第十九章-原子核【精编】

第1节原子核的组成1.物质发射射线的性质称为放射性。

放射性元素自发地发出射线的现象，叫做天然放射现象。

2．α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是光子流。

3．原子核由质子和中子组成。

1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子，1932年查德威克证实了中子的存在。

4．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人们研究原子核结构的序幕。

一、天然放射现象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，有的也能放出射线。

4．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。

二、三种射线1．α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的110，其电离能力强，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。

2．β射线：是高速电子流，它速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。

3．γ射线：呈电中性，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。

三、原子核的组成1．质子的发现卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子。

2．中子的发现(1)卢瑟福预言：原子核内可能还存在另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫做中子。

(2)查德威克用α粒子轰击铍(49Be)原子核获得了中子。

3．原子核的组成原子核由质子、中子组成，它们统称为核子。

4．原子核的电荷数(Z)等于原子核的质子数，等于原子序数。

5．原子核的质量数(A)等于质子数与中子数的总和。

6．原子核的符号表示A X，其中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为原子核的电荷数。

高中物理人教版选修3-5 第十九章原子核 1.原子核的组成选择题人类认识原子核的复杂结构并进行研究从(? )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的【答案】D【解析】自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素及射线的组成、产生的原因等进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D正确，A、B、C错误。

选择题关于质子与中子，下列说法错误的是(? )A．原子核由质子和中子构成B．质子和中子统称为核子C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在【答案】D【解析】原子核内存在质子和中子，中子和质子统称为核子，卢瑟福只发现了质子，以后又预言了中子的存在。

选择题如图，放射性元素镭衰变过程中释放出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．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线【答案】C【解析】α带正电，β带负电，γ不带电，γ射线在磁场中一定不偏转，②⑤为γ射线；如左图所示的电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，①为β射线，③为α射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，α射线向左偏，β射线向右偏，即④为α射线，⑥为β射线，故正确选项是C。

选择题原子核中能放出α、β、γ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【答案】D【解析】在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中子结合得较紧密，有时作为一个整体放出，这就是α粒子的来源．说到底它仍是由质子和中子组成的，不能据此认为它是原子核的组成部分．原子核里是没有电子的，但中子可以转化成质子，并向核外释放一个电子，这就是β粒子．原子核发生衰变后处于高能级，在回到低能级时多余的能量以γ粒子的形式辐射出来，形成γ射线．故原子核里也没有γ粒子．选择题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【答案】D【解析】衰变的射线均来自于核内，A错；从图中可看出，一张纸能挡住①射线，则①射线一定是α射线，其贯穿本领最差，电离能力最强，但不是电磁波，而是高速粒子流，B错；铝板能挡住②，而不能挡住③，说明③一定是γ射线，其电离能力最弱，贯穿本领最强，是一种电磁波，属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，D对．选择题一个原来静止的原子核，辐射出α粒子，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下图中哪一个(下图中半径大小没有按比例画)(? )【答案】D【解析】由于发生的是α衰变，产生物是两个带正电的粒子，根据动量守恒Mv1＋mvα＝0知这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则，判断洛伦兹力方向，可知选项D是正确的．选择题如图所示，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(? )【答案】C【解析】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＝AQ，Q是定值，故选C.选择题一个原子核为，关于这个原子核，下列说法中正确的是(? ) A．核外有83个电子，核内有127个质子B．核外有83个电子，核内有83个质子C．核内有83个质子，127个中子D．核内有210个核子【答案】CD【解析】根据原子核的表示方法得质子数为83，质量数为210，故中子数为21083＝127个，而质子和中子统称核子，故核子数为210个，因此C、D项正确．由于不知道原子的电性，就不能判断核外电子数，故A、B项不正确．填空题一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．【答案】γβ【解析】在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强；β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线．填空题现在，科学家正在设法探寻“反物质”。

第十九章原子核一、教科书的编写意图本章是选修3系列的最后一章，为高中阶段的系统物理课程画上了句号。

在编写上，除努力体现课程标准的要求和保持朴实严谨、简明轻快的呈现风格外，编者还特别注意从强化基础、渗透方法和拓宽视野三个方面做些探索。

1．强化基础“强化基础”是指对本章涉及的一些重要的基础知识的阐述力求准确清楚、层次分明、严谨扎实，以充分体现高中物理课程的基础性。

本章涉及的不仅是原子核、质子、中子以及那些并不基本的“基本粒子”所处的微观世界，也把眼光投向了广袤无边的宇宙，介绍宇观世界中恒星的演化和宇宙大爆炸理论，即本章内容的视野是很广阔的。

在内容的处理上，即使是属于科普层次的内容，也尽量注意和重要的基础知识相联系。

例如，第7节“核聚变”在介绍“受控热核反应"的磁约束时，就回顾了有关磁场的基础知识：“带电粒子运动时在均匀磁场中会由于洛伦兹力的作用而不飞散，因此有可能利用磁场来约束参加反应的物质，这就是磁约束。

”对于本章中天然放射现象、半衰期、结合能、裂变与聚变反应、链式反应、原子核的组成、核力的性质、裂变反应堆的工作原理以及夸克模型等知识，在可接受的原则下尽量阐明它们的物理本质和建立这些概念、理论的思维过程。

比如，对于“原子核的组成”，教材的阐述思路是：首先指出“原子核内部的消息，最早来自天然放射现象。

人们从破解天然放射现象人手，一步步揭开了原子核的秘密”。

然后介绍天然放射现象的发现和对射线性质的研究，在此基础上指出“实验发现，如果一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质存在，还是以化合物形式存在，都具有放射性。

……由于元素的化学性质决定于核外的电子，这就说明射线与核外电子无关，也就是说，射线来自原子核。

”既然射线(电子)、射线(氦核)都来自原子核，就得到结论：“原子核内部是有结构的。

”这样不仅让学生认识了原子核的结构，而且让学生经历分析和解决问题的过程，感悟到探索微观世界的方法：事实加思维，即在观察、实验得到的确切的物理事实(信息)．和已有知识基础上进行科学思维(推理)以得出科学结论。

物理选修3---5第十九章原子核知识点汇总〔训练版〕知识点一、原子核的组成1、天然放射现象(1)天然放射现象的发觉：1896年法国物理学，贝克勒耳发觉铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。

这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。

天然放射现象的发觉使人们意识到原子核具有复杂结构。

放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性。

放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素。

天然放射现象：某种元素白发地放射射线的现象，叫天然放射现象。

(2)放射线的成份和性质：①用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹：对应粒子射出速度电离能力穿透能力对应粒子的产生α射线He42C101最强最弱α衰变中：HeHn4211122→+β射线e01-C10099较弱较弱β衰变中：eHn011110-+→γ射线光子C最弱最强核反响中新核从高能态向低能态跃迁时释放能量，即发出γ射线。

②三种射线及其性质比拟： 2、原子核的组成〔1〕质子p 的发觉1919年卢瑟福发觉质子，并预言了中子的存在。

发觉方程 H O N He 1117814742+→+〔2〕中子n 的发觉：1932年，卢瑟福的学生查德威克发觉中子。

发觉方程 n C Be He 101269442+→+〔3〕原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。

在原子核中：质子数等于电荷数;核子数等于质量数;中子数等于质量数减电荷数. 原子核常用符号：XAZX-----元素符号，A-----核的质量数〔核子数〕，Z-----核电荷数〔即原子序数〕知识点二、放射性元素的衰变1、原子核的衰变：(1)衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变。

①在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒。

如:衰变方程：α衰变：He Th U 422349023892+→ β衰变：e Pa Th 012349123490-+→②γ射线是伴随α、β衰变放射出来的高频光子流。

第十九章 原子核 必记知识1、放射性元素自发地．．．发出射线的现象，叫做天然放射现象。

2、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。

3、首先发现天然放射现象的是法国科学家贝克勒尔。

4、α射线是高速运动的氦原子核，穿透能力最弱，电离作用最强，α粒子的速度可以达到光速的1/10；β射线是高速电子流，贯穿本领较强，电离作用较弱，速度可达光速的99%，γ射线是能量很高的电磁波，贯穿能力最强，电离作用最小，速度等于光速。

5、如果一种元素具有放射性，无论它是以单质存在，还是以化合物存在，都具有放射性，放射性的强度，也不受温度、外界压强的影响。

由此可知放射线都是由原子核发出的。

6、天然放射现象的发现说明了原子核内部是有结构的，或者说人类是从天然放射现象开始认识到原子核是可分的。

7、质子是卢瑟福发现的，其核反应方程是：H O He N 1117842147+→+，这也是人类第一次实现的原子核人式转变。

8、中子是查德威克发现的，其核反应方程是：n C He Be 101264294+→+。

9、原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子，它们的质量数都为1；质子带电量为+e ，电荷数为1，原子核常用符号X AZ 表示，X 为元素符号，A 为核的质量数，Z 为核的电荷数，核内中子数等于A-Z 。

10、原子核放出α粒子和β粒子后，变成了另一种原子核，这种变化叫原子核的衰变。

放出β粒子的衰变叫β衰变，放出α粒子的衰变叫α衰变。

原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。

11、β衰变的实质是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，其转化方程是：e H n 011110-+→，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子。

12、原子核的能量也跟原子的能量一样，存在着能级。

放射性的原子核在发生α衰变和β衰变时，往往蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来，形成γ射线。