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1.原子核的组成
【素养目标】　1.知道天然放射现象及其规律。2.理解三种射线的本质，会利用电场和磁场区分它们。3.掌握原子核的组成，知道核子和同位素的概念。4.掌握质量数、电荷数和核子数间的关系。
知识点一　天然放射现象　射线的本质
【情境导入】　1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底片感光。我们把这种现象称为什么现象？
提示：天然放射现象。
【教材梳理】 (阅读教材P101—P103完成下列填空)
1.天然放射现象的发现：1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
2.天然放射现象：物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象。
3.放射性元素：原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
4.钋(Po)和镭(Ra)的发现：玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里在一种沥青铀矿中发现了两种比铀的放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。
5.三种射线的本质
(1)α射线：是α粒子流，速度可以达到光速的。它的电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
(2)β射线：是电子流，速度可以接近光速。它的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
(3)γ射线：是一种电磁波，波长很短的光子，波长在10－10 m以下。它的电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
【师生互动】　如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图，甲射线向左偏转、乙射线不偏转、丙射线向右偏转。
任务1.它们的带电情况有什么不同？分别为什么射线？
任务2.甲射线与丙射线的偏转半径哪个较大？说明了什么问题？
提示：任务1.甲射线带负电，为β射线；乙射线不带电，为γ射线；丙射线带正电，为α射线。
任务2.丙射线的偏转半径较大；说明甲射线的比荷大于乙射线的比荷。
【探究归纳】
1.三种射线性质、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)
电荷量 2e －e 0
质量 4mp(mp≈1.67×10－27 kg) 静止质量为零
速度(c为光速) 0.1c 0.99c c
在电磁 场中 偏转 与α射线偏转方向相反 不偏转
穿透能力 较弱(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和几十厘米厚的混凝土)
对空气的电离作用 很强 较弱 很弱
通过胶片 感光 感光 感光
2.对元素放射性的理解
(1)元素的放射性与该元素的存在形式无关。放射性元素无论以单质还是化合物形式存在，都具有放射性。
(2)放射性的强度不受温度、外界压强的影响。
(3)射线与原子核外的电子无关，射线来自原子核。
(4)元素的放射性说明原子核内部是有结构的。
天然放射现象的理解
下列现象中，说明原子核内部有结构的是(　　)
A.光电效应 B.α粒子的散射
C.天然放射现象 D.康普顿效应
答案：C
解析：光电效应说明了光具有粒子性，故A错误；α粒子的散射实验说明原子具有核式结构，故B错误；天然放射现象说明原子核内部有结构，故C正确；康普顿效应说明光具有粒子性，光子和实物粒子一样，具有能量和动量，故D错误。
三种射线的比较
如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出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，它们由原子核外的电子跃迁产生
D.③和④是α射线，它们有很强的电离本领
答案：D
解析：α射线为α粒子流，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。三种射线均来自原子核。根据电荷所受静电力特点可知，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方向向左，故④是α射线；β射线受到的洛伦兹力方向向右，故⑥是β射线；γ射线在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不发生偏转，故⑤是γ射线。故选D。
针对练1.(2025·云南玉溪高二期末)如图所示，放射性元素从O点沿Ob方向发射三种放射线，空间有垂直射线速度方向的匀强磁场，三种射线穿过磁场后分别打到屏上的a、b、c三点，则打到a、b、c三点的射线分别是(　　)
A.α射线、β射线、γ射线 B.α射线、γ射线、β射线
C.β射线、α射线、γ射线 D.β射线、γ射线、α射线
答案：D
解析：α射线带正电、γ射线不带电、β射线带负电，根据左手定则可知，打到a、b、c三点的射线分别是β射线、γ射线、α射线。故选D。
针对练2.天然放射性元素发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，是一种电磁波
答案：D
解析：①射线能被一张纸挡住，说明它的穿透能力较弱，是α射线，α射线是高速运动的氦核流，不是电磁波，它的电离作用最强，B错误；②射线的穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，说明它是β射线，β射线是高速电子流，β射线来自原子核，A错误；③射线的穿透能力最强，能够穿透几厘米厚的铅板，是γ射线，γ射线的电离作用最弱，它是一种电磁波，C错误，D正确。
知识点二　原子核的组成
【情境导入】　1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，发现了质子。如图为α粒子轰击氮原子核的示意图。
(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。
【教材梳理】 (阅读教材P103—P105完成下列填空)
1.质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子。
2.中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，他把这种粒子叫作中子。1932 年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了中子的存在。
3.原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
4.原子核符号
5.同位素：核中质子数相同而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，它们互称同位素。例如，氢有三种同位素：氕H)、氘H)、氚H)。
【师生互动】　铀的三种同位素分别为UU、U。请比较它们的质量数(核子数)、质子数(电荷数或者原子序数)、中子数的异同。
提示：质量数(核子数)不同，分别为234、235、238；质子数(电荷数或者原子序数)相同，均为92；中子数不同，分别为142、143、146。
【探究归纳】
1.原子核的大小、组成和同位素
原子核
2.对核子数、电荷数、质量数及基本关系的理解
(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫作核子数。
(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。
(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫作原子核的质量数。
(4)基本关系
①电荷数(Z)＝质子数＝原子序数＝原子的核外电子数。
已知镭的原子序数是88，质量数是226，试问：(e＝1.6×10－19 C)
(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？
(2)镭核的电荷数和所带的电荷量分别是多少？
(3)镭原子的核外有几个电子？
(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？
答案：(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、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＝A－Z＝226—88＝138。
(2)镭核的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)原子的核外电子数等于电荷数，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电荷数，但质量数不同，故r226∶r228＝m226∶m228＝226∶228＝113∶114。
原子核的“数”与“量”辨析
1.原子核的电荷数与电荷量是不同的，原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，这个整数叫作原子核的电荷数，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，原子核的质量等于核内所有质子和中子的质量的总和。
针对练1.氢的三种同位素，分别是氕H)、氘H)、氚H)，下列说法正确的是(　　)
A.它们的质子数和核外电子数都相等
B.它们的质子数和中子数都相等
C.它们的核子数和中子数都相等
D.它们的核子数和核外电子数都相等
答案：A
解析：具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素。核外电子数和质子数相等，所以它们的质子数和核外电子数都相等，但是中子数不同，质子和中子统称为核子，由于中子数不相等，所以它们的核子数不相等。故选A。
针对练2.在元素周期表中铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是(　　)
A.核外有82个电子，核内有207个质子
B.核外有82个电子，核内有82个质子
C.核内有82个质子，207个中子
D.核内有125个核子
答案：B
解析：铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外有82个电子；根据质量数等于质子数与中子数之和，可知铅原子核内的中子数为207－82＝125，而核子数等于质量数，为207，故B正确。
课时测评23　原子核的组成
(选择题1－14题，每题5分，共70分)
1.(多选)下列现象能说明射线来自原子核的是(　　)
A.三种射线的能量都很高
B.射线的强度不受温度、外界压强等物理条件的影响
C.元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合物)无关
D.α射线、β射线都是带电的粒子流
答案：BC
解析：能说明射线来自原子核的是：元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关，B、C正确。
2.人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密。下列说法正确的是(　　)
A.法国物理学家贝克勒尔发现了X射线
B.德国物理学家伦琴发现，铀和含铀的矿物能够发出α射线
C.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子
D.居里夫妇通过实验发现了中子
答案：C
解析：法国物理学家贝克勒尔发现了铀和含铀的矿物能够发出射线，A错误；德国物理学家伦琴发现了伦琴射线，又叫X射线，B错误；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，C正确；查德威克通过实验发现了中子，D错误。
3.(2025·广西来宾市高二检测)原子核Th表示(　　)
ATh的质量数为90
B.核内有234个质子
C.核内有144个中子
D.核内有90个核子
答案：C
解析：原子核Th中234表示质量数，即核内有234个核子，90表示电荷数，即核内有90个质子，故核内中子数为234－90＝144。故选C。
4.(鲁科版选择性必修第三册·P114·T3)研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则(　　)
A.a为电源正极，到达A板的为α射线
B.a为电源正极，到达A板的为β射线
C.a为电源负极，到达A板的为α射线
D.a为电源负极，到达A板的为β射线
答案：B
解析：β射线为高速电子流，质量约为质子质量的，速度接近光速；α射线为氦核流，速度约为光速的；在同一电场中，β射线偏转的程度较大。由题图可知，向左偏的为β射线，向右偏的为α射线，即到达A板的为β射线。因α粒子带正电，向右偏转，说明电场方向水平向右，那么a为电源正极。故选B。
5.(2025·江苏无锡高二期末)如图所示，曲线a、b、c、d为气泡室中某放射性物质放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。下列判断正确的是(　　)
A.a、b为γ粒子的径迹 B.c、d为γ粒子的径迹
C.a、b为β粒子的径迹 D.c、d为β粒子的径迹
答案：D
解析：γ粒子不带电，在磁场中不会偏转；β粒子是带负电的电子流，根据左手定则可知，应向下偏转。故选D。
6.如图所示，在某次实验中把放射源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处放置照相底片，Q、P之间为垂直纸(非黑纸)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，照相底片的a、b两处被感光(b点正对铅盒的小孔)，则下列有关说法正确的是(　　)
A.天然放射现象说明原子具有复杂的结构
B.Q、P之间的匀强磁场垂直纸面向里
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γ射线和β射线
答案：C
解析：天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，A错误；因黑纸只能挡住α射线，γ射线不带电，在磁场中不偏转，则打到a处的为β射线，打到b处的为γ射线，由左手定则可知Q、P之间的匀强磁场垂直纸面向外，B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中可能有α射线、β射线和γ射线，D错误。
7.下列说法正确的是(　　)
A.钍核Th)的质量数为90，质子数为234
B.铍核Be)的质量数为9，中子数为4
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
答案：D
解析：钍核Th)的质量数为234，质子数为90，A错误；铍核Be)的质子数为4，中子数为5，B错误；同一元素的同位素的质子数相同而中子数不同，即质量数不同，C错误，D正确。
8.Ra与Ra互称同位素，下列说法正确的是(　　)
A.它们具有相同的质子数和不同的质量数
B.它们具有相同的中子数和不同的原子序数
C.它们具有相同的电荷数和不同的质子数
D.它们的原子具有相同的核外电子数和不同的化学性质
答案：A
解析Ra的质子数与电荷数均为88，质量数为228Ra的质子数与电荷数均为88，质量数为226，两者具有相同的质子数和不同的质量数，A正确，C错误Ra的原子序数为88，中子数为228－88＝140Ra的原子序数为88，中子数为226－88＝138，两者具有不同的中子数和相同的原子序数，B错误；原子的核外电子数与核内质子数相同，而核外电子数决定了原子的化学性质，两者质子数相同，则具有相同的核外电子数与化学性质，D错误。
9.(2025·北京海淀区高二检测)一个原子核为Bi，关于这个原子核，下列说法正确的是(　　)
A.核外有83个电子，核内有127个质子
B.核外有83个电子，核内有83个质子
C.核内有83个质子，210个中子
D.核内有210个核子
答案：D
解析：该原子核的质量数为210，质子数为83，根据质量数＝质子数＋中子数，可知中子数为127，而质子与中子统称为核子，则核子数为210，但由于不知道原子电性，因此不能确定核外电子数。故选D。
10.如图所示，在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后将射线引入磁场中，发现射线立即分成三股，分别为α射线、β射线、 γ射线。以下对这三束射线描述准确的是(　　)
A.α射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收
B.β射线在真空中的运动速度是光速
C.γ射线本质上是波长极短的电磁波，电离能力极强
D.β射线带负电，是来自镭原子的核外电子
答案：A
解析：α射线的穿透能力最弱，电离作用强，容易被物体吸收，故A正确；β射线的速度可以接近光速，故B错误；γ射线是高频电磁波，即波长很短的电磁波，电离能力极弱，故C错误；β射线(高速电子流)带负电，来自镭原子核，故D错误。故选A。
11.从外太空来到地球的宇宙线，以原子核为主，还包括少量的正、负电子和γ射线，γ射线在天文探测方面有着独特优势和特殊意义，但由于数量极少，很难直接测量。当高能γ射线进入大气后，立即和大气层中的气体作用而产生各种次级粒子。这些次级粒子又继续与空气作用，使次级粒子数目呈几何级数增加，这个过程称为“空气簇射”。随着“空气簇射”向地面发展，空气对次级粒子的吸收会逐渐增多。观测站的粒子探测器需要将更多的次级粒子记录下来，进而反推γ射线进入大气层顶部时的信息。结合所学知识，判断下列说法正确的是(　　)
A.观测站的粒子探测器直接探测到来自宇宙的γ射线
B.观测站建在海拔低处比在海拔高处能记录到更多次级粒子
C.γ射线是高频电磁波，能量越高，传播速度越大
D.γ射线在星系间传播时，运动不受星系磁场的影响，可以方便追溯到源头
答案：D
解析：观测站的粒子探测器将更多的次级粒子记录下来，而不是直接探测到来自宇宙的γ射线，故A错误；随着“空气簇射”向地面发展，空气对次级粒子的吸收会逐渐增多，则观测站海拔越低，能记录到的次级粒子越少，故B错误；γ射线属于电磁波，它们在真空中的传播速度相等，故C错误；γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，故D正确。
12.(2025·河北衡水市高二月考)下列表示某种元素的各同位素间的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是(　　)
答案：B
解析：各同位素的质子数相同，为定值，同位素的中子数不同，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，中子数可能为零，即N≥0，整理得N＝A－Z，A-N图像和N-A图像应该与A轴有截距，故A、D错误。故选B。
13.(多选)质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如He是H的镜像核，同样H也是He的镜像核。下列说法正确的是(　　)
A.N和C互为镜像核
BN和O互为镜像核
CN和O互为镜像核
D.互为镜像核的两个核质量数相同
答案：ACD
解析：根据镜像核的定义及质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)，可知N和C的质子数与中子数互换了，互为镜像核N和O的质子数与中子数互换了，互为镜像核，故A、C正确N的质子数为7，中子数为8，而O的质子数和中子数都为8，不互为镜像核，故B错误；互为镜像核的两个核的质子数与中子数互换，质子数与中子数之和相同，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D正确。
14.α、β和γ射线穿透物质的能力是不同的，为把辐射强度减到一半，所需铝板的厚度分别为0.000 5 cm、0.05 cm和8 cm，而钢板降低辐射强度的能力比铝板强一些，工业部门可以使用射线来测厚度。如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。如果钢板的厚度需要控制为5 cm，请推测测厚仪使用的射线是(　　)
A.α射线 B.β射线
C.γ射线 D.α射线和β射线
答案：C
解析：根据α、β、γ三种射线的特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱；α射线电离能力最强，穿透能力最弱；β射线只能穿透几毫米厚的铝板。为了能够准确控制钢板的厚度为5 cm，探测射线应该用γ射线。故选C。(共54张PPT)
1.原子核的组成
　　　　
第五章　原子核
1.知道天然放射现象及其规律。
2.理解三种射线的本质，会利用电场和磁场区分它们。
3.掌握原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
4.掌握质量数、电荷数和核子数间的关系。
素养目标
知识点一　天然放射现象　射线的本质
1
知识点二　原子核的组成
2
课时测评
3
内容索引
知识点一　天然放射现象　射线的本质
情境导入　1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底片感光。我们把这种现象称为什么现象？
提示：天然放射现象。
自主学习
教材梳理 (阅读教材P101—P103完成下列填空)
1.天然放射现象的发现：1896年，法国物理学家__________发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
2.天然放射现象：物质发出射线的性质称为________，具有放射性的元素称为____________。放射性元素________发出射线的现象，叫作天然放射现象。
3.放射性元素：原子序数大于____的元素，都能________发出射线，原子序数小于或等于____的元素，有的也能发出射线。
贝克勒尔
放射性
放射性元素
自发地
83
自发地
83
4.钋(Po)和镭(Ra)的发现：玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里在一种沥青铀矿中发现了两种比铀的放射性更强的新元素，命名为_________和_________。
5.三种射线的本质
(1)α射线：是__________，速度可以达到光速的。它的电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用________就能把它挡住。
(2)β射线：是________，速度可以接近光速。它的______作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的______。
(3)γ射线：是一种________，波长很短的光子，波长在10－10 m以下。它的电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的______和几十厘米厚的混凝土。
钋(Po)
镭(Ra)
α粒子流
一张纸
电子流
电离
铝板
电磁波
铅板
师生互动　如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图，
甲射线向左偏转、乙射线不偏转、丙射线向右偏转。
任务1.它们的带电情况有什么不同？分别为什么射线？
提示：甲射线带负电，为β射线；乙射线不带电，为γ射线；丙射线带正电，为α射线。
课堂探究
任务2.甲射线与丙射线的偏转半径哪个较大？说明了什么问题？
提示：丙射线的偏转半径较大；说明甲射线的比荷大于乙射线的比荷。
1.三种射线性质、特征的比较
探究归纳
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)
电荷量 2e －e 0
质量 4mp(mp≈1.67×10－27 kg) 静止质量为零
速度(c为光速) 0.1c 0.99c c
在电磁场中 偏转 与α射线偏转方向相反 不偏转
探究归纳
种类 α射线 β射线 γ射线
穿透能力 较弱(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和几十厘米厚的混凝土)
对空气的 电离作用 很强 较弱 很弱
通过胶片 感光 感光 感光
2.对元素放射性的理解
(1)元素的放射性与该元素的存在形式无关。放射性元素无论以单质还是化合物形式存在，都具有放射性。
(2)放射性的强度不受温度、外界压强的影响。
(3)射线与原子核外的电子无关，射线来自原子核。
(4)元素的放射性说明原子核内部是有结构的。
探究归纳
角度1 天然放射现象的理解
下列现象中，说明原子核内部有结构的是
A.光电效应 B.α粒子的散射
C.天然放射现象 D.康普顿效应
例1
√
光电效应说明了光具有粒子性，故A错误；α粒子的散射实验说明原子具有核式结构，故B错误；天然放射现象说明原子核内部有结构，故C正确；康普顿效应说明光具有粒子性，光子和实物粒子一样，具有能量和动量，故D错误。
角度2 三种射线的比较
如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出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，它们由原子核外的电子
跃迁产生
D.③和④是α射线，它们有很强的电离本领
√
例2
α射线为α粒子流，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。三种射线均来自原子核。根据电荷所受静电力特点可知，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方向向左，故④是α射线；β射线受到的洛伦兹力方向向右，故⑥是β射线；γ射线在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不发生偏转，故⑤是γ射线。故选D。
针对练1.(2025·云南玉溪高二期末)如图所示，放射性元素从O点沿Ob方向发射三种放射线，空间有垂直射线速度方向的匀强磁场，三种射线穿过磁场后分别打到屏上的a、b、c三点，则打到a、b、c三点的射线分别是
A.α射线、β射线、γ射线
B.α射线、γ射线、β射线
C.β射线、α射线、γ射线
D.β射线、γ射线、α射线
√
α射线带正电、γ射线不带电、β射线带负电，根据左手定则可知，打到a、b、c三点的射线分别是β射线、γ射线、α射线。故选D。
针对练2.天然放射性元素发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，是一种电磁波
√
①射线能被一张纸挡住，说明它的穿透能力较弱，是α射线，α射线是高速运动的氦核流，不是电磁波，它的电离作用最强，B错误；②射线的穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，说明它是β射线，β射线是高速电子流，β射线来自原子核，A错误；③射线的穿透能力最强，能够穿透几厘米厚的铅板，是γ射线，γ射线的电离作用最弱，它是一种电磁波，C错误，D正确。
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知识点二　原子核的组成
情境导入　1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，发现了质子。如图为α粒子轰击氮原子核的示意图。
(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？
提示：说明质子是原子核的组成部分。
自主学习
(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：说明原子核中除了质子外还有其他粒子。
教材梳理 (阅读教材P103—P105完成下列填空)
1.质子的发现：1919年，卢瑟福用________轰击氮原子核，发现了质子。
2.中子的发现：________猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，他把这种粒子叫作中子。1932 年，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：原子核由______和______组成，质子和中子统称为______。
4.原子核符号
α粒子
卢瑟福
查德威克
质子
中子
核子
5.同位素：核中________相同而________不同的原子，在元素周期表中处于__________，它们互称同位素。例如，氢有三种同位素：氕H)、氘H)、氚H)。
质子数
中子数
同一位置
师生互动　铀的三种同位素分别为UU、U。请比较它们的质量数(核子数)、质子数(电荷数或者原子序数)、中子数的异同。
提示：质量数(核子数)不同，分别为234、235、238；质子数(电荷数或者原子序数)相同，均为92；中子数不同，分别为142、143、146。
课堂探究
1.原子核的大小、组成和同位素
原子核
探究归纳
2.对核子数、电荷数、质量数及基本关系的理解
(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫作核子数。
(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。
探究归纳
(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫作原子核的质量数。
(4)基本关系
①电荷数(Z)＝质子数＝原子序数＝原子的核外电子数。
②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数。
探究归纳
已知镭的原子序数是88，质量数是226，试问：(e＝1.6×10－19 C)
(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？
答案：88　138
例3
原子序数与核内质子数、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＝A－Z＝226—88＝138。
(2)镭核的电荷数和所带的电荷量分别是多少？
答案：88　1.408×10－17 C　
镭核的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)镭原子的核外有几个电子？
答案：88　
原子的核外电子数等于电荷数，故核外电子数为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？
答案：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电荷数，但质量数不同，故r226∶r228＝m226∶m228＝226∶228＝113∶114。
原子核的“数”与“量”辨析
1.原子核的电荷数与电荷量是不同的，原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，这个整数叫作原子核的电荷数，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，原子核的质量等于核内所有质子和中子的质量的总和。
易错提醒
针对练1.氢的三种同位素，分别是氕H)、氘H)、氚H)，下列说法正确的是
A.它们的质子数和核外电子数都相等
B.它们的质子数和中子数都相等
C.它们的核子数和中子数都相等
D.它们的核子数和核外电子数都相等
√
具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素。核外电子数和质子数相等，所以它们的质子数和核外电子数都相等，但是中子数不同，质子和中子统称为核子，由于中子数不相等，所以它们的核子数不相等。故选A。
针对练2.在元素周期表中铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是
A.核外有82个电子，核内有207个质子
B.核外有82个电子，核内有82个质子
C.核内有82个质子，207个中子
D.核内有125个核子
√
铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外有82个电子；根据质量数等于质子数与中子数之和，可知铅原子核内的中子数为207－82＝125，而核子数等于质量数，为207，故B正确。
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课堂回眸
课时测评
1.(多选)下列现象能说明射线来自原子核的是
A.三种射线的能量都很高
B.射线的强度不受温度、外界压强等物理条件的影响
C.元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合物)无关
D.α射线、β射线都是带电的粒子流
√
√
能说明射线来自原子核的是：元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关，B、C正确。
2.人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密。下列说法正确的是
A.法国物理学家贝克勒尔发现了X射线
B.德国物理学家伦琴发现，铀和含铀的矿物能够发出α射线
C.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子
D.居里夫妇通过实验发现了中子
√
法国物理学家贝克勒尔发现了铀和含铀的矿物能够发出射线，A错误；德国物理学家伦琴发现了伦琴射线，又叫X射线，B错误；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，C正确；查德威克通过实验发现了中子，D错误。
3.(2025·广西来宾市高二检测)原子核Th表示
ATh的质量数为90
B.核内有234个质子
C.核内有144个中子
D.核内有90个核子
√
原子核Th中234表示质量数，即核内有234个核子，90表示电荷数，即核内有90个质子，故核内中子数为234－90＝144。故选C。
4.(鲁科版选择性必修第三册·P114·T3)研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则
A.a为电源正极，到达A板的为α射线
B.a为电源正极，到达A板的为β射线
C.a为电源负极，到达A板的为α射线
D.a为电源负极，到达A板的为β射线
√
β射线为高速电子流，质量约为质子质量的，速度接近光速；α射线为氦核流，速度约为光速的；在同一电场中，β射线偏转的程度较大。由题图可知，向左偏的为β射线，向右偏的为α射线，即到达A板的为β射线。因α粒子带正电，向右偏转，说明电场方向水平向右，那么a为电源正极。故选B。
5.(2025·江苏无锡高二期末)如图所示，曲线a、b、c、d为气泡室中某放射性物质放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。下列判断正确的是
A.a、b为γ粒子的径迹
B.c、d为γ粒子的径迹
C.a、b为β粒子的径迹
D.c、d为β粒子的径迹
√
γ粒子不带电，在磁场中不会偏转；β粒子是带负电的电子流，根据左手定则可知，应向下偏转。故选D。
6.如图所示，在某次实验中把放射源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处放置照相底片，Q、P之间为垂直纸(非黑纸)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，照相底片的a、b两处被感光(b点正对铅盒的小孔)，则下列有关说法正确的是
A.天然放射现象说明原子具有复杂的结构
B.Q、P之间的匀强磁场垂直纸面向里
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γ射线和β射线
√
天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，A错误；因黑纸只能挡住α射线，γ射线不带电，在磁场中不偏转，则打到a处的为β射线，打到b处的为γ射线，由左手定则可知Q、P之间的匀强磁场垂直纸面向外，B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中可能有α射线、β射线和γ射线，D错误。
7.下列说法正确的是
A.钍核Th)的质量数为90，质子数为234
B.铍核Be)的质量数为9，中子数为4
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
√
钍核Th)的质量数为234，质子数为90，A错误；铍核Be)的质子数为4，中子数为5，B错误；同一元素的同位素的质子数相同而中子数不同，即质量数不同，C错误，D正确。
8.Ra与Ra互称同位素，下列说法正确的是
A.它们具有相同的质子数和不同的质量数
B.它们具有相同的中子数和不同的原子序数
C.它们具有相同的电荷数和不同的质子数
D.它们的原子具有相同的核外电子数和不同的化学性质
√
Ra的质子数与电荷数均为88，质量数为228Ra的质子数与电荷数均为88，质量数为226，两者具有相同的质子数和不同的质量数，A正确，C错误Ra的原子序数为88，中子数为228－88＝140Ra的原子序数为88，中子数为226－88＝138，两者具有不同的中子数和相同的原子序数，B错误；原子的核外电子数与核内质子数相同，而核外电子数决定了原子的化学性质，两者质子数相同，则具有相同的核外电子数与化学性质，D错误。
9.(2025·北京海淀区高二检测)一个原子核为Bi，关于这个原子核，下列说法正确的是
A.核外有83个电子，核内有127个质子
B.核外有83个电子，核内有83个质子
C.核内有83个质子，210个中子
D.核内有210个核子
√
该原子核的质量数为210，质子数为83，根据质量数＝质子数＋中子数，可知中子数为127，而质子与中子统称为核子，则核子数为210，但由于不知道原子电性，因此不能确定核外电子数。故选D。
10.如图所示，在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后将射线引入磁场中，发现射线立即分成三股，分别为α射线、β射线、 γ射线。以下对这三束射线描述准确的是
A.α射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收
B.β射线在真空中的运动速度是光速
C.γ射线本质上是波长极短的电磁波，电离能力极强
D.β射线带负电，是来自镭原子的核外电子
√
α射线的穿透能力最弱，电离作用强，容易被物体吸收，故A正确；β射线的速度可以接近光速，故B错误；γ射线是高频电磁波，即波长很短的电磁波，电离能力极弱，故C错误；β射线(高速电子流)带负电，来自镭原子核，故D错误。故选A。
11.从外太空来到地球的宇宙线，以原子核为主，还包括少量的正、负电子和γ射线，γ射线在天文探测方面有着独特优势和特殊意义，但由于数量极少，很难直接测量。当高能γ射线进入大气后，立即和大气层中的气体作用而产生各种次级粒子。这些次级粒子又继续与空气作用，使次级粒子数目呈几何级数增加，这个过程称为“空气簇射”。随着“空气簇射”向地面发展，空气对次级粒子的吸收会逐渐增多。观测站的粒子探测器需要将更多的次级粒子记录下来，进而反推γ射线进入大气层顶部时的信息。结合所学知识，判断下列说法正确的是
A.观测站的粒子探测器直接探测到来自宇宙的γ射线
B.观测站建在海拔低处比在海拔高处能记录到更多次级粒子
C.γ射线是高频电磁波，能量越高，传播速度越大
D.γ射线在星系间传播时，运动不受星系磁场的影响，可以方便追溯到源头
√
观测站的粒子探测器将更多的次级粒子记录下来，而不是直接探测到来自宇宙的γ射线，故A错误；随着“空气簇射”向地面发展，空气对次级粒子的吸收会逐渐增多，则观测站海拔越低，能记录到的次级粒子越少，故B错误；γ射线属于电磁波，它们在真空中的传播速度相等，故C错误；γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，故D正确。
12.(2025·河北衡水市高二月考)下列表示某种元素的各同位素间的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是
√
各同位素的质子数相同，为定值，同位素的中子数不同，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，中子数可能为零，即N≥0，整理得N＝A－Z，A-N图像和N-A图像应该与A轴有截距，故A、D错误。故选B。
13.(多选)质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如He是H的镜像核，同样H也是He的镜像核。下列说法正确的是
A.N和C互为镜像核
BN和O互为镜像核
CN和O互为镜像核
D.互为镜像核的两个核质量数相同
√
√
√
根据镜像核的定义及质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)，可知N和C的质子数与中子数互换了，互为镜像核N和O的质子数与中子数互换了，互为镜像核，故A、C正确N的质子数为7，中子数为8，而O的质子数和中子数都为8，不互为镜像核，故B错误；互为镜像核的两个核的质子数与中子数互换，质子数与中子数之和相同，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D正确。
14.α、β和γ射线穿透物质的能力是不同的，为把辐射强度减到一半，所需铝板的厚度分别为0.000 5 cm、0.05 cm和8 cm，而钢板降低辐射强度的能力比铝板强一些，工业部门可以使用射线来测厚度。如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。如果钢板的厚度需要控制为5 cm，请推测测厚仪使用的射线是
A.α射线
B.β射线
C.γ射线
D.α射线和β射线
√
返回
根据α、β、γ三种射线的特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱；α射线电离能力最强，穿透能力最弱；β射线只能穿透几毫米厚的铝板。为了能够准确控制钢板的厚度为5 cm，探测射线应该用γ射线。故选C。
谢 谢 观 看
1.原子核的组成

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