1、1 原子核的组成考试要求知识内容 原子核的组成a课时要求1.了解什么是放射性和天然放射现象.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.3.掌握原子核的符号表示，知道同位素的概念.一、天然放射现象和三种射线导学探究11896 年法国物理学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线的现象，即天然放射现象是否所有的元素都具有放射性？放射性物质发出的射线有哪些种类？答案 原子序数大于或等于 83 的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于 83 的元素，有的也能放出射线放射性物质发出的射线有三种： 射线、 射线、 射线2.如图 1 为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图图 1(1) 射线向左偏转， 射线向右偏
2、转， 射线不偏转说明了什么？(2) 粒子的速度约为 粒子速度的十分之一，但 射线的偏转半径大于 射线的偏转半径说明什么问题？答案 (1)说明 射线带正电， 射线带负电， 射线不带电(2)根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式 r 可知， 粒子的 应大于 粒子的 ，mvqB mq mq即 粒子的质量应较大知识梳理1对天然放射现象的认识(1)1896 年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性(2)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，放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象(3)原子序数大于或等于 83 的元素，都能自发地发出射线，原子序数 小于 83 的元素，
3、有的也能放出射线2对三种射线的认识(1) 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，110在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住(2) 射线：是高速电子流，它的速度很大，可达光速的 99%，它的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板(3) 射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在 1010 m 以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土二、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 2 所示为 粒子轰击氮原子核示意图图 2(1)人们用 粒子轰
4、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)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知识梳理1质子的发现1919 年，卢瑟福用镭放射出的 粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做质子，用 p 或 H 表示，其质量为1mp1.6710 27 _kg.2中子的发现(1)卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种不带电的粒子，名字叫中子(2)查德威克的发现：用实验证实了中子的存在，用 n 表示，中子的质量非常接近质子的质量3原子核的组成(1)核子数：质子和中子质
5、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，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数(4)4同位素具有相同的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，它们互称为同位素例如：氢有三种同位素，分别是 H、 H、 H.1 21 31即学即用1判断下列说法的正误(1)原子序数小于 83 的元素都不能放出射线( )(2) 射线实际上就是氦
6、原子核， 射线具有较强的穿透能力( )(3) 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( )(4) 射线是能量很高的电磁波，电离作用很强( )(5)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数( )(6)原子核内的核子数与它的核电荷数不可能相等( )2有关 O、 O、 O 三种同位素的比较，试回答下列问题：168 178 18(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(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？_.答案 (1)B (2) O (3) 相同18解析 (1)同位素质子数相同、中子数不同，核外电
7、子数与质子数相同，故粒子数不相同的是中子(2) O、 O、 O 的质量数分别是 16、17、18，故 O 质量最大168 178 18 18(3)三种同位素质子数相同，故化学性质相同.一、天然放射现象和三种射线1三种射线的性质、特征比较射线种类 组成带电荷量质量 速度 贯穿本领电离作用 射线 粒子是氦原子核He422e4mpmp1.671027 kg约 c110很小，一张薄纸就能挡住很强 射线 粒子是高速电子e0 1emp1836接近 c较大，能穿透几毫米厚的铝板较弱 射线波长很短的电磁波0 静止质量为零 等于 c最大，能穿透几厘米厚的铅板很小2.三种射线在电场中和磁场中的偏转(1)在匀强电场
8、中， 射线不发生偏转，做匀速直线运动， 粒子和 粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下， 粒子的偏移大，如图 3 所示图 3 图 4(2)在匀强磁场中， 射线不发生偏转，仍做匀速直线运动， 粒子和 粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下， 粒子的轨道半径小，如图 4 所示3元素的放射性(1)一种元素的放射性与是单质还是化合物无关，这就说明射线跟原子核外电子无关(2)射线来自于原子核说明原子核内部是有结构的例 1 如图 5 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、
9、到达 P 点的射线种类应属于下表中的( )图 5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 B 竖直向下 C 垂直纸面向里 D 垂直纸面向外 答案 C解析 R 放射出来的射线共有 、 、 三种，其中 、 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， 射线不偏转，故到达 O 点的应为 射线；由于 射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达 P 点的应是 射线；依据 射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里1对放射性和射线的理解：(1)一种元素的放射性，与其是单质还是化合物无关，这说明一种元素的放射性和核外电子无关(2)射线来自于原子核，说明原子核是可以再
10、分的2对三种射线性质的理解：(1) 射线带正电、 射线带负电、 射线不带电 射线、 射线是实物粒子，而 射线是光子流，属于电磁波的一种(2) 射线、 射线都可以在电场或磁场中偏转，但偏转方向不同， 射线则不发生偏转(3) 射线穿透能力弱， 射线穿透能力较强， 射线穿透能力最强，而电离本领相反针对训练 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 6 所示，由此可推知( )图 6A来自于原子核外的电子B的电离作用最强，是一种电磁波C的电离作用较强，是一种电磁波D的电离作用最弱，是一种电磁波答案 D解析 射线能被一张纸挡住，说明它的穿透能力较差，射线是 射线， 射线是高速运动的氦核流，它
11、的穿透能力差，电离作用最强，选项 B 错误；射线的穿透能力较强，能穿透纸和几毫米厚的铝板，说明它是 射线， 射线是高速电子流， 射线来自原子核，不是来自原子核外的电子，选项 A 错误；射线的穿透能力最强，能够穿透几厘米厚的铅板，射线是 射线， 射线的电离作用最弱，穿透能力最强，它是能量很高的电磁波，选项 C 错误，D 正确二、原子核的组成1原子核(符号 X)AZ2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：原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而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
12、的中子数可能不同，所以它们的物理性质不同例 2 已知镭的原子序数是 88，原子核的质量数是 226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带电荷量是多少？( 保留三位有效数字)(3)呈电中性的镭原子，核外有几个电子？答案 (1)88 138 (2)1.41 1017 C (3)88解析 (1)镭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 NAZ22688138.(2)镭核所带电荷量QZe881.610 19 C1.4110 17 C.(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为 88.例 3 人类探测月球时发现，在月球
13、的土壤中含有较丰富的质量数为 3 的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一，氦的该种同位素应表示为( )A. HeB. HeC. HeD. He43 32 42 3答案 B解析 氦的同位素质子数一定相同，质量数为 3，故应表示为 He，因此 B 正确32针对训练 2 在 粒子轰击金箔的散射实验中， 粒子可以表示为 He， He 中的 4 和 2 分42 42别表示( )A4 为核子数，2 为中子数B4 为质子数和中子数之和，2 为质子数C4 为核外电子数，2 为中子数D4 为中子数，2 为质子数答案 B解析 根据 X 所表示的物理意义，原子核的质子数决定核外电子数，原子核的电荷数就AZ是核内的质
14、子数，也就是这种元素的原子序数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. He 符号的左下角表示的是质子数或核外电子数，即为 2， He42 42符号左上角表示的是核子数，即为 4，故选项 B 正确1(天然放射现象的认识)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 射线、 射线都是带电的粒子流答案 BC解析 能说明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(三种射线的特性)天然放射性物质的射线包含三种成分，下列说法中正确
15、的是 ( )A 射线的本质是高速氦核流B 射线是不带电的光子流C三种射线中电离作用最强的是 射线D一张厚的黑纸可以挡住 射线，但挡不住 射线和 射线答案 AD解析 射线的本质是高速氦核流， 射线是高速电子流， A 正确，B 错误三种射线中电离作用最强的是 射线，C 错误；一张厚的黑纸可以挡住 射线，但挡不住 射线和 射线，D 正确3(三种射线的性质)(2017湖州高二期中)为了探究放射性元素射线的性质，小张将装有放射性元素的铅盒放入匀强磁场 B 中，从云室中观察到射线的径迹如图 7 所示，对这三种射线，下列说法正确的是( )图 7A射线甲是 射线B射线乙是 射线C射线乙的贯穿能力最弱D射线丙是
16、高速电子流答案 B解析 射线是高速氦核流， 粒子带正电，根据左手定则， 射线受到的洛伦兹力向右，故丙是 射线 射线是高速电子流，带负电，根据左手定则， 射线受到的洛伦兹力向左，故甲是 射线 射线是高速电磁波，不带电，在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转，故乙是 射线，故 A、D 错误，B 正确； 射线贯穿能力最强，故 C 错误4(原子核的组成及同位素)以下说法正确的是( )A. Rn 为氡核，由此可知，氡核的质量数为 86，氡核的质子数为 22222286B. Be 为铍核，由此可知，铍核的质量数为 9，铍核的中子数为 494C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
17、有不同的中子数答案 D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；由于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，因而 C 错误，D 正确选择题考点一 天然放射现象及三种射线1下列现象中，与原子核内部变化有关的是( )A 粒子散射现象 B天然放射现象C光电效应现象 D原子发光现象答案 B解析 粒子散射现象说明了金箔原子中有一个很小的核；光电效应现象说明了光的粒子性；原子发光现象说明核外电子跃迁具有量子化的特征；只有天然放射现象才能说明原子核具有内部结构，选项 B 正确2在人类对微观世界进行探索
18、的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是( )A密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D卢瑟福通过 粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子答案 AC解析 密立根通过油滴实验测出了元电荷即基本电荷的数值，A 项正确；贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构，卢瑟福通过 粒子散射实验确定了原子的核式结构模型，B 项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，C 项正确；卢瑟福用镭放射出的 粒子轰击氮的原子核，从中找出了新的粒子，通过测定其
19、质量和电荷，确定该粒子为氢原子核，证实了原子核内部存在质子，D 项错误3下列关于放射性元素发出的三种射线的说法中正确的是( )A 粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强B 射线是电子流，其速度接近光速C 射线是一种频率很高的电磁波，它的穿透能力很强D以上三种说法均正确答案 BC解析 粒子是氦原子核，它的穿透本领很弱而电离本领很强，A 项错误； 射线是高速电子流，其速度接近光速，B 项正确； 射线的波长很短，频率很高，穿透能力很强，C 项正确，D 项错误4如图 1 所示，放射性元素镭衰变过程中释放出 、 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( )图 1A表示 射线，表
20、示 射线B表示 射线，表示 射线C表示 射线，表示 射线D表示 射线，表示 射线答案 C解析 射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故和表示 射线，A、B、D 项错； 射线中的 粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故表示 射线，由左手定则可知在匀强磁场中 射线向左偏，故表示 射线，C 项对5如图 2 所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)调整电场强度 E 和磁感应强度 B 的大小，使得在 MN 上只有两个点受到射线的照射，则下列判断正确的是( )图 2A射到 b 点的一定是 射线B射到 b 点的一定是 射线C射到 b 点的一
21、定是 射线或 射线D射到 b 点的一定是 射线答案 C解析 射线不带电，在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到 a 点，选项 D 错误调整 E 和 B 的大小，既可以使带正电的 射线沿直线前进，也可以使带负电的 射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即 qEqBv.已知 粒子的速度比 粒子的速度小得多，当 粒子沿直线前进时，速度较大的 粒子向右偏转；当 粒子沿直线前进时，速度较小的 粒子也向右偏转，故选项 C 正确，A、B 错误考点二 原子核的组成及同位素6下列关于 He 的叙述正确的是( )32A. He 与 H 互为同位素32 31B. He 原子核内中子数为 232C
22、. He 原子核内质子数为 232D. He 代表原子核内有 2 个质子和 3 个中子的氦原子核32答案 C解析 He 核内质子数为 2， H 核内质子数为 1，两者质子数不等，不是同位素，A 错误；32 31He 原子核内中子数为 1，B 错误； He 代表原子核内有 2 个质子和 1 个中子的氦原子核，32 32故 C 正确，D 错误7某种元素的原子核用 X 表示，下列说法中正确的是( )AZA原子核的质子数为 Z，中子数为 AB原子核的质子数为 Z，中子数为 AZC原子核的质子数为 A，中子数为 ZD原子核的质子数为 AZ ，中子数为 Z答案 B解析 根据原子核的符号的含义：A 表示质量
23、数，Z 表示质子数，则中子数为 AZ，所以B 正确8氢有三种同位素，分别是氕( H)、氘( H)、氚( H)，则( )1 21 31A它们的质子数相等 B它们的核外电子数相等C它们的核子数相等 D它们的化学性质相同答案 ABD解析 氕、氘、氚的核子数分别为 1、2、3，质子数和核外电子数均相同，都是 1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A 、B 正确，C 错误；同位素的化学性质相同，只是物理性质不同，D 正确9下列说法正确的是( )A. X 与 Y 互为同位素nm nm 1B. X 与 Y 互为同位素nm n 1mC. X 与 Y 中子数相同nm n 2mD. U 核内有 92
24、个质子，235 个中子23592答案 BC解析 A 选项中， X 核与 nm1 Y 核的质子数不同，不能互为同位素；B 选项中 X 核与nm nmY 核质子数都为 m，而质量数不同，则中子数不同，所以互为同位素； C 选项中 Xn 1m nm核内中子数为 nm， Y 核内中子数为( n2)( m2)nm，所以中子数相同；D 选n 2m项中 U 核内有 143 个中子，而不是 235 个中子2359210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( )23490Ax90 y90 z234Bx 90 y 90 z144Cx 144 y 144 z90Dx234 y234 z324答案 B解析 质量数质子数中子数，中性原子中：质子数核外电子数，所以选 B 项
