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第1节　认识原子核
(分值:100分)
选择题1~9题,每小题8分,共72分。
对点题组练
题组一　天然放射现象及认识三种放射线
1.(2023·海南卷,1)钍元素衰变时会放出β粒子,其中β粒子是 (　　)
中子 质子
电子 光子
2.关于α、β、γ三种射线的性质,下列说法中正确的是 (　　)
α射线是带正电的高速粒子流,它的电离作用最弱
β射线是高速电子流,它的穿透能力最弱
γ射线是电磁波,它在真空中的传播速度等于光速
以上说法都不正确
题组二　质子和中子的发现及原子核的组成
3.若用x代表一个原子中的核外电子数,y代表此原子原子核内的质子数,z代表此原子原子核内的中子数,则对U的原子来说 (　　)
x=92　y=92　z=235
x=92　y=92　z=143
x=143　y=143　z=92
x=235　y=235　z=327
4.(多选)氢有三种同位素,分别是氕H)、氘H)、氚H),则 (　　)
它们的质子数相等
若为中性原子,则它们的核外电子数相等
它们的核子数相等
它们的化学性质相同
5.(2023·全国甲卷,15)在下列两个核反应方程中XN→YO,YLi→2X,X和Y代表两种不同的原子核,以Z和A分别表示X的电荷数和质量数,则 (　　)
Z=1　A=1 Z=1　A=2
Z=2　A=3 Z=2　A=4
6.我国发射的“嫦娥”系列月球探测器,在着陆器和月球车内均安置有钚-238,以确保仪器舱内温度不会很低,让搭载的仪器安然度过月夜,成为仪器的“暖宝宝”Pu可以通过以下过程得到U+HNp+nNp→X+Pu,则下列说法正确的是 (　　)
k=1,X为质子 k=2,X为电子
k=1,X为电子 k=2,X为质子
7.下面列出的是一些核反应方程式PSi+XBeHeC+YNHeO+Z,其中 (　　)
X是质子,Y是中子,Z是正电子
X是正电子,Y是中子,Z是质子
X是正电子,Y是质子,Z是中子
X是中子,Y是正电子,Z是质子
综合提升练
8.关于天然放射现象中产生的三种射线,以下说法中正确的是 (　　)
α、β、γ三种射线中,α射线的电离作用最强,穿透能力也最强
α、β、γ三种射线中,β射线的速度最快,可以达到0.9c
β射线是由原子核外电子电离产生的
将α、β、γ射线垂直射入匀强电场中,可以通过偏转的情况将它们分辨出来
9.含有钍(Th)的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡(Rn),核反应方程为2Y。下列关于该核反应说法正确的是 (　　)
10.(4分)1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置,做了用α粒子轰击氮原子核的实验,并由此发现了质子。图中A为放射源发出的　　　　(1分)粒子,B为　　　　(1分)气。写出该实验的核反应方程____________________________________________________________(2分)。
11.(9分)1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的Al,发现了放射性磷P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)(4分)写出这个过程的核反应方程式;
(2)(5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。
培优加强练
12.(15分)在暗室的真空管装置中做如下实验:在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中,有一个能产生α、β、γ三种射线的放射源,从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图所示,在与放射源距离为H高处水平放置两张叠放着的涂药面朝下的显影纸(比一般纸厚且坚韧的涂有感光药的纸),经射线照射一段时间后使两张显影纸显影(已知mα=4 u,mβ=u,vα=,vβ=c)。
(1)(5分)上面的显影纸有几个暗斑 各是什么射线的痕迹
(2)(5分)下面的显影纸显出3个暗斑,试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比;
(3)(5分)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场,一次使α射线不偏转,一次使β射线不偏转,则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少
第1节　认识原子核
1.C　[放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。其中β粒子是电子，C正确。]
2.C　[α射线是高速粒子流，带正电，其电离作用最强，故A错误；β射线是高速电子流，有很强的穿透能力，故B错误；γ射线是一种电磁波，在真空中以光速传播，故C正确，D错误。]
3.B　[在U中，左下标为电荷数，左上标为质量数，质子数等于核电荷数，则y＝92；原子的核外电子数等于质子数，所以x＝92；中子数等于质量数减去质子数，所以z＝235－92＝143。选项B正确。]
4.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；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，故D正确。]
5.D　[由X＋N→A1Z1Y＋O得A＋14＝A1＋17，Z＋7＝Z1＋8，由A1Z1Y＋Li→2X得A1＋7＝2A，Z1＋3＝2Z，则A＝4，Z＝2，D正确。]
6.B　[在核反应方程U＋H→Np＋kn中，由核电荷数守恒和质量数守恒可得238＋2＝238＋k，解得k＝2，在核反应方程Np→X＋Pu中，由核电荷数守恒和质量数守恒可得93＝Z＋94，238＝A＋238，解得Z＝－1，A＝0，所以X为电子，故B正确，A、C、D错误。]
7.B　[根据核反应的质量数和核电荷数守恒可知，X的质量数为0，核电荷数为1，则X为正电子；Y的质量数为1，核电荷数为0，为中子；Z的质量数为1，核电荷数为1，为质子，B正确。]
8.D　[α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强，穿透能力最弱，故A错误；α、β、γ三种射线中，α射线射出速度约0.1c，β射线射出速度0.99c，γ射线射出速度为c，所以三种射线中γ射线的速度最快，故B错误；β射线是由原子核内的中子转化为质子时放出的电子，故C错误；α、β、γ射线分别带正电、负电、不带电，则通过垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来，故D正确。]
9.B　[根据核反应的质量数和核电荷数守恒可知，Y的质量数为0，核电荷数为－1，则Y是e，A错误，B正确；原子核中没有电子，C错误； Rn核的中子数为220－86＝134，Th核的中子数为232－90＝142，则Rn核的中子数比Th核的少8，D错误。]
10.α　氮　He＋7N→8O＋H　[题图为α粒子轰击氮原子核生成质子的实验装置，放射源A发出的是α粒子，B为氮气，其核反应方程He＋7N→8O＋H。]
11.(1)Al＋He→P＋n
(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Al＋He→P＋n。
(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＝
碰撞后12C核的运动方向与入射粒子原运动方向相同。
12.(1)2　分别是β、γ射线的痕迹　(2)5∶184　(3)10∶1
解析　(1)一张显影纸即可挡住α射线，故显影纸有2个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹。
(2)s＝at2，而a＝，t＝
故s＝
则sα∶sβ＝∶＝5∶184。
(3)qE＝qvB
所以B＝∝
故Bα∶Bβ＝vβ∶vα＝10∶1。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。2.记住三种射线的本质和特性。3.了解质子和中子的发现过程。4.知道原子核的组成，理解核子、同位素的概念。5.了解核反应的概念，会书写核反应方程。
知识点一　天然放射现象的发现与认识三种放射线
所有的放射现象都是天然放射现象吗？为什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.天然放射现象的发现
(1)1896年，法国物理学家____________发现铀盐除能发出X射线外，还能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。具有放射性的元素，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射线有很强的____________，但____________很弱，在空气中只能飞行几厘米，一张铝箔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，____________较强，能穿透几毫米厚的铝板，但____________较弱。
③γ射线：γ射线是波长很短的________，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的________，但电离作用很弱。
【思考】 如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图。
(1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了什么？
(2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放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.①⑥表示β射线，其穿透能力最强
B.②⑤表示γ射线，其穿透能力最弱
C.③④表示α射线，其电离作用最强
D.②⑤表示γ射线，其电离作用最强
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
总结提升　α、β、γ三种射线的性质、特征比较
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 率 0.1c 0.99c c
贯穿本领 最弱用一张纸就能挡住 较强能穿透几毫米厚的铝板 最强能穿透几厘米厚的铅板
电离作用 很强 较弱 很弱
训练1 (鲁科版教材P109图5－3改编)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。如图所示为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是 (　　)
A.γ、β、α射线 B.β、γ、α射线
C.α、β、γ射线 D.γ、α、β射线
知识点二　质子和中子的发现及原子核的组成
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数都大于其质子数，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粒子轰击氮原子核发现了________。
②结论：质子是____________的组成部分。
(2)中子的发现
①卢瑟福的预想
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，用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受________和________影响、穿透能力________的射线。
b.1932年，约里奥—居里夫妇发现，如果用这种射线轰击__________，能从石蜡中轰击出________。
c.查德威克对云室中的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＝核外电子数＝______________________________。
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__________。
(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H、H、H。
(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＋N→O＋H
He＋Be→C＋n
【思考】
1.同一种元素的几种同位素，它们的化学性质相同吗？为什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
2.核反应的实质是什么？它符合哪些规律？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度1　原子核的组成
例2 (多选)下列说法正确的是(　　)
A.X与Y互为同位素
B.X与Y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
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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原子核的“数”与“量”辨析技巧
(1)核电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是相同的，所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍，我们把核内的质子数叫作核电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量。
(2)原子核的质量数与质量是不同的。原子核内质子和中子的总数叫作原子核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。　　
训练2 用原子核符号表示以下原子核，并写出原子核的质子数、中子数。
(1)α粒子；
(2)质量数为14的碳原子核；
(3)核电荷数为8、质量数为17的氧原子核；
(4)质量数为40的钾原子核；
(5)核电荷数为86、核子数为222的氡原子核。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
角度2　核反应方程的书写
例3 (鲁科版教材P114节练习T5改编)在中子、质子、电子、正电子、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)U→Th＋________；
(2)Be＋He→C＋________；
(3)Th→Pa＋________；
(4)P→Si＋________；
(5)U＋________→Sr＋Xe＋10n；
(6)N＋He→O＋________。
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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书写核反应方程的注意事项
(1)质量数守恒和核电荷数守恒。
(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。
(4)写核反应方程必须有实验依据，决不能毫无根据地编造。　　
训练3 (2024·陕西渭南市质检)核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池，就可以让手机不充电使用5 000年。燃料中钚(Pu)是一种人造同位素，可通过下列反应合成：①用氘核(H)轰击铀(U)生成(Np)和两个相同的粒子X，核反应方程是U＋H→Np＋2X；②镎(Np)放出一个粒子Y后转变成eq \a\vs4\al(（Pu）)，核反应方程是eq \a\vs4\al(Np)→eq \a\vs4\al(Pu)＋Y，则X粒子和Y粒子是(　　)
A.中子，电子 B.质子，电子
C.正电子，质子 D.正电子，电子
随堂对点自测
1.(天然放射现象)(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
2.(三种射线的比较)如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，若撤去电场后继续观察，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为(　　)
A.α射线和γ射线 B.α射线和β射线
C.β射线和X射线 D.β射线和γ射线
3.(原子核的组成)(鲁科版教材P144节练习T4改编)如图所示为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出α射线轰击铍(Be)时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡后会打出粒子流b，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
4.(核反应方程)如图所示，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
B.Al俘获一个α粒子，产生P并放出一个粒子
C.B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子
D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子
第1节　认识原子核
知识点一
导学
提示　不都是。放射性元素自发地放出射线的现象才是天然放射现象，若放出射线不是自发进行的，就不是天然放射现象。
知识梳理
1.(1)贝可勒尔　(2)射线　射线　(3)钋　镭
2.(1)β射线　γ射线　α射线　(2)①氦原子核　电离作用　穿透能力　②电子流　穿透能力　电离作用　③电磁波　铅板
[思考] 提示　(1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。
(2)根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r＝可知，α粒子的应大于β粒子的，即α粒子的质量应较大。
例1 C　[①⑥表示β射线，γ射线穿透能力最强，故A错误；②⑤表示γ射线，其穿透能力最强，电离作用很弱，故B、D错误；③④表示α射线，其电离作用最强，故C正确。]
训练1 C　[由题图知①②③射线的穿透能力依次增强，这正是α、β、γ三种射线的特性，故C正确。]
知识点二
导学
提示　(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粒子。
知识梳理
1.(1)①质子　②原子核　(2)①不带电　中子　②电场　磁场　很强　石蜡　质子　不带电　质子
2.(1)①核子　②原子序数　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
[思考] 1.提示　相同。因为同位素具有相同的质子数，所以具有相同的核外电子数，元素的化学性质取决于核外电子，所以同位素的化学性质相同。
2.提示　核反应的实质就是将一种原子核在其他粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子；核反应符合质量数和核电荷数守恒规律。
例2 BC　[X核与Y核的质子数不同，不能互为同位素，A错误；X核与Y核的质子数都为m，而质量数不同，则中子数不同，所以互为同位素，B正确；X核内中子数为n－m，Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子数相同，C正确；U核内有143个中子，D错误。]
训练2 见解析
解析　(1)He，质子数为2，中子数为4－2＝2。
(2)C，质子数为6，中子数为14－6＝8。
(3)O，质子数为8，中子数为17－8＝9。
(4)K，质子数为19，中子数为40－19＝21。
(5)Rn，质子数为86，中子数为222－86＝136。
例3 (1)He　(2)n　(3)e　(4)e　(5)n　(6)H　[在核反应过程中，遵循核电荷数守恒和质量数守恒规律。对参与反应的所有基本粒子采用左下角(核电荷数)配平，左上角(质量数)配平。未知粒子可根据其核电荷数和质量数确定。如(1)中粒子核电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(He)；同理确定其他粒子分别为：中子(n)，电子(e)，正电子(e)，中子(n)，质子(H)。]
训练3 A　[根据核反应的质量数和核电荷数守恒可知，X的质量数为1，核电荷数为0，则X是中子；Y的质量数为0，核电荷数为－1，则Y为电子，故A正确。]
随堂对点自测
1.ACD　[由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住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。]
2.A　[三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，不受电场力，电场对它没有影响，在电场中不偏转。将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线。再将薄铝片移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大大增加，根据α射线的特性穿透本领最弱，一张纸就能挡住，可知射线中含有α射线。故放射源所发出的射线可能为α射线和γ射线，A正确。]
3.D　[α粒子轰击铍(Be)产生中子，中子轰击石蜡产生质子，故a为中子，b为质子，D正确。]
4.B　[根据核反应中质量数和核电荷数守恒，各选项核反应方程如下：N＋He→O＋H，故A错误；Al＋He→P＋n，故B正确；B＋H→Be＋He，故C错误；Li＋H→He＋He，故D错误。](共51张PPT)
第1节　认识原子核
第5章 原子核与核能
1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象。2.记住三种射线的本质和特性。3.了解质子和中子的发现过程。4.知道原子核的组成，理解核子、同位素的概念。5.了解核反应的概念，会书写核反应方程。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　质子和中子的发现及原子核的组成
知识点一　天然放射现象的发现与认识三种放射线
知识点一　天然放射现象的发现与认识三种放射线
所有的放射现象都是天然放射现象吗？为什么？
提示　不都是。放射性元素自发地放出射线的现象才是天然放射现象，若放出射线不是自发进行的，就不是天然放射现象。
1.天然放射现象的发现
(1)1896年，法国物理学家__________发现铀盐除能发出X射线外，还能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。具有放射性的元素，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
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________。
β射线
γ射线
α射线
(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射线有很强的__________，但__________很弱，在空气中只能飞行几厘米，一张铝箔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，__________较强，能穿透几毫米厚的铝板，但__________较弱。
③γ射线：γ射线是波长很短的________，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的______，但电离作用很弱。
氦原子核
电离作用
穿透能力
电子流
穿透能力
电离作用
电磁波
铅板
【思考】 如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图。
(1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了
什么？
(2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏
转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？
C
例1 如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放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.①⑥表示β射线，其穿透能力最强
B.②⑤表示γ射线，其穿透能力最弱
C.③④表示α射线，其电离作用最强
D.②⑤表示γ射线，其电离作用最强
解析　①⑥表示β射线，γ射线穿透能力最强，故A错误；②⑤表示γ射线，其穿透能力最强，电离作用很弱，故B、D错误；③④表示α射线，其电离作用最强，故C正确。
总结提升　α、β、γ三种射线的性质、特征比较
速 率 0.1c 0.99c c
贯穿本领 最弱 用一张纸就能挡住 较强 能穿透几毫米厚的铝板 最强
能穿透几厘
米厚的铅板

电离作用 很强 较弱 很弱
训练1 (鲁科版教材P109图5－3改编)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。如图所示为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是 (　　)
C
A.γ、β、α射线 B.β、γ、α射线
C.α、β、γ射线 D.γ、α、β射线
解析　由题图知①②③射线的穿透能力依次增
强，这正是α、β、γ三种射线的特性，故C正确。
知识点二　质子和中子的发现及原子核的组成
　　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数都大于其质子
数，说明了什么问题？
提示　(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粒子轰击氮原子核发现了______。
②结论：质子是________的组成部分。
(2)中子的发现
①卢瑟福的预想
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______。
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，用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受______和______影响、穿透能力______的射线。
b.1932年，约里奥—居里夫妇发现，如果用这种射线轰击______，能从石蜡中轰击出______。
c.查德威克对云室中的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。
电场
磁场
很强
石蜡
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＝核外电子数＝__________。
b.质量数＝质子数＋中子数＝________。
核子
原子序数
核子数
元素符号
质量数
核电荷数
质子数
中子数
原子核符号
核电荷数
【思考】
1.同一种元素的几种同位素，它们的化学性质相同吗？为什么？
提示　相同。因为同位素具有相同的质子数，所以具有相同的核外电子数，元素的化学性质取决于核外电子，所以同位素的化学性质相同。
2.核反应的实质是什么？它符合哪些规律？
提示　核反应的实质就是将一种原子核在其他粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子；核反应符合质量数和核电荷数守恒规律。
角度1　原子核的组成
例2 (多选)下列说法正确的是(　　)
BC
原子核的“数”与“量”辨析技巧
(1)核电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是相同的，所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍，我们把核内的质子数叫作核电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量。
(2)原子核的质量数与质量是不同的。原子核内质子和中子的总数叫作原子核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。
训练2 用原子核符号表示以下原子核，并写出原子核的质子数、中子数。
(1)α粒子；
(2)质量数为14的碳原子核；
(3)核电荷数为8、质量数为17的氧原子核；
(4)质量数为40的钾原子核；
(5)核电荷数为86、核子数为222的氡原子核。
答案　见解析
角度2　核反应方程的书写
例3 (鲁科版教材P114节练习T5改编)在中子、质子、电子、正电子、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。
书写核反应方程的注意事项
(1)质量数守恒和核电荷数守恒。
(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。
(4)写核反应方程必须有实验依据，决不能毫无根据地编造。
A
A.中子，电子 B.质子，电子
C.正电子，质子 D.正电子，电子
解析　根据核反应的质量数和核电荷数守恒可知，X的质
量数为1，核电荷数为0，则X是中子；Y的质量数为0，核
电荷数为－1，则Y为电子，故A正确。
随堂对点自测
2
ACD
1.(天然放射现象)(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
解析　由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住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。
A
2.(三种射线的比较)如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，若撤去电场后继续观察，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为(　　)
A.α射线和γ射线
B.α射线和β射线
C.β射线和X射线
D.β射线和γ射线
解析　三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，不受电场力，电场对它没有影响，在电场中不偏转。将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线。再将薄铝片移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大大增加，根据α射线的特性穿透本领最弱，一张纸就能挡住，可知射线中含有α射线。故放射源所发出的射线可能为α射线和γ射线，A正确。
D
3.(原子核的组成)(鲁科版教材P144节练习T4改编)如图所示为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出α射线轰击铍(Be)时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡后会打出粒子流b，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　α粒子轰击铍(Be)产生中子，中子轰击石蜡产生质子，故a为中子，b为质子，D正确。
B
4.(核反应方程)如图所示，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(　　)
课后巩固训练
3
C
解析　放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。其中β粒子是电子，C正确。
对点题组练
题组一　天然放射现象及认识三种放射线
1.(2023·海南卷，1)钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是(　　)
A.中子 B.质子
C.电子 D.光子
C
2.关于α、β、γ三种射线的性质，下列说法中正确的是(　　)
A.α射线是带正电的高速粒子流，它的电离作用最弱
B.β射线是高速电子流，它的穿透能力最弱
C.γ射线是电磁波，它在真空中的传播速度等于光速
D.以上说法都不正确
解析　α射线是高速粒子流，带正电，其电离作用最强，故A错误；β射线是高速电子流，有很强的穿透能力，故B错误；γ射线是一种电磁波，在真空中以光速传播，故C正确，D错误。
B
题组二　质子和中子的发现及原子核的组成
ABD
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
解析　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；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，故D正确。
D
B
B
A.X是质子，Y是中子，Z是正电子
B.X是正电子，Y是中子，Z是质子
C.X是正电子，Y是质子，Z是中子
D.X是中子，Y是正电子，Z是质子
解析　根据核反应的质量数和核电荷数守恒可知，X的质量数为0，核电荷数为1，则X为正电子；Y的质量数为1，核电荷数为0，为中子；Z的质量数为1，核电荷数为1，为质子，B正确。
D
综合提升练
8.关于天然放射现象中产生的三种射线，以下说法中正确的是(　　)
A.α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强，穿透能力也最强
B.α、β、γ三种射线中，β射线的速度最快，可以达到0.9c
C.β射线是由原子核外电子电离产生的
D.将α、β、γ射线垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来
解析　α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强，穿透能力最弱，故A错误；α、β、γ三种射线中，α射线射出速度约0.1c，β射线射出速度0.99c，γ射线射出速度为c，所以三种射线中γ射线的速度最快，故B错误；β射线是由原子核内的中子转化为质子时放出的电子，故C错误；α、β、γ射线分别带正电、负电、不带电，则通过垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来，故D正确。
B
10.1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，做了用α粒子轰击氮原子核的实验，并由此发现了质子。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________________________________________。
(1)写出这个过程的核反应方程式；
(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。
培优加强练
(1)上面的显影纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？
(2)下面的显影纸显出3个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比；
(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？
答案　(1)2　分别是β、γ射线的痕迹　(2)5∶184 (3)10∶1
解析　(1)一张显影纸即可挡住α射线，故显影纸有2个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹。

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