1、1原子核的组成第五章 原子核1.知道什么是放射性、放射性元素及天然放射现象.2.了解三种射线的本质，知道其特点.3.知道原子核的组成，知道原子核的表示方法，理解原子序数、核 电荷数、质量数之间的关系.4.了解同位素的概念.学习目标知识梳理重点探究随堂演练课时对点练内容索引NEIRONGSUOYIN一、天然放射现象1.1896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.2.物质发出 的性质称为放射性，具有 的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出 的现象，叫作天然放射现象.3原子序数 83的元素，都能自发地发出射线，原子序数 83的元素，有的也能发出射线.知识梳理贝可勒尔射线射线
2、放射性大于小于或等于二、射线的本质1.射线：(1)是高速粒子流，其组成与 原子核相同.(2)速度可达到光速的 .(3) 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.氦电离2.射线：(1)是高速 .(2)它的速度更大，可达光速的99%.(3)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 .3.射线：(1)是能量很高的 ，波长很短，在1010 m以下.(2)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.电子流铝板电磁波铅板三、原子核的组成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
3、内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子， 通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分. 3.原子核的组成：原子核由 和 组成，质子和中子统称为 .粒子卢瑟福查德威克质子中子核子4.原子核的符号 5.同位素：具有相同 而 不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于 ，它们互称为同位素.例如，氢有三种同位素质子数中子数同一位置1.判断下列说法的正误.(1)射线实际上就是氦原子核，射线具有较强的穿透能力.( )(2)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.( )(3)射线是能量很高的电磁波，电离作用很强.( )(4)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这
4、种元素的原子序数.( )即学即用2.有关 三种同位素的比较，试回答下列问题：(1)三种同位素中哪一种粒子数是不相同的？_.A.质子 B.中子 C.核外电子B解析同位素质子数相同、中子数不同，核外电子数与质子数相同，故粒子数不相同的是中子.(2)三种同位素中，哪一个质量最大？_.(3)三种同位素的化学性质是否相同？_.相同解析三种同位素质子数相同，故化学性质相同.一、射线的本质导学探究 如图1为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图.(1)射线向左偏转，射线向右偏转，射线不偏转，说明了什么？答案说明射线带正电，射线带负电，射线不带电.重点探究图图1(2)粒子的速度约为粒子速度的十分之一，但射线的偏
5、转半径大于射线的偏转半径，这说明什么问题？、三种射线的比较三种射线的比较知识深化种类射线射线射线组成高速氦核流高速电子流 光子流(高频电磁波)质量4mp(mp1.671027kg) 静止质量为零带电荷量2ee0速率0.1c0.99cc穿透能力最弱，用一张纸就能挡住较强，能穿透几毫米最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土厚的铝板电离作用很强较弱很弱在磁场中偏转偏转不偏转例1 (多选)(2020奉新县第一中学高二月考)将、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解析因射线是高速氦核流，一个粒子带两个正电荷，根据左手定则，射线受到的洛伦兹力向左，因为粒子质量大，在磁
6、场中做圆周运动的半径大；射线是高速电子流，带负电荷，受到的洛伦兹力向右，射线是光子流，是电中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转，故A正确，B错误；因射线为氦核流，带正电，且粒子的质量大，由类平抛运动规律知，粒子侧向偏移量小；射线为电子流，带负电，其侧向偏移量大，射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点可知，向左偏的为射线，不偏转的为射线，向右偏的为射线，故C错误，D正确.三种射线在磁场中偏转情况的分析三种射线在磁场中偏转情况的分析1.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.射线和射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，和粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的
7、条件下，粒子的偏移量大，根据粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为：规律总结所以，在同样条件下与粒子偏移量之比为3.射线和射线在磁场中的偏转特点：在匀强磁场中，和粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，粒子的轨迹半径小，偏移量大，磁场方向到达O点射线到达P点射线A竖直向上射线射线B竖直向下射线射线C垂直线面向内射线射线D垂直线面向外射线射线针对训练如图2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，与实验相符的是图图2解析由三种射线的本质
8、知，射线在磁场中不偏转，O处亮斑为射线，能穿过厚纸板且在磁场中发生偏转的射线为射线，再根据偏转方向，结合左手定则可知磁场方向垂直纸面向内，正确选项为C.二、原子核的组成导学探究 1919年，卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子，如图3所示为粒子轰击氮原子核示意图.(1)人们用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数都大于其质子数，说明了什么问题？答案说明原子核中除了质子外还有其他粒子.图图3知识深化原子核大小：很小，半径的数量级为10151014 m组成质子：电荷量e1.61019 C, 质量mp1.672 623 11027
9、 kg中子：电荷量为0 质量mn1.674 928 61027 kg2.基本关系基本关系核电荷数质子数(Z)元素的原子序数核外电子数，质量数(A)核子数质子数中子数.3.同位素同位素(1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核.(2)原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质.同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数不同，所以它们的物理性质不同.例2 (2020全国高三课时练习)已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，试问：(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？答案88138 解析原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的
10、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：NAZ22688138.(2)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是多少？答案881.4081017 C (3)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？答案88解析镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是：Z88QZe881.61019 C1.4081017 C.解析核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.答案113114解析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提向心力，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，例3(多选)
11、下列说法正确的是1.(三种射线的特性)关于、三种射线的性质，下列说法中正确的是A.射线是带正电的高速粒子流，它的电离作用最弱B.射线是高速电子流，它的穿透能力最弱C.射线是电磁波，它在真空中的传播速度等于光速D.以上说法都不正确随堂演练1234解析射线是高速粒子流，带正电，其电离作用最强，故A错误；射线是高速电子流，有很强的穿透能力，故B错误；射线是一种电磁波，在真空中以光速传播，故C正确，D错误.2.(射线的本质)(2020全国高三课时练习)如图4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处放置照相机底片，QP之间为垂直纸(非
12、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，在照相机底片的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.QP之间的匀强磁场垂直纸面向里C.通过分析可知，打到a处的射线为射线D.此放射性元素放出的射线中只有射线和射线1234图图4解析天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，选项A错误；因黑纸只能挡住射线，则打到a点的为射线，打到b点的为射线，由左手定则可知，QP之间的匀强磁场垂直纸面向外，选项B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中有射线、射线和射线，选项D错误.12343.(原子核的组成)(2019新余一中期末)在元
13、素周期表中查到铅的原子序数为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1234解析在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个；根据质量数等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为20782125，选项B正确.A.它们的质子数相等B.它们的物理性质和化学性质均不相同C.它们的核子数相等D.它们的中子数相等4.(原子核的组成及同位素)(2019三亚市调研)氢有三种同位素，分别是1234解析任意一
14、种元素的几种同位素，具有相同的质子数、核电荷数和核外电子数，且化学性质相同，但质量数(核子数)和中子数都不相等，故选项A正确.考点一天然放射现象射线的本质1.关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象.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.法国物理学家贝可勒尔发现了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射线C.卢瑟福用粒子轰击氮原子核，发现了质子D.居里夫妇通过实验发现了中子基础对点练课时对点练123456789 10111213123456789 101112解析法国物理学家贝可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
15、琴发现了伦琴射线，又叫X射线，B错误；卢瑟福用粒子轰击氮原子核，发现了质子，并预言了中子的存在，C正确；查德威克通过实验发现了中子，D错误.132.(2020陕西高二期末)天然放射现象通常会放出三种射线，即、射线，关于这三种射线，以下说法正确的是A.云室中射线径迹长而粗，这是因为射线具有较强的穿透能力B.射线是高速质子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板C.射线是能量很高的电磁波，在电场和磁场中都不偏转D.用射线照射带正电的验电器，则验电器的张角会变大123456789 10111213解析由于粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以射线在云室中的径迹粗而短，故A错误；射线是高速电子流，这种射
16、线来源于原子核内部，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板，故B错误；射线是能量很高的电磁波，因其不带电，所以在电场和磁场中都不偏转，故C正确；射线是高速电子流，用射线照射带正电的验电器，与验电器中的正电荷中和，则验电器的张角会变小，故D错误.123456789 101112133.以下事实可作为“原子核可再分”的依据是A.天然放射现象 B.粒子散射实验C.电子的发现 D.氢原子发光123456789 101112解析粒子散射实验说明了原子的核式结构模型，故B错误.电子位于原子核外，不能说明原子核可再分，故C错误.氢原子发光说明核外电子的跃迁，不能说明原子核可再分，故D错误.13解析射线穿透能
17、力最弱，不能穿透黑纸，故为射线；射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故为射线；射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板，故是射线，故C正确.4.(2020灵璧一中期末)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、射线的穿透本领不同.如图1为这三种射线穿透能力的比较，图中射线、分别是A.、 B.、C.、 D.、123456789 101112图图1135.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图2所示，其中A.C为氦原子核组成的粒子流B.B为比X射线波长更长的光子流C.B为比X射线波长更短的光子流D.A为高速电子组成的电子流123456789 10
18、1112图图213解析A沿电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是射线；B在电场中不偏转，所以是射线；C在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子流，所以是射线；射线的波长比X射线短，故本题选C.123456789 101112136.(多选)如图3所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有A.打在图中a、b、c三点的依次是射线、 射线、射线B.射线和射线的轨迹是抛物线C.射线和射线的轨迹是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可 能只剩下b1234567
19、89 101112图图313123456789 101112解析由于射线不带电，故不偏转，打在b点；由左手定则可知，粒子向右射出后，在匀强磁场中粒子受的洛伦兹力向上，粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧，A、C正确，B错误.由于粒子的速度约是光速的 ，而粒子的速度接近光速，所以在同样的复合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b点，则另一个必然打在b点下方)，D错误.13123456789 101112考点二原子核的组成7.(多选)以下说法中正确的是A.原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B.原子核中的中子数一定跟核外电子数相等C.用粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人 们
20、断定质子是原子核的组成部分D.绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子 的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的粒子13123456789 101112解析原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的质子，故A错误；原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等，故B错误；正是用粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C正确；因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还存在一种不带电的粒子，故D正确.138.(2020尚义县第一中学高二月考)一个 (铀)原子核中的电荷数和中子数分别为A.电荷数是92，中子数是235B.电荷数是92，中子
21、数是143C.电荷数是235，中子数是92D.电荷数是143，中子数是235123456789 101112解析 的质量数是235，核电荷数质子数92，中子数质量数质子数23592143，B正确.139.粒子可以表示为 ， 中的4和2分别表示A.4为核子数，2为中子数B.4为质子数和中子数之和，2为质子数C.4为核外电子数，2为中子数D.4为中子数，2为质子数123456789 10111213123456789 101112原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和，即为核内的核子数.1310.以下说法正确的是A. 为氡核，由此可知，氡核的质量数为86，氡核的质子数为222B. 为铍核，由此可
22、知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为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123456789 10111213解析A项氡核的质量数为222，质子数为86，所以A错误；B项铍核的质量数为9，中子数为5，所以B错误；质子数相同而中子数不同的原子核互称为同位素，即它们的质量数不同，所以C错误，D正确.123456789 10111213123456789 101112能力综合练13123456789 101112互为镜像核的质子数与中子数互换，质子数与中子数之和不变，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D项正确.1312.(2020上海市高二期末)射线、射
23、线、射线、阴极射线四种射线中由原子核内射出、属于电磁波的射线是_，不是原子核内射出的射线是_.123456789 101112射线阴极射线解析射线是高速运动的氦原子核，射线是高速运动的电子流，射线是原子核能级跃迁时释放的射线，阴极射线来自于核外电子，故由原子核内射出、属于电磁波的射线是射线，不是原子核内射出的射线是阴极射线.1313.质谱仪是一种测量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4所示，离子源S产生的各种不同正离子束(初速度可视为零)，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；123456789 101112图图413123456789 10111213123456789 10111213
