5.1 原子核的组成（学案）——2022-2023学年高二物理人教版（2019）选择性必修第三册

5.1 原子核的组成
学习目标
1、了解天然放射现象及其规律。
2、知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
3、知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
重点难点
1、天然放射现象及其规律，原子核的组成。（重点）
2、知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。（难点）
自主探究
一、天然放射现象
1、贝可勒尔的发现
铀和含铀的矿物都能发出一种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光．物质发射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。
2、玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇的发现
他们发现了两种放射性更强的元素，为了纪念她的国家波兰，一种元素命名为钋(Po)，另一种元素命名为镭(Ra)。
3、天然放射现象
自然界中原子序数大于或等于83的元素都能自发地放出射线，这种能自发地发出射线的现象叫做天然放射现象。
二、射线的本质
1、三种射线
在射线经过的空间施加磁场，射线分成三束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，说明这两束是带电粒子流，另一束在磁场中不偏转，说明这一束不带电，这三束射线分别叫做α射线、β射线、γ射线。
2、三种射线的比较
三、原子核的组成
1、质子的发现
卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，质子的实质是氢原子核。
2、中子的发现
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、原子核的电荷数
原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数。
5、原子核的质量数
质子和中子的总数目叫做原子核的质量数．
6、原子核的符号
X，其中X表示元素的符号，A表示核的质量数，Z表示核的电荷数。
7．同位素
具有相同质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素。
探究思考
一、对三种射线的分析与判断
1、如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响；也就是说，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关。原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构。
2、β射线的电子是从原子核中放出来的，并不是从原子核外的电子中放出来的。
【典例一】1、天然放射性元素放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来自于原子核外的电子
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，属于原子核内释放的光子
解题思路：放射性元素释放的三种射线分别是射线、射线和射线。
其中射线是氦核流，穿透能力最弱，一张普通的纸就能挡住，但其有很强的电离作用；
射线是高速电子流，电离作用较弱，穿透力较强，可以穿透几毫米厚的铝板；
射线是电磁波，其电离作用很弱，但穿透力很强，能穿透几厘米厚的铅板。
三种射线都来自于原子核内部。
综上可知:①是射线，②是射线，③是射线，据此可知本题只有选项D正确。
答案：D
二、原子核的组成
1、原子核的组成
（1）概述
原子核是由质子、中子构成的，质子带正电，中子不带电．不同的原子核内质子和中子的个数并不一定相同。
（2）基本关系：核电荷数＝质子数＝元素的原子序数＝核外电子数。
质量数＝核子数＝质子数＋中子数。
2、对核子数、电荷数、质量数的理解
（1）核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数。
（2）电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数。
（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，这个整数叫做原子核的质量数。
【典例二】2、从原子核中能放出射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是( )
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
解题思路：原子核内只有质子和中子.原子核放出的α粒子是核内两个质子和两个中子结合形成的；放出的β粒子是核内的一个中子转变成一个质子时产生的；原子核发生α衰变或β衰变时处于激发态，向低能级跃迁时，将多余的能量以γ光子的形式辐射出去.只有D正确。
答案： D
三、三种射线的分析与比较
随堂训练
1、在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示.该装置中探测器接收到的是( )
A.X射线 B.α射线 C.β射线 D.γ射线
答案：D
2、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.①④表示β射线，其穿透能力最强 B.②⑤表示γ射线，其穿透能力最强
C.③⑥表示α射线，其电离能力最强 D.②⑤表示γ射线，其电离能力最强
答案：B
3、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射线，但不能挡住射线和射线
B.某原子核在放出射线后会变成另一种元素的原子核
C.三种射线中对气体电离作用最强的是射线
D. 粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子
答案：ACD
4、关于天然放射现象，下列说法正确的是( )
A. 、、三种射线中， 射线穿透能力最强
B. 射线是高速电子流
C. 射线只能穿透黑纸
D.通过化学反应不能改变物质的放射性
答案：BD
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