人教版物理选择性必修第三册
第五章 原子核
第1节 原子核的组成
课标要求
1．了解放射性及放射性元素的概念；理解三种射线的形成及本质，知道三种射线的特点。
2．了解质子、中子的发现过程，知道原子核的表示方法，掌握原子序数、电荷数、质量数之间的关系。
3.知道同位素的概念。
1．填一填
(1)放射性的发现
①1896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版感光。
②波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现放射性更强的新元素，分别命名为钋(Po)、镭(Ra)。
(2)放射性
①定义：物质发出射线的性质。
②放射性元素：具有放射性的元素，原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射性。
(3)天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象。
(4)射线的本质
①三种射线：在射线经过的空间施加磁场，射线分裂成三束，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，说明它不带电，这三束射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。
②α射线实际上就是氦原子核，速度可达到光速的，其电离作用强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
③β射线是高速电子流，它的速度更大，可达光速的99%。它的穿透能力较强，电离作用较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
④γ射线是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下。它的电离作用更弱，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
(5)元素的放射性与元素是以单质形式存在，还是以化合物形式存在无关，放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。
(6)放射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的。
2．判一判
(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。(×)
(2)β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)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。(×)
3．想一想
要判断三种射线是否带电以及带正电荷还是负电荷，可以用什么方法？
提示：方法一：让射线垂直磁场方向射入磁场，发生偏转的射线带电，不偏转的射线不带电。对于发生偏转的射线，根据偏转方向与磁场方向和速度方向的关系，依据左手定则可以判断带正电荷还是带负电荷。
方法二：让射线垂直电场方向射入电场，发生偏转的射线带电，不偏转的射线不带电。对于发生偏转的射线，根据偏转方向与电场方向的关系，依据电荷受力方向与电场强度方向的关系，可以判断带正电荷还是带负电荷。
1．填一填
(1)质子的发现：1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，发现质子，它是原子核的组成部分。
(2)中子的发现：因绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值，卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，不带电，称为中子。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。
(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)原子核的符号
原子核的质量数＝质子数＋中子数电荷数＝原子核的质子数，即原子序数元素符号
(5)同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素。例如，氢有三种同位素：H、H、H。
2．判一判
(1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。(×)
(2)原子核的电荷数等于核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。(√)
(3)同位素具有不同的化学性质。(×)
3．选一选
某种元素的原子核用X表示，下列说法中正确的是( )
A．原子核的质子数为Z，中子数为A
B．原子核的质子数为Z，中子数为A－Z
C．原子核的质子数为A，中子数为Z
D．原子核的质子数为A－Z，中子数为Z
解析：选B 根据原子核的符号的含义：A表示质量数，Z表示质子数，则中子数为A－Z，所以B正确。
对三种射线的理解
[学透用活]
1．α、β、γ射线的比较
射线种类 组成 速度 贯穿本领 电离作用
α射线 α粒子是氦原子核He 约 c 很小，一张薄纸就能挡住 很强
β射线 β粒子是高速电子流 e c 很大，能穿过几毫米厚的铝板 较弱
γ射线 波长很短的电磁波 等于c 最大，能穿过几厘米厚的铅板 很小
2．三种射线在电场和磁场中的偏转
(1)在匀强电场中：γ射线不发生偏转，做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，β粒子的偏移大，如图所示。根据粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移x可表示为x＝at2＝·2∝。
所以，在同样条件下β与α粒子偏移之比为
＝××≈37＞1。
(2)在匀强磁场中：γ射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，α粒子轨道半径大，如图所示。
根据qvB＝，得R＝∝。
所以，在同样条件下β与α粒子的轨道半径之比为
＝××≈＜1。
如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是( )
A．α和β的混合放射源 B．纯α放射源
C．α和γ的混合放射源 D．纯γ放射源
[解析] 在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源，C正确。
[答案] C
[规律方法]
三种射线的比较方法
(1)知道三种射线带电的性质，α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电。α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，属电磁波的一种。
(2)在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线。
(3)α粒子穿透能力较弱，β粒子穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离作用相反。
[对点练清]
1．[多选]下列哪些现象能说明射线来自原子核( )
A．三种射线的能量都很高
B．放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、化合态)无关
D．α射线、β射线都是带电的粒子流
解析：选BC 能说明放射线来自原子核的证据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．如图所示是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，下列说法正确的是( )
A．甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱
B．乙为β射线，它的穿透能力和电离作用都较强
C．丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108 m/s
D．以上说法都不对
解析：选C α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，α射线是高速氦核流；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，穿透能力较强，电离作用较弱；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故甲为α射线，乙为β射线，丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108 m/s，C选项正确，A、B、D选项错误。
3.
如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域时，射线的轨迹只出现图示的两条(其中有两种射线的轨迹重合)，下列判断中正确的是( )
A．射到b处的一定是α射线
B．射到b处的一定是β射线
C．射到b处的可能是γ射线
D．射到b处的可能是α射线
解析：选D 分析三种射线的电性可知，α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，故γ射线不受电场力和洛伦兹力，故射到b处的一定不是γ射线，C选项错误；α射线和β射线在电、磁场中受到电场力和洛伦兹力，若电场力大于洛伦兹力，则射到b处的是α射线，若洛伦兹力大于电场力，则射到b处的是β射线，D选项正确，A、B选项错误。
原子核的组成与数量关系
[学透用活]
1．原子核的大小、组成和同位素
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，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，这个倍数叫作原子核的质量数。
已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。试问：
(1)镭核中有多少个质子？多少个中子？
(2)镭核所带的电荷量是多少？
(3)呈中性的镭原子，核外有多少个电子？
[解析] (1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数Z为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。
(2)镭核所带电荷量：
Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17 C。
(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。
[答案] (1)88 138 (2)1.41×10－17 C (3)88
[规律方法]
原子核的“数”与“量”辨析
(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，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，也与元素的原子量不同。原子核内质子和中子的总和叫作核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。
[对点练清]
1．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对Th的原子来说( )
A．x＝90 y＝90 z＝234
B．x＝90 y＝90 z＝144
C．x＝144 y＝144 z＝90
D．x＝234 y＝234 z＝324
解析：选B 质量数＝质子数＋中子数，中性原子中：质子数＝核外电子数，所以B项正确。
2．据最新报道，放射性同位素钬 Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是( )
A．32 B．67
C．99 D．166
解析：选A 根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故核内中子数与核外电子数之差为99－67＝32，故A正确。
3．[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．原子核中的质子数一定跟核外电子数相等
C．用α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核电荷数跟质子数之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子
解析：选CD 原子中除了带负电的电子外，还有带正电的质子，故选项A错；对于原子来说，中性原子核的质子数才跟核外电子数相等，当原子得失电子成为离子时，质子数与核外电子数不再相等，故选项B错；正是由用α粒子轰击氮原子核的实验发现了质子，故选项C正确，选项D显然正确。
一、查德威克发现新粒子的过程(科学探究)
查德威克发现新粒子的实验示意图如图所示。由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会轰击出粒子流B，请问A和B分别是什么粒子？
提示：A为中子，B为质子。
二、典题好题发掘，练典题做一当十
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
[解析] 两粒子在电场中做类平抛运动，水平方向上：a＝，＝at2，解得：t＝d，竖直方向上：x＝vt，可得x＝v·d，根据α粒子与β粒子的速度、质量、电荷量大小关系可以得出，xα>xβ，所以偏转到A板的是β粒子，因β粒子带负电，故a为电源的正极。选项B正确，A、C、D均错误。
[答案] B
[课时跟踪训练]
A级—双基达标
1．下列现象中，与原子核内部结构变化有关的是( )
A．α粒子散射现象 B．天然放射现象
C．光电效应现象 D．原子发光现象
解析：选B 天然放射现象是原子核内部结构变化引起的，B正确。
2．如图所示，某种元素的不同同位素的原子核内的中子数N与原子核质量数A的关系是( )
解析：选C 同一元素的不同同位素的原子核内质子数是一定的，只是中子数不同，设质子数为Q，则N＋Q＝A，故N＝A－Q，Q是定值，故C正确。
3．以下说法正确的是( )
A. 23490Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234
B．49Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为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
解析：选D A项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错；B项铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错；由于同位素质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C错，D对。
4．在元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
解析：选B 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207－82＝125。只有选项B正确。
5．关于天然放射性，下列说法正确的是( )
A．元素周期表中的所有元素都具有天然放射性
B．γ射线的实质是高速运动的电子流
C．放射性元素形成化合物后，该元素仍具有放射性
D．α、β和γ三种射线中，γ射线的电离能力最强
解析：选C 不是所有元素都具有天然放射性，故A错误；β射线实质是高速运动的电子流，γ射线是波长极短，频率极高的电磁波，故B错误；放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；α、β和γ三种射线中，α射线的电离能力最强，而γ射线的穿透能力最强，故D错误。
6.
如图所示，天然放射性元素放出α、β、γ三种射线，同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线( )
A．向右偏 B．向左偏
C．直线前进 D．无法判断
解析：选A γ射线不带电，故在电磁场中不偏转，β射线不偏转是因为电场力与洛伦兹力是一对平衡力，故Eq＝Bqv即v＝，而α射线的速度比β射线小，因此α射线受向右的电场力远大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，A正确，B、C、D错。
7.
如图所示中R是一种放射性物质，虚线方框是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏。实验时发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，则此时磁场的方向、到达O点的射线、到达P点的射线应为( )
A．向上，β射线，α射线
B．向下，α射线，β射线
C．由外向里，γ射线，β射线
D．由里向外，γ射线，α射线
解析：选C 因为α粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有α射线，A、B、D错误；因为γ射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，故C正确。
8.
[多选]如图所示，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外的匀强磁场，则下列说法中正确的有( )
A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线
B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线
C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧
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b
解析：选AC 由左手定则可知放射性物质向右射出后，在匀强磁场中α射线受到的洛伦兹力向下，β射线受到的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧；由于α射线速度约是光速的，而β射线速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，A、C正确。
9．在茫茫宇宙空间存在大量宇宙射线，对航天员构成了很大的威胁，现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)，
(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的方法除去α射线；
(2)余下的这束射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入该磁场区域后轨迹的示意图；
(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8 000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)
解析：(1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线。
(2)β射线带负电，由左手定则可知向上偏转，γ射线方向不变，轨迹如图所示。
(3)α粒子和β粒子在磁场中偏转，由半径公式得R＝，
对α射线R1＝，
对β射线 R2＝，
故＝＝400。
α射线穿过磁场时，圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离。
答案：(1)用一张纸放在射线前即可除去α射线
(2)见解析图 (3)见解析
B级—选考提能
10．[多选]将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如图所示射线偏转情况中正确的是( )
解析：选AD 已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向不同，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需要进一步判断。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：
＝··＝××≈。
由此可见，A正确，B错误。
带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为y，α、β粒子沿电场偏转距离之比为：
＝··＝××≈。
由此可见，C错误，D正确。
11.
如图所示，铅盒中的放射性物质从小孔中不断向外辐射含有α、β、γ三种射线的放射线(α射线的速度为0.1c，β射线的速度约为0.99c)，空间未加电场和磁场时，右边荧光屏M上仅在其中心O处有一光斑，若在该空间施加如图所示的互相垂直的匀强电场和匀强磁场后，荧光屏上显示出了两个亮点，关于此时各种射线在荧光屏上的分布情况，以下说法正确的是( )
A．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点上方的某一点
B．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点下方的某一点
C．可能是β、γ射线打在O点，α射线打在O点上方的某一点
D．可能是β射线打在O点，α、γ射线打在O点下方的某一点
解析：选B 因γ射线不带电，一定打在O点，若α粒子打到O点，则有Eq＝Bvαq。由于vα＝0.1c，vβ＝0.99c，对β粒子，必有EqBvαq，α粒子必定向下偏转，打到O点下方的某一点，故C错误。
12.
质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，粒子源S产生的各种不同带正电粒子束(速度可看成为零)，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，设粒子在P上的位置到入口处S1的距离为x。
(1)设粒子质量为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。
(2)氢的三种同位素H、H、H从粒子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？
解析：(1)粒子在电场中被加速时，由动能定理得
qU＝mv2，
进入磁场时洛伦兹力提供向心力，qvB＝，
又x＝2r，由以上三式得x＝ 。
(2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)结果知，xH∶xD∶xT＝∶∶＝1∶∶。
答案：(1) (2)1∶∶
2 / 2人教版物理选择性必修第三册
第五章 原子核
第1节 原子核的组成
课标要求
1．了解放射性及放射性元素的概念；理解三种射线的形成及本质，知道三种射线的特点。
2．了解质子、中子的发现过程，知道原子核的表示方法，掌握原子序数、电荷数、质量数之间的关系。
3.知道同位素的概念。
1．填一填
(1)放射性的发现
①1896年，法国物理学家 发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的 ，它能穿透黑纸使照相底版感光。
②波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现放射性更强的新元素，分别命名为钋(Po)、 。
(2)放射性
①定义：物质发出射线的性质。
②放射性元素：具有 性的元素，原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射性。
(3)天然放射现象：放射性元素 发出射线的现象。
(4)射线的本质
①三种射线：在射线经过的空间施加磁场，射线分裂成三束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，说明这两束是 粒子流；另一束在磁场中 ，说明它不带电，这三束射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。
②α射线实际上就是氦原子核，速度可达到光速的，其 作用强， 能力较差，在空气中只能前进几厘米，用 就能把它挡住。
③β射线是高速 ，它的速度更大，可达光速的99%。它的穿透能力较强，
作用较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透 厚的铝板。
④γ射线是能量很高的 ，波长很短，在10－10 m以下。它的电离作用更弱，但
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。
(5)元素的放射性与元素是以单质形式存在，还是以化合物形式存在 ，放射性的强度也不受 、外界压强的影响。
(6)放射线来自原子核，说明 是有结构的。
2．判一判
(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。( )
(2)β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)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。( )
3．想一想
要判断三种射线是否带电以及带正电荷还是负电荷，可以用什么方法？
1．填一填
(1)质子的发现：1919年，卢瑟福用镭放射出的 轰击氮原子核，发现质子，它是
的组成部分。
(2)中子的发现：因绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值，卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，不带电，称为中子。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。
(3)原子核的组成：原子核由 组成，质子和中子统称为 。
(4)原子核的符号
原子核的质量数＝质子数＋中子数电荷数＝原子核的质子数，即原子序数元素符号
(5)同位素：具有相同的 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：H、H、H。
2．判一判
(1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。( )
(2)原子核的电荷数等于核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。( )
(3)同位素具有不同的化学性质。( )
3．选一选
某种元素的原子核用X表示，下列说法中正确的是( )
A．原子核的质子数为Z，中子数为A
B．原子核的质子数为Z，中子数为A－Z
C．原子核的质子数为A，中子数为Z
D．原子核的质子数为A－Z，中子数为Z
对三种射线的理解
[学透用活]
1．α、β、γ射线的比较
射线种类 组成 速度 贯穿本领 电离作用
α射线 α粒子是氦原子核He 约 c 很小，一张薄纸就能挡住 很强
β射线 β粒子是高速电子流 e c 很大，能穿过几毫米厚的铝板 较弱
γ射线 波长很短的电磁波 等于c 最大，能穿过几厘米厚的铅板 很小
2．三种射线在电场和磁场中的偏转
(1)在匀强电场中：γ射线不发生偏转，做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，β粒子的偏移大，如图所示。根据粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移x可表示为x＝at2＝·2∝。
所以，在同样条件下β与α粒子偏移之比为
＝××≈37＞1。
(2)在匀强磁场中：γ射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，α粒子轨道半径大，如图所示。
根据qvB＝，得R＝∝。
所以，在同样条件下β与α粒子的轨道半径之比为
＝××≈＜1。
如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是( )
A．α和β的混合放射源 B．纯α放射源
C．α和γ的混合放射源 D．纯γ放射源
[对点练清]
1．[多选]下列哪些现象能说明射线来自原子核( )
A．三种射线的能量都很高
B．放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、化合态)无关
D．α射线、β射线都是带电的粒子流
2．如图所示是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，下列说法正确的是( )
A．甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱
B．乙为β射线，它的穿透能力和电离作用都较强
C．丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108 m/s
D．以上说法都不对
3.
如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域时，射线的轨迹只出现图示的两条(其中有两种射线的轨迹重合)，下列判断中正确的是( )
A．射到b处的一定是α射线
B．射到b处的一定是β射线
C．射到b处的可能是γ射线
D．射到b处的可能是α射线
原子核的组成与数量关系
[学透用活]
1．原子核的大小、组成和同位素
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，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，这个倍数叫作原子核的质量数。
已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。试问：
(1)镭核中有多少个质子？多少个中子？
(2)镭核所带的电荷量是多少？
(3)呈中性的镭原子，核外有多少个电子？
[对点练清]
1．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对Th的原子来说( )
A．x＝90 y＝90 z＝234
B．x＝90 y＝90 z＝144
C．x＝144 y＝144 z＝90
D．x＝234 y＝234 z＝324
2．据最新报道，放射性同位素钬 Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是( )
A．32 B．67
C．99 D．166
3．[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．原子核中的质子数一定跟核外电子数相等
C．用α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核电荷数跟质子数之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子
一、查德威克发现新粒子的过程(科学探究)
查德威克发现新粒子的实验示意图如图所示。由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会轰击出粒子流B，请问A和B分别是什么粒子？
提示：A为中子，B为质子。
二、典题好题发掘，练典题做一当十
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
[课时跟踪训练]
A级—双基达标
1．下列现象中，与原子核内部结构变化有关的是( )
A．α粒子散射现象 B．天然放射现象
C．光电效应现象 D．原子发光现象
2．如图所示，某种元素的不同同位素的原子核内的中子数N与原子核质量数A的关系是( )
3．以下说法正确的是( )
A. 23490Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234
B．49Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为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
4．在元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
5．关于天然放射性，下列说法正确的是( )
A．元素周期表中的所有元素都具有天然放射性
B．γ射线的实质是高速运动的电子流
C．放射性元素形成化合物后，该元素仍具有放射性
D．α、β和γ三种射线中，γ射线的电离能力最强
6.
如图所示，天然放射性元素放出α、β、γ三种射线，同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线( )
A．向右偏 B．向左偏
C．直线前进 D．无法判断
7.
如图所示中R是一种放射性物质，虚线方框是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏。实验时发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，则此时磁场的方向、到达O点的射线、到达P点的射线应为( )
A．向上，β射线，α射线
B．向下，α射线，β射线
C．由外向里，γ射线，β射线
D．由里向外，γ射线，α射线
8.
[多选]如图所示，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外的匀强磁场，则下列说法中正确的有( )
A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线
B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线
C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧
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b
9．在茫茫宇宙空间存在大量宇宙射线，对航天员构成了很大的威胁，现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)，
(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的方法除去α射线；
(2)余下的这束射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入该磁场区域后轨迹的示意图；
(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8 000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)
B级—选考提能
10．[多选]将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如图所示射线偏转情况中正确的是( )
11.
如图所示，铅盒中的放射性物质从小孔中不断向外辐射含有α、β、γ三种射线的放射线(α射线的速度为0.1c，β射线的速度约为0.99c)，空间未加电场和磁场时，右边荧光屏M上仅在其中心O处有一光斑，若在该空间施加如图所示的互相垂直的匀强电场和匀强磁场后，荧光屏上显示出了两个亮点，关于此时各种射线在荧光屏上的分布情况，以下说法正确的是( )
A．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点上方的某一点
B．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点下方的某一点
C．可能是β、γ射线打在O点，α射线打在O点上方的某一点
D．可能是β射线打在O点，α、γ射线打在O点下方的某一点
12.
质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，粒子源S产生的各种不同带正电粒子束(速度可看成为零)，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，设粒子在P上的位置到入口处S1的距离为x。
(1)设粒子质量为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。
(2)氢的三种同位素H、H、H从粒子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？
2 / 2
