2021-2022高二物理人教版选修3-5学案：第十九章 原子核 Word版含答案

高中物理第十九章原子核章末分层突破学案新人教版选修3-5编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十九章原子核章末分层突破学案新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理第十九章原子核章末分层突破学案新人教版选修3-5的全部内容。

第十九章原子核［自我校对］①电离②穿透③有半数④核子⑤氮核⑥铍核⑦质量数⑧电荷数⑨mc2四类核反应及其核反应方程12．常见的核反应方程及相关内容核反应式与其相关的重要内容23892U→234， 90Th＋4，2He α衰变实质2错误!H＋2错误!n→错误!He错误!Th→错误!Pa＋0，－1eβ衰变实质错误!n→错误!H＋错误!e错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H质子的发现（1919年)卢瑟福9，4Be＋错误!He→12 6C＋错误!n中子的发现（1932年)查德威克错误!Al＋错误!He→30，15P＋错误!n人工放射性同位素的发现约里奥—居里夫妇错误!P→错误!Si＋错误!e正电子的发现(1934年）约里奥—居里夫妇错误!U＋错误!n→错误!Sr＋错误!Xe＋10错误!n错误!U＋错误!n→14456Ba＋错误!Kr＋3错误!n重核裂变2，1H＋错误!H→4 2He＋1，0n轻核聚变3（1）核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向,不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3）核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒;遵循电荷数守恒．(4）四类核反应的判断技巧:衰变方程的箭头左侧只有一项且箭头右侧必有错误!He或错误! e；人工转变的箭头左侧都含有一个用来轰击的小粒子，多为质子、中子、α粒子或β粒子，且被轰击核多为中等质量核；重核裂变的箭头左侧多为铀235,且有中子；聚变方程的箭头左侧的原子序数都很小多为前4号元素．下列说法正确的是( ）A.错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!n是聚变B.错误!U＋错误!n→错误!Xe＋错误!Sr＋2错误!n是裂变C.错误!Ra→错误!Rn＋错误!He是α衰变D。

第十九章原子核章末复习课【知识体系】主题1 几种重要的核反应和核能的计算1．几种重要的核反应类型．重核的裂变和轻核的聚变，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可以判断两种核反应都会向外释放能量，计算核能的方法如下：(1)质能方程ΔE＝Δmc2是计算释放核能多少的主要方法，质量亏损Δm的确定是计算核能的关键．(2)核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能．这种情况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能．3．核反应方程是该部分知识在高考中考查的重点之一，主要考查反应方程的书写、配平及类型判断等问题．书写及配平核反应方程的依据是电荷数、质量数守恒．另外要熟记常见粒子的符号，如42He、11H、10n、0－1e、01e、21H、31H等．【典例1】已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7u，32He核的质量为3.015 0 u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成32He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，32He的质量可以认为是中子的3倍)．(1)写出该核反应的方程式；(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?解析：(1)核反应方程为221H→32He＋10n.(2)质量亏损为Δm ＝2.013 6 u ×2－3.015 0 u －1.008 7 u ＝0.003 5 u. 则释放的核能为ΔE ＝Δmc 2＝0.003 5×931.5 MeV ＝3.26 MeV.(3)设中子和32He 核的质量分别为m 1、m 2，速度分别为v 1、v 2，反应前每个氘核的动能为E 0，反应后中子和32He 核的动能分别为E 1、E 2.根据动量守恒得：m 1v 1－m 2v 2＝0，所以v 1v 2＝m 2m 1＝31.根据E ＝12mv 2得E 2E 1＝12m 2v 2212m 1v 21＝31×⎝ ⎛⎭⎪⎫132＝13，即E 2＝E 13＝13×3.12 MeV ＝1.04 MeV.由能量转化和守恒定律得E 1＋E 2＝2E 0＋ΔE . 代入数据得E 0＝0.45 MeV.答案：(1)221H →32He ＋10n (2)3.26 MeV (3)0.45 MeV 名师点评核能计算常见的方法(1)利用质能方程ΔE ＝Δm ·c 2计算核能． (2)利用比结合能计算核能．原子核的结合能＝比结合能×核子数．核反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新原子核的总结合能之差，等于该次反应所释放(或吸收)的核能．(3)据能量守恒和动量守恒定律计算核能． (4)应用阿伏加德罗常数计算核能．若要计算具有宏观质量的物质中所有原子核都发生核反应所放出的总能量，其解题的基本思路为：①根据物体的质量m 和摩尔质量M ，由n ＝mM求出物质的量，并求出原子核的个数N ＝N A n ＝N A m M.②由题设条件求出一个原子核与另一个原子核反应放出或吸收的能量E 0(或直接从题目中找出E 0)．③再根据E ＝NE 0求出总能量． 针对训练1．三个α粒子结合成一个碳126C ，已知碳原子的质量为12.000 0 u ，氦原子质量为4.002 6 u.(1)写出核反应方程．(2)这个核反应放出的能量是多少焦？ (3)这个能量合多少MeV? 解析：(1)342He →126C ＋ΔE .(2)Δm ＝3×4.002 6 u －12.000 0 u ＝0.007 8 u ， Δm ＝0.007 8×1.66×10－27kg ＝12.948×10－30kg ，ΔE ＝Δmc 2＝1.165×10－12J.(3)ΔE ＝1.165×10－12/(1.6×10－19) eV ＝7.28×106eV ＝7.28 MeV.答案：(1)342He →126C ＋ΔE (2)1.165×10－12J(3)7.28 MeV主题2 原子核的两种衰变和三种射线1．原子核的两种衰变．(1)原子核的衰变是指原子核放出α粒子或β粒子变成新的原子核．α衰变是原子核放出两个质子和两个中子的结合体，β衰变是原子核内的一个中子变成一个质子时发生的，γ射线是在发生α衰变和β衰变时，产生的新核由较高能量状态向较低能量状态跃迁时发生的．(2)不论发生哪种衰变，衰变前后的电荷数和质量数是守恒的． 2．三种放射性射线．三种射线是指α射线、β射线和γ射线，三种射线的实质和特性如下表所示． 射线类型粒子特性α射线42He(正电)穿透本领小(空气中射程只有几厘米)，电离本领强，速度为c10β射线0－1e(负电) 穿透本领大(能穿透几毫米厚的铝板)，电离作用较弱，速度为9c10γ射线 高能光子(中性)穿透本领很大(能穿透几厘米厚的铅板)，电离作用很小3.半衰期．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间．计算公式：N ＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 或m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n，其中n ＝t τ，τ为半衰期． [典例❷] 2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖.大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等.下列关于核反应的说法正确的是（ ）A.23490Th 衰变为22286Rn ，经过3次α衰变，2次β衰变B.21H ＋31H →42He ＋10n 是α衰变方程，23490Th →23491Pa ＋ 0－1e 是β衰变方程 C.23590U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋310n 是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程D.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为42He ＋147N →178O ＋11n解析：23490Th 衰变为22286Rn ，经过3次α衰变，2次β衰变，故A 正确；21H ＋31H →42He ＋1n 是核聚变方程，23490Th →23491Pa ＋ 0－1e 是β衰变方程，故B 错误；23592U ＋10n →14456Ba ＋8936Kr ＋310n 是核裂变方程，不是氢弹的核反应方程，故C 错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为42He ＋147N →178O ＋11H ，故D 错误.故A 正确，BCD 错误.答案：A 名师点评确定衰变次数的方法(1)AZ X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e. 根据质量数、电荷数守恒得A ＝A ′＋4n ， Z ＝Z ′＋2n －m .二式联立求解得α衰变次数n 和β衰变次数m .(2)根据α衰变和β衰变实质(β衰变质量数不变)直接求解． 针对训练2.在核电站泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是和（填入正确选项前的序号）.131I和137Cs原子核中的中子数分别是和Ｗ.①X1→137 56Ba＋10n ②X2→131 54Xe＋0－1e③X3→137 56Ba＋0－1e ④X4→131 54Xe＋11H解析：根据衰变过程中电荷数守恒和质量数守恒，可知X2为131 53I，X3为137 55Cs，中子数等于质量数减去核电荷数，分别为131－53＝78和137－55＝82.答案：②③78 82统揽考情本章内容是介绍原子核物理学中最基础的知识和研究方法，它是进入微观领域的“金钥匙”，它对近代物理及其他技术有极其深远的影响．它是高考选考的常考内容，考查内容主要集中在原子核的结构、原子核的衰变及质能联系方程等知识，并以选择题为主．真题例析（2017·全国卷Ⅱ）一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U→234 90Th ＋42He.下列说法正确的是（）A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析：根据动量守恒定律可知衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小，B正确；根据E k＝p22m可知衰变后钍核的动能小于α粒子的动能，A错误；半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，C项错误，衰变后质量亏损，因此α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，D项错误.答案：B针对训练（2017·全国卷Ⅰ）大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电.氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.0150 u，10n的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为（）A.3.7 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeVD.0.93 MeV解析：氘核聚变反应的质量亏损Δm＝2m氘－m氦－m n＝0.003 5 u，则该反应释放的核能为ΔE＝Δm×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV.答案：B1.（2017·天津卷）我国自主研究制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是（）A.21H＋31H→42He＋10nB.147N＋42He→178O＋11HC.42He＋2713Al→3015P＋10nD.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n解析：因为21H＋31H→42He＋10n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，因此A正确；147N＋42He→178O＋11H是卢瑟福发现质子的核反应，他用α粒子轰击氮原子核，产生氧的同位素——氧17和一个质子，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故B错误；42He＋2713Al→3015P＋10n是小居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现了放射性磷30，属于人工核反应，故C错误；23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故D错误.答案：A2.（2017·江苏卷）（多选）原子核的比结合能曲线如图所示.根据该曲线，下列判断正确的有（）A.42He 核的结合能约为14 MeV B.42He 核比63Li 核更稳定C.两个21H 核结合成42He 核时释放能量D.23592U 核中核子的平均结合能比8936Kr 核中的大解析：42He 核里面有四个核子，所以结合能约为28 MeV ，A 项错误；比结合能越大，原子核越稳定，所以B 项正确；两个21H 核结合成42He 核时发生聚变反应，比结合能变大，有质量亏损，所以释放能量，C 项正确；23592U 核中核子的平均结合能比8036Kr 核中的小，D 项错误. 答案：BC3．(2016·全国Ⅱ卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________(填正确答案的字母标号，下同)，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________．A.146C →147N ＋ 0－1e B.3215P →3216S ＋ 0－1e C.23892U →23490Th ＋42HeD.147N ＋42He →178O ＋11HE.23592U ＋10n →14054Xe ＋9438Sr ＋210n F.31H ＋21H →42He ＋10n解析：天然放射性元素自发地放出α粒子(即氦核42He)的衰变属于α衰变；放出β粒子的衰变属于β衰变；重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变；轻原子核聚合成较重原子核的反应为核聚变．答案：C AB E F4.（2017·北京卷）在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。

人教版高中物理选修3-5学案：第十九章学案1原子核的组成[学习目标] 1.了解什么是放射性、天然放射现象和衰变.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.3.理解α衰变和β衰变的规律及实质，并能熟练书写衰变方程.4.理解半衰期的概念，学会利用半衰期解决相关问题．一、天然放射现象和三种射线[导学探究] (1)1896年法国科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：α射线、β射线、γ射线．(2)怎样用电场或磁场判断三种射线粒子的带电性质？答案让三种射线通过匀强电场，则γ射线不偏转，说明γ射线不带电．α射线偏转方向和电场方向相同，带正电，β射线偏转方向和电场方向相反，带负电．或者让三种射线通过匀强磁场，则γ射线不偏转，说明γ射线不带电，α射线和β射线可根据偏转方向和左手定则确定带电性质．(3)三种射线的本质是什么？有哪些特点呢？答案见知识梳理[知识梳理]对天然放射现象及三种射线的认识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，有的也能放出射线．2．对三种射线的认识[A．α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速B．β射线能穿透几毫米厚的铅板C．γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．β射线的粒子和电子是两种不同的粒子E．α粒子不同于氦原子核答案C解析19世纪末20世纪初，人们发现了X、α、β、γ射线，经研究知道，X、γ射线均为电磁波，只是波长不同．β射线是电子流，α粒子是氦核，就α、β、γ三种射线的贯穿本领而言，γ射线最强，α射线最弱．二、原子核的组成[知识梳理] (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，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mp＝1.67×10－27_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：用实验证明了中子的存在，用n表示，中子的质量非常接近于质子的质量．(3)原子核的组成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原子核的符号(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.[即学即用] 在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为He，He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，原子核的电荷数就是核内的质子数，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，He符号左上角表示的是核子数，即为4，故选项B正确.一、天然放射现象和三种射线例1 如图1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下表中的( )图1解析R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．答案C归纳总结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分的．2．对三种射线性质的理解：(1)α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α射线、β射线是实物粒子，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种．(2)α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转，但偏转方向不同，γ射线则不发生偏转．(3)α射线穿透能力弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离本领相反．针对训练1 如图2所示，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( )图2A．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解析根据三种射线的偏转轨迹可知①⑥表示β射线，②⑤表示γ射线，③④表示α射线．选项C正确．二、原子核的组成例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？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N＝A－Z＝226－88＝138.(2)镭核所带电荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈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归纳总结理解熟记以下几点是解题关键：(1)原子核的质子数与原子序数相等．(2)原子核的质量数等于质子数与中子数之和．(3)对呈电中性的原子，核外电子数等于核内质子数．针对训练 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答案A解析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对．1．最早发现天然放射现象的科学家为( )A．卢瑟福B．贝可勒尔C．爱因斯坦D．查德威克答案B解析卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，爱因斯坦发现了光电效应，贝可勒尔发现天然放射现象，故B正确，A、C、D错误．2．(多选)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．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强B．β射线是电子流，其速度接近光速C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板D．以上三种说法均正确答案BC解析α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；β射线是电子流，其速度接近光速，B项正确；γ射线的穿透能力很强，可以穿透几厘米厚的铅板，C项正确．3．(多选)氢有三种同位素，分别是氕(H)、氘(H)、氚(H)，则( )A．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．它们的中子数相等答案AB解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以A、B选项正确．4．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222B.Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4C．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；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C错误，D正确．一、选择题(1～5为单选题，6～9为多选题)1．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解析由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和，使带电体所带的电荷很快消失．2．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图1所示，其中( )图1A．C为氦原子核组成的粒子流B．B为比X射线波长更长的光子流C．B为比X射线波长更短的光子流D．A为高速电子组成的电子流答案C解析根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线．3．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U的原子来说( )A．x＝92 y＝92 z＝235B．x＝92 y＝92 z＝143C．x＝143 y＝143 z＝92D．x＝235 y＝235 z＝325答案B解析在U中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝92；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝92；中子数等于质量数减去质子数，z＝235－92＝143，所以B选项正确．4．下列关于He的叙述正确的是( )A.He与H互为同位素B.He原子核内中子数为2C.He原子核内质子数为2D.He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子核答案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；He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，核外电子数为2，故C正确，D错误．5．人类探测月球时发现，在月球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.He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．6．关于β射线，下列说法中正确的是( )A．它是高速电子流B．β粒子是放射出来的原子内层电子C．β粒子是从原子核中放射出来的D．它的电离作用比较弱，但它的穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板答案AC解析β射线是高速电子流，它是从原子核内部放射出来的，电离作用较弱，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，故选项A、C正确．7．关于γ射线，下列说法正确的是( )A．它是处于激发状态的原子核放射的B．它是原子内层电子受到激发时产生的C．它是一种不带电的光子流D．它是波长极短的电磁波答案ACD解析γ射线是激发状态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子，故A、C、D正确．8．对天然放射现象，下列说法中正确的是( )A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的答案AD解析α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ射线是伴随α衰变和β衰变而产生的．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的．9．如图2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里的匀强磁场，则下列说法中正确的是( )图2A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只剩下b答案AC解析由左手定则可知粒子向右射出，在匀强磁场中α粒子受到的洛伦兹力向上，β粒子受到的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度的是光速的，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，本题应选A、C.二、非选择题10．有关O、O、O三种同位素的比较，试回答下列问题：(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．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)相同解析(1)同位素质子数相同，中子数不同，核外电子数与质子数相同，故不相同的是中子．(2) O、O、O的质量数分别是16、17、18、，故O质量最大．(3)三种同位素质子数相同，故化学性质相同．11．在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的放射源．从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图3所示，在与放射源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药品面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药品的纸)，经射线照射一段时间后两张印像纸显影．(已知mα＝4 u，mβ＝u，vα＝，vβ＝c)图3(1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？(2)下面的印像纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？答案(1)两个暗斑β射线和γ射线(2)5∶184(3)10∶1解析(1)因α粒子穿透本领弱，穿过下层纸的只有β射线和γ射线，β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑．(2)下面印像纸上从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑．设α射线、β射线留下的暗斑到中央γ射线留下暗斑的距离分别为xα、xβ.则对α粒子，有xα＝aαt2＝aα·2，aα＝qα·Emα对β粒子，有xβ＝＝aβ·2，aβ＝qβ·Emβ联立解得＝.(3)若使α射线不偏转，则qαE＝qαvαBα，所以Bα＝，同理，若使β射线不偏转，则Bβ＝.故＝＝.。

第十九章原子核〔情景切入〕我们已经知道，原子是由原子核和核外电子组成的。

天然放射现象让人们认识到小小的原子核也具有复杂的结构，原子核内蕴藏着巨大的能量。

你想了解原子核的奥秘吗？让我们一起走进核世界吧。

〔知识导航〕本章从天然放射现象入手，通过研究三种射线(α射线、β射线、γ射线)的性质及来源，揭示原子核内部是有结构的，卢瑟福揭示了原子核是由质子、中子组成的。

本章从内容上可分为三个单元，第一单元(第1～2节)揭示了原子核的组成及衰变，第二单元(第3～4节)介绍了射线的探测及应用与防护，第三单元(第5～8节)主要讲述了原子能及其利用。

本章的重点：原子核的组成、天然放射现象、三种射线、衰变和半衰期、核能、裂变、聚变等。

难点：对半衰期概念的准确理解及爱因斯坦的质能方程及其应用。

〔学法指导〕1．在学习本章前，应首先复习有关磁场的基本知识、爱因斯坦质能方程、四种基本相互作用等知识。

2．学好本章要抓住以原子核的结构为核心的知识点的内在联系，掌握各知识点的具体内容，从现象中总结出规律，提出科学假设，再用实验、理论验证各相关知识的内在联系，这是学习物理知识的科学方法，这样可以全面系统地掌握本章内容。

3．通过直接感知的现象推测、总结直接感知的事实，这是物理学中常用的研究方法，在学习过程中要注意贯彻始终。

第一节原子核的组成【素养目标定位】※了解放射性及放射性元素的概念※理解三种射线的形成及其本质※理解同位素的概念，了解原子核的组成【素养思维脉络】课前预习反馈教材梳理·夯基固本·落实新知知识点1 天然放射现象1．放射性物质__发射射线__的性质。

2．放射性元素具有__放射性__的元素。

3．天然放射现象放射性元素自发地__发出射线__的现象。

知识点2 三种射线的本质及特征1．α射线它是高速__氦核__流，速度约为光速的__110__，穿透能力__较差__，电离作用比较强。

2．β射线它是高速__电子__流，速度可达光速的__99%__，穿透能力__较强__，电离作用__较弱__。

人教版高中物理选修35第十九章原子和原子核复习导学案〔1〕实验装置如下图：如下图，用α粒子轰击金箔，由于金原子中的带电微粒对α粒子有库仓力作用，一些α粒子穿过金箔后改动了运动方向，这种现象叫做α粒子散射.荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子数目.全部设备装在真空中.〔2〕实验结果：绝大少数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向行进，但有少数α粒子发作了较大的偏转.〔3〕现象解释：以为原子中的全部正电荷和简直一切质量都集中到一个很小的核上，由于核很小，大局部α粒子穿过金箔时都离核很远，遭到的库仑力很小，它们的运动简直不受影响.只要少数α粒子从原子核左近飞过，清楚遭到原子核的库仑力而发作大角度偏转.2.原子的核式结构模型内容：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和简直全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动.[说明] 核式结构模型的实验基础是α粒子散射实验，从α粒子散射的实验数据，估量原子核半径的数量级为10-14m～10-15m，而原子半径的数量级是10-10m.3.玻尔的原子模型内容：玻尔以为，围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化；不同的轨道对应着不同的形状，在这些形状中，虽然电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些形状是动摇的；原子在不同的形状中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的.了解要点：玻尔的原子模型是以假说的方式提出来的，包括以下三方面的内容：○1轨道假定：即轨道是量子化的，只能是某些分立的值.○2定态假定：即不同的轨道对应着不同的能量形状，这些形状中原子是动摇的，不向外辐射能量.○3跃迁假定：原子在不同的形状具有不同的能量，从一个定态向另一个定态跃迁时要辐射或吸收一定频率的光子，该光子的能量，等于这两个形状的能级差.4.三种射线的比拟○1α射线：是氦核〔42He〕流，速度约为光速的十分之一，在空气中射程几厘米，贯串身手小，电离作用强.○2β射线：是高速的电子流，穿透身手较大，能穿透几毫米的铝板，电离作用较弱.○3γ射线：是高能光子流，贯串身手强，能穿透几厘米铅板，电离作用小.[说明] 放射性元素有的原子核放出α射线，有的放出β射线，多余的能量以γ光子的方式射出.5.衰变定义：放射性元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变.衰变规律：电荷数和质量数都守恒.○1α衰变：M Z X→42--M Z Y+42He，α衰变的实质是某元素的原子核放出由两个质子和两个中子组成的粒子〔即氦核〕.○2β衰变：M Z X→M Z1+Y+01-e，β衰变的实质是某元素的原子核内的一个中子变为一个质子时放射出一个电子.○3γ衰变：γ衰变是随同α衰变或β衰变同时发作的.γ衰变不改动原子核的电荷数和质量数.其实质是放射性原子核在发作α衰变或β衰变时，发生的某些新核由于具有过多的能量〔核处于激起态〕而辐射出光子.[例3] 23892U衰变后22286Rn共发作了次α衰变和次β衰变.[解析] 依据衰变规律，Rn的质量数比U的质量数增加了238-222＝16，而自然放射只要α衰变才干使质量数增加，且每次α衰变增加质量数为4，故发作了16÷4＝4次α衰变.因每次α衰变核的电荷数增加2，故由于α衰变核的电荷数应增加4×2＝8.而Rn核的电荷数仅比U核少了92-86＝6，故说明发作了2次β衰变〔即92-8+2＝86〕.[答案] 发作了4次α衰变，2次β衰变.[评价] 在剖析有关α、β衰变的效果时，应抓住每次α衰蜕变量数减4，电荷数减2和每次β衰变时质量数不变，电荷数加1这一衰变规律停止剖析.6.半衰期定义：放射性元素的原子核有半数发作衰变需求的时间，叫这种元素的半衰期.[说明] 〔1〕半衰期由放射性元素的原子核外部自身的要素决议的，跟原子所处的物理形状〔如压强、温度等〕或化学形状〔如单质或化合物〕有关.〔2〕半衰期只对少量原子核衰变才有意义，由于放射性元素的衰变规律是统计规律，对少数原子核衰变不再起作用.〔3〕确定衰变次数的方法：设放射性元素AZX经过n次α衰变m次β衰变后，变成动摇的新元素AZ ''Y，那么表示核反响的方程为：AZX→AZ''Y+n42He +m01-e.依据电荷数守恒和质量数守恒可列方程两式联立得：由此可见确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组.7.放射性同位素的运用〔1〕应用它的射线如应用钴60放出的很强的γ射线来反省金属外部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤，应用放射线的贯串身手了解物体的厚度和密度的关系，可以用放射性同位历来反省各种产品的厚度、密封容器中的液面高度，从而自动控制消费进程，再如应用α射线的电离作用，可以消弭机器在运转中因摩擦而发生的有害静电，应用射线杀死体内的癌细胞等.〔2〕做示踪原子如在生物迷信研讨方面，同位素示踪技术起着十分重要的作用，在人工方法分解牛胰岛素的研制、验证方向、示踪原子起着重要的作用.在输油管线漏的反省和对植物生长的检测方面，示踪原子都起着重要作用.[例4] 如下图是工厂应用放射线自动控制铝板厚度的装置表示图.〔1〕请你简述自动控制的原理；〔2〕假设工厂消费的是厚度为1毫米的铝板，在α、β和γ三种射线中，你以为哪一种射线在铝板的厚度控制中起主要作用，为什么？[解析] 〔1〕放射线具有穿透身手，假设向前运动的铝板的厚度有变化，那么探测器接纳到的放射线的强度就会随之变化，这种变化被转变为电信号输入到相应的装置，进而自动控制如上图中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常.〔2〕β射线起主要作用，由于α射线的贯串身手很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1毫米的铝板；γ射线的贯串身手十分强，能穿过几厘米的铅板，1毫米左右的铝板厚度发作变化时，透过铝板的射线强度变化不大；β射线的贯串身手较强，能穿过几毫米的铝板，当铝板的厚度发作变化时，透过铝板的射线强度变化较大，探测器可清楚地反响出这种变化，使自动化系统做出相应的反响.8.核能的计算〔1〕质能方程：爱因斯担的相对论指出，物体的质量和能量存在着亲密联络，即E =mc 2.这就是爱因斯坦的质能方程.[说明] 质能方程通知我们质量和能量之间存在着复杂的正比关系.物体的能量增大了，质量也增大了；能量减小了，质量也减小.且核反响中释放的能量与质量盈余成正比：〔2〕核能：核反响中放出的能量称为核能. 〔3〕核能的计算依据爱因斯坦质能方程，用核子结分解原子核时质量盈余〔m ∆〕的千克数乘以真空中光速的平方.即依据1原子质量单位〔u 〕相当于931.5MeV 能量，用核子结分解原子核时质量盈余的原子质量单位数乘以931.5MeV.即5.931⨯∆=∆m E MeV[例5] 氮核质量m N =14.00753u ，氧核质量m 0=17.00454u ，氦核质量m He =4.00387u ，质子质量00815.1=H m u ，试判别核反响：141N+42He →178O+11H是吸能反响，还是放能反响，能质变化多少？[解析] 先计算出质量盈余m ∆，然后由1u 相当于931.5MeV 能量代入计算即可. 反响前总质量01140.18=+He N m m u 反响后总质量01269.180=+H m m u由于反响中质量添加，所以此反响为吸能反响，所吸收能量为： =(18.01269-18.01140)×931.5 MeV =1.2 MeV[例6] 一个运动的23292U 〔原子质量为232.0372u 〕，放出一个α粒子〔原子质量为4.00260u 〕后，衰变成22890Th 〔原子质量为228.0287u 〕.假定放出的结合能完全变成Th 核和α粒子的动能，试计算α粒子的动能.[剖析] 由质能方程可计算释放的核能，然后结合动量守恒和能量关系可求解. [解析] 反响中发生的质量盈余0059.0)(=+-=∆αm m m m Th U u反响中释放的核能：5.931⨯∆=∆m E MeV=5.5MeV 在U 核衰变进程中的动量守恒、能量守恒，那么 解以上两式得： 那么α粒子的动能221αααv m E =E m m m Th Th ∆+=α5.54228228⨯+=MeV=5.41MeV 9.原子核的人工转变及其三大发现原子核的人工转变：用人工方法使一种原子核变成另一种原子核的变化. 原子核人工转变的三大发现： ○11919年卢瑟夫发现质子的核反响： 141N+42He →178O+11H○21932年查德威克发现中子的核反响： 94Be+42He →126C+10n○31934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反响： 2713Al+42He →3015P+10n3015P →3014Si+01+e。

第十九章原子核19．1原子核的构成★ 学习目标（一）知识与技术1．认识天然放射现象及其规律。

2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场划分它们。

3．知道原子核的构成，知道核子和同位素的看法。

（二）过程与方法1．经过察看，思虑，议论，初步学会研究的方法。

2．经过对知识的理解，培育自学和归纳能力。

（三）感情、态度与价值观1．建立正确的，谨慎的科学研究态度。

2．建立辨证唯心主义的科学观和世界观。

★ 学习要点：天然放射现象及其规律，原子核的构成。

★ 学习难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场划分它们。

★课时安排： 1 课时★ 课前导学：1、原子的构成：2、电子是如何发现的3、α粒子散射实验的现象是α粒子散射实验获得的结论是4、玻尔理论的基本假定是玻尔理论的基本假定揭露氢原子核外的电子是如何运动的★ 学习过程1．原子核内部是什么结构原子核能否能够再分它是由什么微粒构成用什么方法来研究原子核呢2．人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从开始的。

①②3．天然放射现象（1）放射性 (radioactivity)天然放射现象放射性元素．（ 2）放射性不是少量几种元素才有的，研究发现，4．射线究竟是什么把放射源放入由铅做成的容器中，射线只好冷静器的小孔射出，成为细细的一束。

在射线经过的空间施加磁场，发现射线以下图：思虑与议论：①你察看到了什么现象为何会有这样的现象②假如射线，射线都是带电粒子流的话，依据图判断，他们分别带什么电荷。

③假如不用磁场判断，还可以够用什么方法判断三种射线的带电性质学生疏组议论请同学们阅读课文后填写表格：射线种类构成速度贯串本事电离作用α射线β射线γ射线结论：①实验发现：②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到5．原子核的构成①质子：由谁发现的如何发现的②中子：发现的原由是什么是由谁发现的结论：①质子 (proton) 带中子 (nucleon)③原子核的构成核子③原子核的电荷数能否是电荷量原子核的电荷数④原子核的质量数能否是质量原子核的质量数⑤原子核的电荷数=原子核的质量数=⑥原子核符号表示练习：一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少6．同位素 (isotope)（1）定义：（2）性质：。

第十九章原子核1原子核的组成[目标定位] 1.知道什么是放射性、放射性元素、自然放射现象.2.能说出原子核的组成，能记住三种射线的特性．3．会正确书写原子核符号．一、自然放射现象1．1896年，法国物理学家贝克勒尔发觉某些物质具有放射性．2．物质放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自然放射现象．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·居里发觉了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)．二、射线到底是什么图19－1－11．三种射线：如图19－1－1中1是β射线，2是γ射线，3是α射线．(1)α射线是高速α粒子流，实际上是氦原子核，电荷数是2，质量数是4．(2)β射线是高速电子流．(3)γ射线是能量很高的电磁波．2．三种射线的特点(1)α射线：α粒子简洁使空气电离，但贯穿本事很弱．(2)β射线：β粒子贯穿本事较强，但电离力量较弱．(3)γ射线：γ粒子电离本事很弱，但贯穿本事很强．三、原子核的组成1．质子的发觉：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发觉了质子，质子是原子核的组成部分．2．中子的发觉：卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子．查德威克利用云室进行试验验证了中子的存在，中子是原子核的组成部分．3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成．4．原子核的符号：AZX原子核的质量数＝质子数＋中子数元素符号核电荷数＝原子核的质子数，即原子的原子序数5．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11H、21H、31H.一、三种射线的本质及特点1．续表2.在电场、磁场中偏转状况的比较(1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图19－1－2甲所示．图19－1－2(2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙所示．例1 一置于铅盒中的放射源放射出的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19－1－3所示，则图中的射线a 为________射线，射线b 为________射线．图19－1－3 答案 γ β解析 在三种射线中，α射线带正电，穿透力量最弱，γ射线不带电，穿透力量最强；β射线带负电，穿透力量一般，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． 借题发挥三种射线的比较方法：(1)α射线是α、β、γ三种射线中贯穿本事最弱的一种，它穿不过白纸． (2)要知道三种射线的成分，贯穿本事和电离本事．(3)要知道α、β、γ三种射线的本质，α、β是实物粒子，γ射线是电磁波谱中的一员．针对训练1 自然 放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是( ) A ．一张厚的黑纸能拦住α射线，但不能拦住β射线和γ射线 B ．某原子核在放出γ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α射线 D ．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子 答案 ACD解析 由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本事最弱，一张黑纸都能拦住，而挡不住β射线和γ射线，故A 正确；γ射线是伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核．三种射线中α射线电离作用最强，故C 正确；β粒子是电子，来源于原子核，故D 正确． 二、原子核的组成1．原子核的组成：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相同．原子核的直径为10－15～10－14m.2．原子核的符号和数量关系：(1)符号：A Z X.(2)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：原子核内的质子数打算了核外电子的数目，进而也打算了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同．把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素． 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？(3)若镭原子呈现中性，它核外有几个电子？(4)228 88Ra 是镭的一种同位素，让226 88Ra 和228 88Ra 以相同速度垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？ 答案 (1)88 138 (2)1.41×10－17C (3)88(4)113∶114解析 由于原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：(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N。

原子核的组成教学目标1．在物理知识方面要求．(1)了解原子核的人工转变．了解它的方法和物理过程．(2)了解质子和中子是如何被发现的．(3)会写核反应方程式．(4)了解原子核的组成，知道核子和同位素的概念．2．掌握利用能量和动量守恒的思想来分析核反应过程．从而培养学生运用已知规律来分析和解决问题的能力．3．通过发现质子和中子的历史过程，使学生认识通过物理实验研究和探索微观结构的研究方法及体会科学研究的艰巨性和严谨性．重点、难点分析1．重点是使学生了解原子核的人工转变和原子核的组成．在原子核的人工转变中发现了质子和中子，它是确定原子核组成的实验基础．2．用已经学过的能量和动量守恒以及有关的知识来分析核反应过程，是本节的难点．教具准备1．分析卢瑟福做的“α粒子轰击氮原子核的实验”．2．讲解约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇做的“用来自铍的射线去轰击石蜡的实验”．用投影幻灯、投影片．引入新课通过上一章的学习，我们已经知道，原子是由电子和原子核组成的，原子核处于原子的中心，体积很小，那么原子核有没有结构，它又是由什么组成的呢？下面我们就来学习这方面的知识．教学过程一、天然放射性现象1.放射性铀和含铀的矿物质都能够发出看不见的射线，这种射线可以使包在黑纸箱里的照相底片感光.物体放射出射线的性质叫做放射性.深化升华射线是从原子核内部发出的，说明原子核不是最小结构，原子核可以再分.2.放射性元素具有放射性的元素叫做放射性元素.放射性并不是少数几种元素才有的.研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，元素这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象，现在用人工的方法也可以制造放射性同位素.记忆要诀原子序数大于等于83的所有元素都有放射性.原子序数小于83的元素，有的也具有放射性.3.天然放射性元素：能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素.虽然具有天然放射性元素的种类很多，但它们在地球上的含量很少.4.天然放射现象发现的意义：原子核具有复杂的结构，实际上人们认识到原子核具有复杂结构就是从天然放射性开始的.联想发散原子核内部的消息，最早来自天然放射现象.人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密.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.因此，原子核不是组成物质的最小微粒，也存在着一定结构.二、射线到底是什么1.研究方法：让放射线通过电场或磁场来研究其性质.把样品放在铅块的窄孔底上，在孔的对面放着照相底片，在没有磁场时，发现在底片上正对孔的位置感光了.若在铅块和底片之间放一对磁极，使磁场方向跟射线方向垂直，结果在底片上有三个地方感光了，说明在磁场作用下，射线分为三束，表明这些射线中有的带电，有的不带电，由三种粒子组成，如图所示.2.各种射线的本质和特性(1)α射线：卢瑟福经研究发现，α射线粒子带两个单位正电荷，质量数为4，即α粒子是氦核，其速度是光速的1/10，有较大的动能.特性：贯穿本领小，但电离作用强，能使沿途中的空气电离.(2)β射线：贝克勒尔证实，β射线是电子流，其速度可达光速的90%.特征：贯穿本领大，能穿透黑纸，甚至穿透几毫米厚的铝板，但电离作用较弱.(3)γ射线是一种波长很短的电磁波——光子流，是能量很高的电磁波，波长λ＜10-10 m.特征:贯穿本领最强,能穿透几厘米厚的铅板,但电离作用最弱.学法一得 三种射线的区分：让三种射线同时穿过磁场，不发生偏转的是γ射线，因为其不带电，不受磁场的影响；偏转角度较小的是α射线，因为其质荷比q m 较大，根据公式r=qBmv可知偏转半径大，在磁场中的偏转角度较小.同理可知偏转角度较大的是β射线，因为其质荷比qm较小.并且它们的偏转方向不同，还可以根据左手定则和偏转方向判定其射线属于哪种射线.辨析比较 三种射线的比较三、原子核的组成 1.探究过程(1)卢瑟福的实验结论：卢瑟福用α粒子轰击氮核时，发现了一种新粒子，这种粒子带有一个单位的正电荷，其质量与氢原子的质量相近.随后人们又用类似的方法从氟、钠、铝等原子核中打出了同样的粒子(质子).(2)结论：质子是原子核的组成部分. (3)猜测：原子核只由质子组成.分析论证：如果原子核只是由质子组成，它的电荷数应该与质量数相等.这和绝大多数原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些的事实相矛盾，说明猜测错误.再猜测：原子核内还应该存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子，即中子. 实验验证：卢瑟福的学生在研究用射线轰击铍而产生的一种能量极高、贯穿能力很强的中性粒子时，证实中性粒子的质量与质子的质量近似相等，就是猜测的中子.构建模型：原子核由质子和中子组成.联想发散 中子的发现不仅使人们了解到原子核是由质子和中子组成，而且为科学家提供了轰击其他原子核时，不受静电斥力的最佳“炮弹”，使它有更多的机会和带电核发生碰撞.中子“炮弹”的利用，不仅为原子核物理的研究开辟了崭新的道路，也为后来核能的利用打下了基础.2.原子核的组成原子核由质子和中子组成.组成原子核的质子和中子通称为核子.质子带一个单位的正电荷，中子不带电，质子和中子质量几乎相等，都等于一个质量单位.学法一得 原子核的结构无法通过实验直接观察，只能通过科学的思维和研究方法进行间接研究.由实验结果→分析猜测→提出模型→实验验证→建立新理论→构建正确的模型是探索微观结构的基本方法.3.原子核的电荷数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.通常用字母Z 表示.深化升华 原子核的电荷数，就是原子核内质子数，也就是这种元素的原子序数. 4.原子核的质量数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，用字母A 表示.要点提示 原子核的质量数，就是原子核中的核子数. 5.原子核的符号(1)原子符号的通式：X AZ式中X 为元素符号，A 为原子核的质量数，Z 为原子核的核电荷数.如常见的碳原子核的质量数为12，质子数为6，则可表示为C 126，还可表示为12C ，碳12，碳12等.(2)各粒子的符号 ①α粒子(即氦核)：He 42 ②质子(即氢核)：H 11或P 11 ③中子：n 10 ④电子：e 01深化升华 (1)原子核中的两个整数①质量数A ：等于质子数和中子数之和，即核子数； ②电荷数Z ：等于质子数. (2)原子核中的两个等式①核电荷数(Z)=质子数=元素的原子序数=核外电子数； ②质量数(A)=核子数=质子数+中子数 6.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，因而互称同位素.原子核内的质子数决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同.例如氢的三种同位素：氕(H 11)、氘(H 21)、氚(H 31). (三)课堂小结1．原子核的人工转变是研究原子核内部结构的重要方法．2．为了了解原子核的内部结构，卢瑟福首先做α粒子轰击氮核的实验．即用高能粒子轰击原子核是实现原子核人工转变的基本方法．3．用α粒子轰击原子核的核反应过程是α粒子先与被轰击的原子核形成新的不稳定的复核，然后复核立即衰变放出质子并形成新核．4．质子是原子核的组成部分．。

高中物理第十九章原子核1 原子核的组成学案新人教版选修3-5 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十九章原子核1 原子核的组成学案新人教版选修3-5）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为高中物理第十九章原子核1 原子核的组成学案新人教版选修3-5的全部内容。

1 原子核的组成学习目标知识脉络1。

知道天然放射现象及其规律．2．理解三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们．（重点)3．掌握原子核的组成，知道核子和同位素的概念．(重点)4．掌握质量数、电荷数和核子数间的关系．(重点）天然放射现象及三种射线错误!1．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作天然放射现象．（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)．2．三种射线(1)α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的错误!，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．［再判断]1．放射性元素发出的射线的强度可以人工控制．(×）2．放射性元素的放射性都是自发的现象．(√）3．α射线是由高速运动的氦核组成的,其运行速度接近光速．(×）4．β射线能穿透几毫米厚的铅板．(×）5．γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱．(√）错误!β射线的本质是高速电子流，示波器中的阴极射线的本质也是高速电子流,这两种射线的来源相同吗？【提示】不同．阴极射线的电子来源于核外电子，β射线的电子来源于原子核．错误!1896年，法国物理学家贝可勒尔，研究铀和含铀的矿物，发现天然放射现象．探讨1：为什么说天然放射现象的发现使人们认识到原子核具有内部结构？【提示】因为原子核可以放出α、β、γ射线,所以认为原子核具有内部结构．探讨2:让放射源放出的射线垂直于电场方向向上进入水平向左的匀强电场，将会分为几部分？【提示】射线会分为三部分，其中向左偏转的一束为α射线,向右偏转的一束为β射线,向上不发生偏转的一束为γ射线．错误!1．α、β、γ射线性质、特征比较射线种类组成速度贯穿本领电离作用α射线α粒子是氦原子核错误!He约错误!c很小，一张薄纸就能挡住很强β射线β粒子是高速电子流错误!e接近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(1）在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转,如图19。