出粒子流B，则下列说法正确的是
A.粒子流A是电子，粒子流B是中子
B.粒子流A是中子，粒子流B是质子
C.粒子流A是不受电场磁场影响、穿
　透能力很强的射线
D.粒子流B是查德威克做了用α粒子轰击氮原子核的实验首次发现的
例3
√
√
用放射源钋的α射线轰击铍时，能
发射出一种穿透力极强的射线，这
就是中子流，中子轰击石蜡，能从
石蜡中轰击出质子，即形成质子流，所以A为中子，B为质子，故A错误，B正确；
中子不带电，所以它不受电场和磁场影响，故C正确；
卢瑟福利用α粒子轰击氮原子核，发现质子是原子核的组成成分，故D错误。
　已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，试问：
(1)镭核中质子数为　　　，中子数为　　　 。
例4
88
138
原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的。原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，镭核中的质子数等于原子序数，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)镭核的核电荷数为　　　，所带电荷量为　 　　　。(e=1.6×
10-19 C)
88
1.408×10-17 C
镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是：Z=88，
Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C。
(3)若镭原子呈中性，它核外有　　　个电子。
88
中性原子的核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。
(4)是镭的一种同位素，让核和核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为 。
113∶114
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，故
有qvB=m,
解得r=
二者的速度相同，又由于同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，
故===。
总结提升
1.原子核(符号)
原子核
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。
　完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。
(1)nC+　　　　；
(2)HeO+ ；
例5
答案　发现质子的核反应方程
答案　发现中子的核反应方程
(3)n→　　　 He；
(4)He→　　　n；
(5)HCo +　　　　。
总结提升
书写核反应方程时要注意
1.质量数守恒和电荷数守恒；
2.中间用箭头，不能写成等号；
3.核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化。
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课时对点练
三
考点一　天然放射现象　三种放射线
1.在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法正确的是
A.居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋(Po)和镭(Ra)两种新元素
B.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构
C.汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为
　质子时产生的β射线
D.查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了质子
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基础对点练
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居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故A正确；
卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，但他没有揭示原子核有复杂的结构，故B错误；
汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是带负电的粒子，且质量非常小，并未发现是中子变为质子时产生的β射线，故C错误；
查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子，故D错误。
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2.(多选)关于天然放射现象，下列说法正确的是
A.天然放射现象说明原子核具有复杂结构
B.β射线是由原子核外电子电离产生的
C.物质的放射性与物质的存在状态有关
D.通过化学反应不能改变物质的放射性
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天然放射现象中放出的射线是由原子核放出的，说明原子核具有复杂结构，A对；
β射线是由原子核放出的，不是核外电子电离产生的，B错；
放射性元素的放射性是由原子核自身决定的，与物质的存在状态无关，化学反应也不能改变物质的放射性，C错，D对。
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3.(2022·哈尔滨市高二期末)在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同。如图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①、②、③分别是
A.γ、β、α B.β、γ、α
C.α、β、γ D.α、γ、β
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α射线穿透能力最弱，不能穿透黑纸，故①为α射线；
γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线；
β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板，故②是β射线，故C正确。
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4.(2023·齐齐哈尔市朝鲜族学校高二期末)放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中
A.C为氦核组成的粒子流
B.B的穿透能力最弱
C.A的电离能力最强
D.B为比X射线波长更长的光子流
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从三束射线在电场中运动径迹可以看出，A为α射线，电离能力最强，B为γ射线，穿透能力最强，γ射线是波长比X射线波长更短的光子流；C为β射线，故C正确。
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考点二　原子核的组成　核反应方程
5.(2023·咸阳市高二月考)卢瑟福发现质子后，猜想原子核中还有中子的存在，他的主要依据是
A.原子核外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.原子核的核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
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当卢瑟福发现质子后，接着又发现原子核的核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者更少一些，因此猜想在原子核内还存在有质量且不带电的中性粒子，故选C。
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6.原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，下列说法正确的是
A.原子核中有质子、中子，还有α粒子
B.原子核中有质子、中子，还有β粒子
C.原子核中有质子、中子，还有γ粒子
D.原子核中只有质子和中子
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7.原子核表示
A.核内有90个电子 B.核内有234个电子
C.核内有144个中子 D.核内有90个核子
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原子核，左下角的90代表的是核电荷数，左上角的234代表的是质量数，质子数=核电荷数，质量数=质子数+中子数，所以核内有90个质子，144个中子，234个核子，核外有90个电子，故选C。
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8.(多选)氢有三种同位素，分别是氕()、氘()、氚()，则
A.它们的质子数相等
B.若为中性原子，则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
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氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，故C错误；
由中性原子状态可知质子数和核外电子数均相同，都是1，故A、B正确；
中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，它们三个是同位素，同位素化学性质相同，只是物理性质不同，故D正确。
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9.(2021·北京卷)硼(B)中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂(Li)离子。这个核反应的方程是
A.nLiHe B.Hen
C.HeH D.nH
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由表示α粒子，以及核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，选项A正确。
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10.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL'是一厚纸板，MN是荧光屏，实验时，发现在荧光屏上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
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
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能力综合练
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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。
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11.下列表示某种元素的各同位素的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是
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各同位素的质子数相同，为一定值，同位素的质量数不同，故B正确，C错误。
同位素的质子数相同，中子数不同，质量数等于质子数加中子数，则有A=N+Z，且质子数不可能为零即Z>0为常数，中子数可能为零即N≥0，整理得N=A-Z，A-N和N-A图像应该与A轴有截距，故A、D错误。
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12.如图所示，x为未知放射源，它向右方放出射线，p为一张厚度为0.5 mm左右的薄铝箔，铝箔右侧是一真空区域，内有较强磁场，q为荧光屏，h是观察装置。实验时，若将磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，再将铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，则可知放射源x可能为
A.α射线和β射线的混合放射源
B.α射线和γ射线的混合放射源
C.β射线和γ射线的混合放射源
D.α射线、β射线和γ射线的混合放射源
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将强磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数
基本没有变化，说明磁场对穿过p的射线没有影
响，可知射到屏上的是不带电的γ射线；再将厚
0.5 mm左右的薄铝箔移开，则每分钟观察到荧光
屏上的亮点数明显增加，说明除接收到γ射线外，又收到了原来被薄铝箔p挡住的射线，而厚度为0.5 mm左右的铝箔能挡住的只有α射线，所以此放射源是α射线和γ射线的混合放射源，故选项B正确，A、C、D错误。
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13.在中子、质子、电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上。
(1)Th+　　　　；
(2)He+　　　　；
(3)+　　　　；
(4)+　　　 Sr++1n；
(5)+　　　　。
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14.1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的，发现了放射性磷和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖。
(1)写出这个过程的核反应方程式；
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答案　HePn
核反应方程式为HePn。
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(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度。
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答案　，方向与入射粒子原运动方向相同
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由(1)知，该种粒子为中子，设该种粒子的质量为m，则12C核的质量为12m
设碰撞后12C核的速度为v2，取该粒子初速度v0方向为正方向
由动量守恒定律可得mv0=m(-v1)+12mv2
解得v2=
方向与入射粒子原运动方向相同。
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