第五章原子核第1节原子核的组成课标解读课标要求素养要求1.了解什么是放射性和天然放射现象2.知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们3.了解原子核的组成,知道核子和同位素的概念4.知道质量数.电荷数和核子数之间的关系1.物理观念:知道天然放射现象及三种射线的本质,了解核子.同位素的基本观念，知道原子核的组成⒉科学思维:掌握三种射线的本质,能够利用磁场、电场区分它们,理解原子核的构成,并能分析、解决相关问题,提高解题能力3.科学探究:通过利用磁场探究三种射线的本质,学习用α粒子轰击原子核发现核子,体验科学探究的过程,提高观察与实验能力4.科学态度与责任:体会科学家们探索射线的艰辛,学习实事求是、不畏艰难的科学精神,增强探究科学的意识自主学习·必备知识见学用167页教材研习教材原句要点一天然放射现象如果一种元素具有放射性①，那么，无论它是以单质存在的，还是以化合物形式存在的，都具有放射性放射性的强度也不受温度、外界压强的影响由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这就说明射线与这些电子无关，也就是说，射线来自原子核这说明原子核内部是有结构的要点二原子核的组成质子和中子除了是否带电的差异以及质量上的微小差别外，其余性质十分相似，而且，都是原子核的组成成分，所以统称为核子。
原子核的电荷数②就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数，而原子核的质量数②就是核内的核子数自主思考①贝克勒尔因发现了物质的放射性而获得1903年诺贝尔物理学奖放射性的发现具有什么重大意义?答案：提示它表明原子核具有复杂的结构,打开了人们认识原子核内部世界的大门,也就是说,人们认识原子核的结构是从天然放射现象开始的,它揭开了原子核物理的新篇章②有同学认为“原子核的电荷数就是电荷量，原子核的质量数就是原子核的质量”，这种说法对吗？为什么？答案：提示这种说法不对，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，叫作原子核的电荷数；原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作质量数名师点睛1.对天然放射现象的认识（1）1896年，法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性2）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）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）元素的放射性与元素以单质还是化合物的形式存在无关，且天然放射现象不受任何物理变化、化学变化的影响。
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：电荷数(Z)=质子数=元素的原子序数＝核外电子数，质量数(A)=核子数=质子数+中子数互动探究·关键能力见学用167页探究点一天然放射现象和三种射线情境探究1.如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图1）α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转，说明了什么？（2）α粒子的速度约为β粒子的速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明了什么？答案：（1）提示说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电2）α粒子的速度小于β粒子的速度，根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r=mvqB可知，α粒子的比荷比β粒子的比荷小探究归纳1.三种射线的性质、特征比较种类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）带电荷量2e-e0质量4mpmp=1.67×10-27kgmp1840静止质量为零速度0.1c0.99cc在电磁场中偏转与α射线偏转反向不偏转贯穿本领最弱用纸能挡住较强穿透几毫米厚的铝板最强穿透几厘米厚的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光2.三种射线在电场中和磁场中的偏转（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。
粒子沿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=12at2=12⋅qEm(y0v)2，所以，在y0相同的条件下β粒子与α粒子偏移之比为xβxα=e2e×411840×(110c)2(99100c)2≈38>12）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=mv2R得R=mvqB∝mvq，所以，在同样条件下β与α粒子的轨道半径之比为RβRα=118404×99100cc10×2ee≈1372<13.元素的放射性（1）一种元素的放射性与该元素是单质还是化合物无关，放射性的强度也不受温度、外界压强的影响，这就说明射线跟原子核外电子无关，仅与原子核有关2）射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的探究应用例如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，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，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于表中的( )选项磁场方向到达O点的射线到达P点的射线A竖直向上βαB竖直向下αβC垂直纸面向里γβD垂直纸面向外γαA.A B.B C.C D.D答案：C解析：R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，C项正确。
解题感悟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射线是实物粒子流，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种2）在电场或磁场中，通过其受力来判断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射线穿透能力较弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强迁移应用1.（多选）用如图的装置可以判定放射源发出射线的带电性质两块平行金属板A、B垂直纸面竖直放置，从放射源上方小孔发出的射线竖直向上射向两极板间当在两板间加上垂直纸面方向的匀强磁场时，射线的偏转方向如图所示如撤去磁场，将A、B两板分别与直流电源的两极连接，射线的偏转也如图则( )A.若磁场方向垂直纸面向里，则到达A板的为带正电的粒子B.若磁场方向垂直纸面向外，则到达A板的为带正电的粒子C.若A接电源负极，则到达A板的为带正电的粒子D.若A接电源正极，则到达A板的为带正电的粒子答案：A ; C解析：若磁场方向垂直纸面向里，带正电的粒子在磁场中受到向左的洛伦兹力作用，向A板偏转，A项正确；若磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则可知，带负电的粒子受到向左的洛伦兹力作用，向A板偏转，B项错误；若A接电源负极，电场的方向向左，则到达A板的为带正电的粒子，C项正确；若A接电源正极，电场的方向向右，则到达A板的为带负电的粒子，D项错误。
2.在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( )A.γ射线的贯穿作用B.α射线的电离作用C.β射线的贯穿作用D.β射线的中和作用答案：B解析：因α射线的电离作用使空气电离，从而使带电体所带的电荷很快消失探究点二原子核的组成情境探究1. 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图所示为α粒子轰击氮原子核示意图（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？答案：（1）提示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探究归纳1.质子的发现2.中子的发现3.原子核（符号zAX）原子核{大小:很小,半径为10-15∼10-14m组成{质子:电荷量e=+1.6×10-19C质量mp=1.67 621 898×10-27kg中子:电荷量q=0质量:mn=1.674 927 471×10-27kg同位素:质子数相同、中子数不同的原子核4.同位素的理解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，但它们的中子数可能不同，所以它们的物理性质不同。
探究应用例（2021吉林油田第十一中学高三月考）已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226试问：（1）镭原子核中质子数和中子数分别是多少？（2）镭原子核的核电荷数和所带电荷量是多少？（3）若镭原子呈电中性，它核外有多少电子？答案：（1）88 ; 138（2）88 ; 1.41×10-17C（3）88解析：（1）因为原子序数与核内质子数、核电荷数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和镭原子核中的质子数等于其原子序数，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N=A-Z=226-88=1382）镭原子核的核电荷数为88，镭原子核所带电荷量Q=88×1.6×10-19C≈1.41×10-17C3）镭原子呈电中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88解题感悟原子核的“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，我们把核内的质子数叫核电荷数，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，原子核内质子和中子的总数叫作原子核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。
迁移应用1.在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为24He，24He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为质子数答案：B解析：原子核的电荷数就是核内的质子数，原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和，即核内的核子数24He符号的左下角表示的是质子数或核外电子数，24He符号左上角表示的是核子数2.（多选）下列说法正确的是( )A.mnX与m-1nY互为同位素B.mnX与mn-1Y互为同位素C.mnX与m-2n-2Y中子数相同D.92235U内有92个质子，235个中子答案：B ; C解析：mnX与m-1nY的质子数不同，不能互为同位素，A项错误；mnX与mn-1Y质子数都为m，而质量数不同，则中子数不同，所以互为同位素，B项正确；mnX内中子数为n-m，m-2n-2Y内中子数为(。