資源簡介

第1節　認識原子核
1~9題每題6分，共54分
考點一　天然放射現象　三種放射線
1.在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列說法正確的是 (　　)
A.居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素
B.盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，揭示了原子核有復雜的結構
C.湯姆孫通過對陰極射線的研究，發現陰極射線是原子核中的中子變為質子時產生的β射線
D.查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發現了質子
2.(多選)關于天然放射現象，下列說法正確的是 (　　)
A.天然放射現象說明原子核具有復雜結構
B.β射線是由原子核外電子電離產生的
C.物質的放射性與物質的存在狀態有關
D.通過化學反應不能改變物質的放射性
3.(2022·哈爾濱市高二期末)在貝可勒爾發現天然放射現象后，人們對射線的性質進行了深入的研究，發現α、β、γ射線的穿透本領不同。如圖為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①、②、③分別是 (　　)
A.γ、β、α B.β、γ、α
C.α、β、γ D.α、γ、β
4.(2023·齊齊哈爾市朝鮮族學校高二期末)放射性元素放出的射線，在電場中分成A、B、C三束，如圖所示，其中 (　　)
A.C為氦核組成的粒子流
B.B的穿透能力最弱
C.A的電離能力最強
D.B為比X射線波長更長的光子流
考點二　原子核的組成　核反應方程
5.(2023·咸陽市高二月考)盧瑟福發現質子后，猜想原子核中還有中子的存在，他的主要依據是 (　　)
A.原子核外電子數與質子數相等
B.原子核的質量大約是質子質量的整數倍
C.原子核的核電荷數只是質量數的一半或少一些
D.質子和中子的質量幾乎相等
6.原子核中能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，下列說法正確的是 (　　)
A.原子核中有質子、中子，還有α粒子
B.原子核中有質子、中子，還有β粒子
C.原子核中有質子、中子，還有γ粒子
D.原子核中只有質子和中子
7.原子核表示 (　　)
A.核內有90個電子 B.核內有234個電子
C.核內有144個中子 D.核內有90個核子
8.(多選)氫有三種同位素，分別是氕()、氘()、氚()，則 (　　)
A.它們的質子數相等
B.若為中性原子，則它們的核外電子數相等
C.它們的核子數相等
D.它們的化學性質相同
9.(2021·北京卷)硼(B)中子俘獲治療是目前最先進的癌癥治療手段之一。治療時先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產生高殺傷力的α粒子和鋰(Li)離子。這個核反應的方程是 (　　)
A.nLiHe
B.Hen
C.HeOH
D.nH
10~12題每題8分，13題10分，14題12分，共46分
10.如圖所示，R是一種放射性物質，虛線框內是勻強磁場B，LL'是一厚紙板，MN是熒光屏，實驗時，發現在熒光屏上O、P兩處有亮斑，則下列關于磁場方向、到達O點的射線、到達P點的射線的判斷，與實驗相符的是 (　　)
A.豎直向上　β射線　α射線
B.豎直向下　α射線　β射線
C.垂直線面向里　γ射線　β射線
D.垂直線面向外　β射線　γ射線
11.下列表示某種元素的各同位素的質量數(A)、質子數(Z)和中子數(N)三者關系的圖像正確的是 (　　)
12.如圖所示，x為未知放射源，它向右方放出射線，p為一張厚度為0.5 mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側是一真空區域，內有較強磁場，q為熒光屏，h是觀察裝置。實驗時，若將磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，再將鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，則可知放射源x可能為 (　　)
A.α射線和β射線的混合放射源
B.α射線和γ射線的混合放射源
C.β射線和γ射線的混合放射源
D.α射線、β射線和γ射線的混合放射源
13.(10分)在中子、質子、電子、α粒子中選出一個適當的粒子，分別填在下列核反應式的橫線上。
(1)Th+　　　　；
(2)He+　　　　；
(3)+　　　　；
(4)+　　　 Sr++1n；
(5)+　　　　。
14.(12分)1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的，發現了放射性磷和另一種粒子，并因這一偉大發現而獲得諾貝爾物理學獎。
(1)(5分)寫出這個過程的核反應方程式；
(2)(7分)若該種粒子以初速度v0與一個靜止的12C核發生碰撞，但沒有發生核反應，該粒子碰后的速度大小為v1，運動方向與原運動方向相反，求碰撞后12C核的速度。
答案精析
1.A　[居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素，故A正確；盧瑟福通過α粒子散射實驗，證實了原子是由原子核和核外電子組成的，但他沒有揭示原子核有復雜的結構，故B錯誤；湯姆孫通過對陰極射線的研究，發現陰極射線是帶負電的粒子，且質量非常小，并未發現是中子變為質子時產生的β射線，故C錯誤；查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發現了中子，故D錯誤。]
2.AD　[天然放射現象中放出的射線是由原子核放出的，說明原子核具有復雜結構，A對；β射線是由原子核放出的，不是核外電子電離產生的，B錯；放射性元素的放射性是由原子核自身決定的，與物質的存在狀態無關，化學反應也不能改變物質的放射性，C錯，D對。]
3.C　[α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線；γ射線穿透能力最強，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線；β射線穿透能力較強，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線，故C正確。]
4.C　[從三束射線在電場中運動徑跡可以看出，A為α射線，電離能力最強，B為γ射線，穿透能力最強，γ射線是波長比X射線波長更短的光子流；C為β射線，故C正確。]
5.C　[當盧瑟福發現質子后，接著又發現原子核的核電荷數與原子核的質量數不相等，大約是原子核質量數的一半或者更少一些，因此猜想在原子核內還存在有質量且不帶電的中性粒子，故選C。]
6.D
7.C　[原子核，左下角的90代表的是核電荷數，左上角的234代表的是質量數，質子數=核電荷數，質量數=質子數+中子數，所以核內有90個質子，144個中子，234個核子，核外有90個電子，故選C。]
8.ABD　[氕、氘、氚的核子數分別為1、2、3，故C錯誤；由中性原子狀態可知質子數和核外電子數均相同，都是1，故A、B正確；中子數等于核子數減去質子數，故中子數各不相同，它們三個是同位素，同位素化學性質相同，只是物理性質不同，故D正確。]
9.A　[由表示中子、表示α粒子，以及核反應方程的質量數守恒和電荷數守恒可知，選項A正確。]
10.C　[由三種射線的本質知，γ射線在磁場中不偏轉，O處亮斑為γ射線，能穿過厚紙板且在磁場中發生偏轉的射線為β射線，再根據偏轉方向，結合左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，正確選項為C。]
11.B　[各同位素的質子數相同，為一定值，同位素的質量數不同，故B正確，C錯誤。同位素的質子數相同，中子數不同，質量數等于質子數加中子數，則有A=N+Z，且質子數不可能為零即Z>0為常數，中子數可能為零即N≥0，整理得N=A-Z，A-N和N-A圖像應該與A軸有截距，故A、D錯誤。]
12.B　[將強磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，說明磁場對穿過p的射線沒有影響，可知射到屏上的是不帶電的γ射線；再將厚0.5 mm左右的薄鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，說明除接收到γ射線外，又收到了原來被薄鋁箔p擋住的射線，而厚度為0.5 mm左右的鋁箔能擋住的只有α射線，所以此放射源是α射線和γ射線的混合放射源，故選項B正確，A、C、D錯誤。]
13.(1)　(2)　(3)　(4)　(5)
14.(1)HePn
(2)，方向與入射粒子原運動方向相同
解析　(1)核反應方程式為HePn。
(2)由(1)知，該種粒子為中子，設該種粒子的質量為m，則12C核的質量為12m
設碰撞后12C核的速度為v2，
取該粒子初速度v0方向為正方向
由動量守恒定律可得mv0=m(-v1)+12mv2
解得v2=
方向與入射粒子原運動方向相同。第1節　認識原子核
[學習目標]　1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現象。了解天然放射現象在認識原子核過程中的重大意義。2.掌握三種射線的本質(重點)。3.了解質子和中子的發現過程，知道原子核的組成(重點)。4.了解核反應的概念，會書寫核反應方程(重難點)。
一、天然放射現象　三種放射線
1.天然放射現象的發現
(1)1896年，法國物理學家　　　　　　發現鈾鹽能自發地發出某種看不見的射線，這種射線能穿透黑紙，使照相底片感光。
(2)物質能自發地放出　　　　的現象稱為天然放射現象。物質放出　　　　的這種性質，稱為放射性。具有　　　　　　的元素，稱為放射性元素。
(3)法國物理學家皮埃爾·居里夫婦對鈾和鈾的礦石進行了深入研究，發現了兩種放射性更強的新元素，即　　　和　　　。
2.認識三種放射線
(1)三種射線：如圖所示，1是　　　　，2是　　　，3是　　　　。
(2)三種射線的本質和特點
①α射線：α射線是高速運動的　　　　　　粒子流，射出時的速率可達0.1c。α射線有　　　的電離作用，但穿透能力　　　　，在空氣中只能飛行幾厘米，一張　　　　或一張薄紙就能將它擋住。
②β射線：β射線是高速運動的　　　　，射出時的速率可達0.99c，穿透能力　　　　，能穿透幾毫米厚的　　　　，但電離作用　　　　。
③γ射線：γ射線是波長很短的　　　　，穿透能力　　　　，能穿透幾厘米厚的　　　　，但電離作用　　　　。
(1)放射性元素發出的射線可以直接觀察到。(　　)
(2)放射性元素的放射性都是自發的現象。(　　)
(3)α射線實際上就是氦原子核，α射線具有較強的穿透能力。(　　)
(4)β射線是高速電子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。(　　)
(5)γ射線是能量很高的電磁波，電離作用很強。(　　)
例1　(多選)如圖所示，R是一種放射性物質，它能放出α、β、γ三種射線，虛線框內有豎直方向的勻強電場，L是紙板，M是熒光屏，實驗時發現在熒光屏上只有O、P兩點處有亮斑。下列說法正確的是(　　)
A.電場方向豎直向下，到達O點的是γ射線
B.電場方向豎直向上，到達O點的是γ射線
C.電場方向豎直向上，到達P點的是β射線
D.電場方向豎直向下，到達P點的是α射線
例2　(多選)將α、β、γ三種射線分別射入勻強磁場和勻強電場，下圖表示射線偏轉情況中正確的是(　　)
三種射線在磁場中偏轉情況的分析
1.γ射線不論在電場還是磁場中，總是做勻速直線運動，不發生偏轉。
2.α射線和β射線在電場中偏轉的特點：在勻強電場中，α和β粒子沿相反方向做類平拋運動，且在同樣的條件下，β粒子的偏移量大，根據粒子在沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動，偏移量x可表示為：
x=at2=·∝
所以，在同樣條件下β與α粒子偏移量之比為=××≈37>1。
3.α射線和β射線在磁場中偏轉的特點：在勻強磁場中，α和β粒子沿相反方向做勻速圓周運動，且在同樣條件下，β粒子的軌跡半徑小，偏移量大，根據qvB=得R=∝。
所以，在同樣條件下β與α粒子的軌跡半徑之比為=××≈<1。
二、質子和中子的發現　原子核的組成　核反應
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現了質子，如圖所示為α粒子轟擊氮原子核示意圖。
(1)人們用α粒子轟擊多種原子核，都打出了質子，說明了什么問題？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)絕大多數原子核的質量與電荷量之比都大于質子的質量與電荷量之比，說明了什么問題？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.質子和中子的發現
(1)質子的發現
①實驗：為探測原子核的結構，盧瑟福用α粒子轟擊　　　　　　發現了　　　　。
②結論：質子是　　　　的組成部分。
(2)中子的發現
①盧瑟福的猜想
盧瑟福發現質子后，猜想原子核內可能還存在著質量跟質子相近的　　　　的中性粒子，并將其稱為　　　　。
②中子的發現是許多科學家研究的結晶。
a.1930年，科學家發現，用釙發出的α射線轟擊　　　　時，會產生一種不受電場和磁場影響、穿透能力很強的射線。
b.1932年，約里奧—居里夫婦發現，如果用這種射線轟擊石蠟，能從石蠟中轟擊出　　　　。
c.查德威克對云室中這種射線與氮原子核碰撞的徑跡進行研究，發現這種射線是一種　　　　　、質量接近　　　　的粒子流，即為中子。
③結論：中子是原子核的組成部分。
2.原子核的組成
(1)原子核的組成
①組成：質子和中子都是原子核的組成部分，人們將質子和中子統稱為　　　　。
②兩個基本關系
a.核電荷數=質子數=　　　　　　。
b.質量數=質子數+中子數=　　　　。
③原子核的符號：，其中X為　　　　；A表示原子核的　　　　　　，Z表示　　　　　　。
(2)同位素
具有相同　　　　、不同　　　　的原子核互稱同位素。如氫的三種同位素、、。
3.核反應與核反應方程
(1)核反應：原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程。
(2)核反應方程：用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　描述核反應過程的式子。
(3)核反應規律：在核反應中，質量數和　　　　　　守恒。
(4)發現質子與中子的核反應方程
He+→　　　　　　　
HeBe→　　　　　　　
原子核的電荷數是不是電荷量？質量數是不是質量？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3　(多選)(2023·上海市黃浦區期中)查德威克發現新粒子的實驗示意圖如圖所示。由天然放射性元素釙(Po)放射的α射線轟擊鈹時會產生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時，會轟擊出粒子流B，則下列說法正確的是(　　)
A.粒子流A是電子，粒子流B是中子
B.粒子流A是中子，粒子流B是質子
C.粒子流A是不受電場磁場影響、穿透能力很強的射線
D.粒子流B是查德威克做了用α粒子轟擊氮原子核的實驗首次發現的
例4　已知鐳的原子序數是88，原子核的質量數是226，試問：
(1)鐳核中質子數為　　　　，中子數為　　　　。
(2)鐳核的核電荷數為　　　　，所帶電荷量為　　　　　　。(e=1.6×10-19 C)
(3)若鐳原子呈中性，它核外有　　　　個電子。
(4)是鐳的一種同位素，讓核和核以相同的速度垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場中，它們運動的軌道半徑之比為 。
1.原子核(符號X)
原子核
2.基本關系
(1)核電荷數=質子數(Z)=元素的原子序數=核外電子數；
(2)質量數(A)=核子數=質子數+中子數。
例5　完成下列核反應方程，并指出其中哪個是發現質子的核反應方程，哪個是發現中子的核反應方程。
(1)nC+　　　　；
(2)HeO+　　　　；
(3)n→　　　 He；
(4)He→　　　 n；
(5)HCo +　　　　。
書寫核反應方程時要注意
1.質量數守恒和電荷數守恒；
2.中間用箭頭，不能寫成等號；
3.核反應方程遵守質量數守恒而不是質量守恒，核反應過程中，一般會發生質量的變化。
答案精析
一、
1.(1)貝可勒爾　(2)射線　射線　放射性　(3)釙　鐳
2.(1)β射線　γ射線　α射線
(2)①氦原子核　很強　很弱　鋁箔
②電子流　較強　鋁板　較弱
③電磁波　很強　鉛板　很弱
易錯辨析　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×
例1　BC　[α射線穿透能力最弱，所以穿不過L紙板，只有β、γ兩種射線穿過紙板到達M熒光屏，其中γ射線不帶電，不在電場中偏轉，只有β射線偏轉，所以到達O點的是γ射線，到達P點的是β射線，β射線帶負電，在電場中向下偏轉，說明受到向下的靜電力，所以電場方向豎直向上，故選B、C。]
例2　AD　[已知α粒子帶正電，β粒子帶負電，γ射線不帶電，根據正、負電荷在磁場中運動受洛倫茲力方向和正、負電荷在電場中受靜電力方向不同，可知A、B、C、D四幅圖中，α、β粒子的偏轉方向都是正確的，但偏轉的程度需要進一步判斷。帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，其半徑r=，
將其數據代入，則α粒子與β粒子的半徑之比為：
=··=××≈。
由此可見，A正確，B錯誤。帶電粒子垂直進入勻強電場，設初速度為v0，垂直電場線方向位移為y，α、β粒子沿電場偏轉距離之比為：
=··=××≈。
由此可見，C錯誤，D正確。]
二、
(1)說明質子是原子核的組成部分。
(2)說明原子核中除了質子外還有其他中性粒子。
梳理與總結
1.(1)①氮原子核　質子　②原子核
(2)①不帶電　中子　②a.鈹
b.質子　c.不帶電　質子
2.(1)①核子　②a.原子序數
b.核子數　③元素符號　質量數
核電荷數　(2)質子數　中子數
3.(2)原子核符號　(3)核電荷數　(4)H　n
思考與討論
不是。原子核所帶的電荷量總是質子電荷量的整數倍，這個倍數叫作原子核的電荷數。原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，這個倍數叫作原子核的質量數。
例3　BC　[用放射源釙的α射線轟擊鈹時，能發射出一種穿透力極強的射線，這就是中子流，中子轟擊石蠟，能從石蠟中轟擊出質子，即形成質子流，所以A為中子，B為質子，故A錯誤，B正確；中子不帶電，所以它不受電場和磁場影響，故C正確；盧瑟福利用α粒子轟擊氮原子核，發現質子是原子核的組成成分，故D錯誤。]
例4　(1)88　138　(2)88　1.408×10-17 C　(3)88
(4)113∶114
解析　(1)原子序數與核內質子數、核電荷數、中性原子的核外電子數都是相等的。原子核的質量數等于核內質子數與中子數之和，鐳核中的質子數等于原子序數，故質子數為88，中子數N等于原子核的質量數A與質子數Z之差，即：
N=A-Z=226-88=138。
(2)鐳核的核電荷數和所帶的電荷量分別是：Z=88，
Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C。
(3)中性原子的核外電子數等于核電荷數，故核外電子數為88。
(4)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，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電荷數，但質量數不同，故===。
例5　(1H
(2H，發現質子的核反應方程
(3Li
(4)，發現中子的核反應方程
(5n(共55張PPT)
DIWUZHANG
第5章
第1節　認識原子核
1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現象。了解天然放射現象在認識原子核過程中的重大意義。
2.掌握三種射線的本質(重點)。
3.了解質子和中子的發現過程，知道原子核的組成(重點)。
4.了解核反應的概念，會書寫核反應方程(重難點)。
學習目標
一、天然放射現象　三種放射線
二、質子和中子的發現　原子核的組成　核反應
課時對點練
內容索引
天然放射現象　三種放射線
一
1.天然放射現象的發現
(1)1896年，法國物理學家　　　　　發現鈾鹽能自發地發出某種看不見的射線，這種射線能穿透黑紙，使照相底片感光。
(2)物質能自發地放出　　 的現象稱為天然放射現象。物質放出　 　的這種性質，稱為放射性。具有　　　　的元素，稱為放射性元素。
(3)法國物理學家皮埃爾·居里夫婦對鈾和鈾的礦石進行了深入研究，發現了兩種放射性更強的新元素，即　　和　　。
貝可勒爾
射線
射線
放射性
釙
鐳
2.認識三種放射線
(1)三種射線：如圖所示，1是　　　，2是　　　，3是　　　。
(2)三種射線的本質和特點
①α射線：α射線是高速運動的　　　　 粒子流，射出時的速
率可達0.1c。α射線有 　　的電離作用，但穿透能力　　 ，在
空氣中只能飛行幾厘米，一張 　　或一張薄紙就能將它擋住。
②β射線：β射線是高速運動的　　　　，射出時的速率可達0.99c，穿透能力　　　，能穿透幾毫米厚的　　　，但電離作用　　　。
③γ射線：γ射線是波長很短的　　　　，穿透能力　　　，能穿透幾厘米厚的　　　，但電離作用　　　。
β射線
γ射線
α射線
氦原子核
很強
很弱
鋁箔
電子流
較強
鋁板
較弱
電磁波
很強
鉛板
很弱
(1)放射性元素發出的射線可以直接觀察到。(　　)
(2)放射性元素的放射性都是自發的現象。(　　)
(3)α射線實際上就是氦原子核，α射線具有較強的穿透能力。(　　)
(4)β射線是高速電子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。(　　)
(5)γ射線是能量很高的電磁波，電離作用很強。(　　)
×
√
×
√
×
　(多選)如圖所示，R是一種放射性物質，它能放出α、β、γ三種射線，虛線框內有豎直方向的勻強電場，L是紙板，M是熒光屏，實驗時發現在熒光屏上只有O、P兩點處有亮斑。下列說法正確的是
A.電場方向豎直向下，到達O點的是γ射線
B.電場方向豎直向上，到達O點的是γ射線
C.電場方向豎直向上，到達P點的是β射線
D.電場方向豎直向下，到達P點的是α射線
例1
√
√
α射線穿透能力最弱，所以穿不過L紙板，只有β、γ兩
種射線穿過紙板到達M熒光屏，其中γ射線不帶電，不
在電場中偏轉，只有β射線偏轉，所以到達O點的是γ
射線，到達P點的是β射線，β射線帶負電，在電場中向下偏轉，說明受到向下的靜電力，所以電場方向豎直向上，故選B、C。
　(多選)將α、β、γ三種射線分別射入勻強磁場和勻強電場，下圖表示射線偏轉情況中正確的是
例2
√
√
已知α粒子帶正電，β粒子帶負電，γ射線不帶電，根據正、負電荷在磁場中運動受洛倫茲力方向和正、負電荷在電場中受靜電力方向不同，可知A、B、C、D四幅圖中，α、β粒子的偏轉方向都是正確的，但偏轉的程度需要進一步判斷。
帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，其半徑r=，將其數據代入，
則α粒子與β粒子的半徑之比為：
=··=××≈。
由此可見，A正確，B錯誤。
帶電粒子垂直進入勻強電場，設初速度為v0，垂直電場線方向位移為y，α、β粒子沿電場偏轉距離之比為：
=··=××≈。
由此可見，C錯誤，D正確。
三種射線在磁場中偏轉情況的分析
1.γ射線不論在電場還是磁場中，總是做勻速直線運動，不發生偏轉。
2.α射線和β射線在電場中偏轉的特點：在勻強電場中，α和β粒子沿相反方向做類平拋運動，且在同樣的條件下，β粒子的偏移量大，根據粒子在沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動，偏移量x可表示為：
x=at2=·∝
所以，在同樣條件下β與α粒子偏移量之比為=××≈
37>1。
總結提升
3.α射線和β射線在磁場中偏轉的特點：在勻強磁場中，α和β粒子沿相反方向做勻速圓周運動，且在同樣條件下，β粒子的軌跡半徑小，
偏移量大，根據qvB=得R=∝。
所以，在同樣條件下β與α粒子的軌跡半徑之比為=××
≈<1。
總結提升
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質子和中子的發現　原
子核的組成　核反應
二
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現了質子，如圖所示為α粒子轟擊氮原子核示意圖。
(1)人們用α粒子轟擊多種原子核，都打出了質子，說明了什么問題
答案　說明質子是原子核的組成部分。
(2)絕大多數原子核的質量與電荷量之比都大于質子的質量與電荷量之比，說明了什么問題
答案　說明原子核中除了質子外還有其他中性粒子。
1.質子和中子的發現
(1)質子的發現
①實驗：為探測原子核的結構，盧瑟福用α粒子轟擊　　　　　發現了
　　　。
②結論：質子是　　　　的組成部分。
(2)中子的發現
①盧瑟福的猜想
盧瑟福發現質子后，猜想原子核內可能還存在著質量跟質子相近的______
的中性粒子，并將其稱為　　　。
梳理與總結
氮原子核
質子
原子核
不帶電
中子
②中子的發現是許多科學家研究的結晶。
a.1930年，科學家發現，用釙發出的α射線轟擊　　時，會產生一種不受電場和磁場影響、穿透能力很強的射線。
b.1932年，約里奧—居里夫婦發現，如果用這種射線轟擊石蠟，能從石蠟中轟擊出　　　。
c.查德威克對云室中這種射線與氮原子核碰撞的徑跡進行研究，發現這種射線是一種　　　　、質量接近　　　的粒子流，即為中子。
③結論：中子是原子核的組成部分。
鈹
質子
不帶電
質子
2.原子核的組成
(1)原子核的組成
①組成：質子和中子都是原子核的組成部分，人們將質子和中子統稱為
　　　。
②兩個基本關系
a.核電荷數=質子數=　　　　　。
b.質量數=質子數+中子數=　　　　。
③原子核的符號X，其中X為　　　　　；A表示原子核的　　　　，Z表示　　　　　。
核子
原子序數
核子數
元素符號
質量數
核電荷數
(2)同位素
具有相同　　　　、不同　　　　的原子核互稱同位素。如氫的三種同位素、、。
質子數
中子數
3.核反應與核反應方程
(1)核反應：原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程。
(2)核反應方程：用　　　　　　描述核反應過程的式子。
(3)核反應規律：在核反應中，質量數和　　　　　守恒。
(4)發現質子與中子的核反應方程
→_________
→_________
原子核符號
核電荷數
H
思考與討論
原子核的電荷數是不是電荷量 質量數是不是質量
答案　不是。原子核所帶的電荷量總是質子電荷量的整數倍，這個倍數叫作原子核的電荷數。原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，這個倍數叫作原子核的質量數。
　(多選)(2023·上海市黃浦區期中)查德威克發現新粒子的實驗示意圖如圖所示。由天然放射性元素釙(Po)放射的α射線轟擊鈹時會產生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時，會轟擊出粒子流B，則下列說法正確的是
A.粒子流A是電子，粒子流B是中子
B.粒子流A是中子，粒子流B是質子
C.粒子流A是不受電場磁場影響、穿
　透能力很強的射線
D.粒子流B是查德威克做了用α粒子轟擊氮原子核的實驗首次發現的
例3
√
√
用放射源釙的α射線轟擊鈹時，能
發射出一種穿透力極強的射線，這
就是中子流，中子轟擊石蠟，能從
石蠟中轟擊出質子，即形成質子流，所以A為中子，B為質子，故A錯誤，B正確；
中子不帶電，所以它不受電場和磁場影響，故C正確；
盧瑟福利用α粒子轟擊氮原子核，發現質子是原子核的組成成分，故D錯誤。
　已知鐳的原子序數是88，原子核的質量數是226，試問：
(1)鐳核中質子數為　　　，中子數為　　　 。
例4
88
138
原子序數與核內質子數、核電荷數、中性原子的核外電子數都是相等的。原子核的質量數等于核內質子數與中子數之和，鐳核中的質子數等于原子序數，故質子數為88，中子數N等于原子核的質量數A與質子數Z之差，即：
N=A-Z=226-88=138。
(2)鐳核的核電荷數為　　　，所帶電荷量為　 　　　。(e=1.6×
10-19 C)
88
1.408×10-17 C
鐳核的核電荷數和所帶的電荷量分別是：Z=88，
Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C。
(3)若鐳原子呈中性，它核外有　　　個電子。
88
中性原子的核外電子數等于核電荷數，故核外電子數為88。
(4)是鐳的一種同位素，讓核和核以相同的速度垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場中，它們運動的軌道半徑之比為 。
113∶114
帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，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電荷數，但質量數不同，
故===。
總結提升
1.原子核(符號)
原子核
2.基本關系
(1)核電荷數=質子數(Z)=元素的原子序數=核外電子數；
(2)質量數(A)=核子數=質子數+中子數。
　完成下列核反應方程，并指出其中哪個是發現質子的核反應方程，哪個是發現中子的核反應方程。
(1)nC+　　　　；
(2)HeO+ ；
例5
答案　發現質子的核反應方程
答案　發現中子的核反應方程
(3)n→　　　 He；
(4)He→　　　n；
(5)HCo +　　　　。
總結提升
書寫核反應方程時要注意
1.質量數守恒和電荷數守恒；
2.中間用箭頭，不能寫成等號；
3.核反應方程遵守質量數守恒而不是質量守恒，核反應過程中，一般會發生質量的變化。
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課時對點練
三
考點一　天然放射現象　三種放射線
1.在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列說法正確的是
A.居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素
B.盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，揭示了原子核有復雜的結構
C.湯姆孫通過對陰極射線的研究，發現陰極射線是原子核中的中子變為
　質子時產生的β射線
D.查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發現了質子
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基礎對點練
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居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素，故A正確；
盧瑟福通過α粒子散射實驗，證實了原子是由原子核和核外電子組成的，但他沒有揭示原子核有復雜的結構，故B錯誤；
湯姆孫通過對陰極射線的研究，發現陰極射線是帶負電的粒子，且質量非常小，并未發現是中子變為質子時產生的β射線，故C錯誤；
查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發現了中子，故D錯誤。
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2.(多選)關于天然放射現象，下列說法正確的是
A.天然放射現象說明原子核具有復雜結構
B.β射線是由原子核外電子電離產生的
C.物質的放射性與物質的存在狀態有關
D.通過化學反應不能改變物質的放射性
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天然放射現象中放出的射線是由原子核放出的，說明原子核具有復雜結構，A對；
β射線是由原子核放出的，不是核外電子電離產生的，B錯；
放射性元素的放射性是由原子核自身決定的，與物質的存在狀態無關，化學反應也不能改變物質的放射性，C錯，D對。
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3.(2022·哈爾濱市高二期末)在貝可勒爾發現天然放射現象后，人們對射線的性質進行了深入的研究，發現α、β、γ射線的穿透本領不同。如圖為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①、②、③分別是
A.γ、β、α B.β、γ、α
C.α、β、γ D.α、γ、β
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√
α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線；
γ射線穿透能力最強，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線；
β射線穿透能力較強，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線，故C正確。
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4.(2023·齊齊哈爾市朝鮮族學校高二期末)放射性元素放出的射線，在電場中分成A、B、C三束，如圖所示，其中
A.C為氦核組成的粒子流
B.B的穿透能力最弱
C.A的電離能力最強
D.B為比X射線波長更長的光子流
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√
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從三束射線在電場中運動徑跡可以看出，A為α射線，電離能力最強，B為γ射線，穿透能力最強，γ射線是波長比X射線波長更短的光子流；C為β射線，故C正確。
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考點二　原子核的組成　核反應方程
5.(2023·咸陽市高二月考)盧瑟福發現質子后，猜想原子核中還有中子的存在，他的主要依據是
A.原子核外電子數與質子數相等
B.原子核的質量大約是質子質量的整數倍
C.原子核的核電荷數只是質量數的一半或少一些
D.質子和中子的質量幾乎相等
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當盧瑟福發現質子后，接著又發現原子核的核電荷數與原子核的質量數不相等，大約是原子核質量數的一半或者更少一些，因此猜想在原子核內還存在有質量且不帶電的中性粒子，故選C。
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6.原子核中能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，下列說法正確的是
A.原子核中有質子、中子，還有α粒子
B.原子核中有質子、中子，還有β粒子
C.原子核中有質子、中子，還有γ粒子
D.原子核中只有質子和中子
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7.原子核表示
A.核內有90個電子 B.核內有234個電子
C.核內有144個中子 D.核內有90個核子
√
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原子核，左下角的90代表的是核電荷數，左上角的234代表的是質量數，質子數=核電荷數，質量數=質子數+中子數，所以核內有90個質子，144個中子，234個核子，核外有90個電子，故選C。
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8.(多選)氫有三種同位素，分別是氕()、氘()、氚()，則
A.它們的質子數相等
B.若為中性原子，則它們的核外電子數相等
C.它們的核子數相等
D.它們的化學性質相同
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氕、氘、氚的核子數分別為1、2、3，故C錯誤；
由中性原子狀態可知質子數和核外電子數均相同，都是1，故A、B正確；
中子數等于核子數減去質子數，故中子數各不相同，它們三個是同位素，同位素化學性質相同，只是物理性質不同，故D正確。
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9.(2021·北京卷)硼(B)中子俘獲治療是目前最先進的癌癥治療手段之一。治療時先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產生高殺傷力的α粒子和鋰(Li)離子。這個核反應的方程是
A.nLiHe B.Hen
C.HeH D.nH
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由表示α粒子，以及核反應方程的質量數守恒和電荷數守恒可知，選項A正確。
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10.如圖所示，R是一種放射性物質，虛線框內是勻強磁場B，LL'是一厚紙板，MN是熒光屏，實驗時，發現在熒光屏上O、P兩處有亮斑，則下列關于磁場方向、到達O點的射線、到達P點的射線的判斷，與實驗相符的是
A.豎直向上　β射線　α射線
B.豎直向下　α射線　β射線
C.垂直線面向里　γ射線　β射線
D.垂直線面向外　β射線　γ射線
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能力綜合練
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由三種射線的本質知，γ射線在磁場中不偏轉，O
處亮斑為γ射線，能穿過厚紙板且在磁場中發生偏
轉的射線為β射線，再根據偏轉方向，結合左手定
則可知磁場方向垂直紙面向里，正確選項為C。
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11.下列表示某種元素的各同位素的質量數(A)、質子數(Z)和中子數(N)三者關系的圖像正確的是
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各同位素的質子數相同，為一定值，同位素的質量數不同，故B正確，C錯誤。
同位素的質子數相同，中子數不同，質量數等于質子數加中子數，則有A=N+Z，且質子數不可能為零即Z>0為常數，中子數可能為零即N≥0，整理得N=A-Z，A-N和N-A圖像應該與A軸有截距，故A、D錯誤。
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12.如圖所示，x為未知放射源，它向右方放出射線，p為一張厚度為0.5 mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側是一真空區域，內有較強磁場，q為熒光屏，h是觀察裝置。實驗時，若將磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，再將鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，則可知放射源x可能為
A.α射線和β射線的混合放射源
B.α射線和γ射線的混合放射源
C.β射線和γ射線的混合放射源
D.α射線、β射線和γ射線的混合放射源
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將強磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數
基本沒有變化，說明磁場對穿過p的射線沒有影
響，可知射到屏上的是不帶電的γ射線；再將厚
0.5 mm左右的薄鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光
屏上的亮點數明顯增加，說明除接收到γ射線外，又收到了原來被薄鋁箔p擋住的射線，而厚度為0.5 mm左右的鋁箔能擋住的只有α射線，所以此放射源是α射線和γ射線的混合放射源，故選項B正確，A、C、D錯誤。
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13.在中子、質子、電子、α粒子中選出一個適當的粒子，分別填在下列核反應式的橫線上。
(1)Th+　　　　；
(2)He+　　　　；
(3)+　　　　；
(4)+　　　 Sr++1n；
(5)+　　　　。
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14.1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的，發現了放射性磷和另一種粒子，并因這一偉大發現而獲得諾貝爾物理學獎。
(1)寫出這個過程的核反應方程式；
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答案　HePn
核反應方程式為HePn。
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(2)若該種粒子以初速度v0與一個靜止的12C核發生碰撞，但沒有發生核反應，該粒子碰后的速度大小為v1，運動方向與原運動方向相反，求碰撞后12C核的速度。
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答案　，方向與入射粒子原運動方向相同
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由(1)知，該種粒子為中子，設該種粒子的質量為m，則12C核的質量為12m
設碰撞后12C核的速度為v2，取該粒子初速度v0方向為正方向
由動量守恒定律可得mv0=m(-v1)+12mv2
解得v2=
方向與入射粒子原運動方向相同。
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