1、第1节认识原子核核心素养明目标核心素养学习目标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。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。科学探究通过利用磁场探究三种射线的本质，学习用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。科学态度与责任了解科学家们探索射线的艰辛，坚持实事求是、不畏艰险的科学精神，增强探究科学的意识。知识点一天然放射现象的发现认识三种放射线1天然放射现象的发现(1)1896年，法国物理学家贝可勒尔发现未经照射的铀盐能发出某种看不见的射线，这种射线
2、能穿透黑纸，使照相底片感光。(2)物质能自发地放出射线的现象称为天然放射现象。物质放出射线的这种性质，称为放射性。具有放射性的元素，称为放射性元素。(3)法国物理学家皮埃尔居里夫妇对铀和铀的矿石进行了深入研究，发现了两种放射性更强的新元素，即钋和镭。2认识三种放射线(1)三种射线：如图所示，1是射线，2是射线，3是射线。(2)三种射线的本质和特点射线：射线是高速运动的氦原子核粒子流，射出时的速率可达0.1c。射线有很强的电离作用，但穿透能力很弱，在空气中只能飞行几厘米，一张铝箔或一张薄纸就能将它挡住。射线：射线是高速运动的电子流，射出时的速率可达0.99c，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，
3、但电离能力较弱。射线：射线是波长很短的电磁波，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离作用很弱。说明：元素的放射性与它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。1：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(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)射线的穿透能力最强，电离能力最弱。()知识点二质子和中子的发现原子核的组成1质子和中子的发现(1)质子的发现实验：为探测原子核的结构，卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子。结论：质子是原子核的组成部分。(2)中子的发现卢瑟福的预想卢瑟福发现质子后，猜想原子核内
4、可能还存在着质量跟质子相近的不带电的中性粒子，并将其称为中子。中子的发现是许多科学家研究的结晶。a1930年，科学家发现，用钋发出的射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线。b1932年，约里奥居里夫妇发现，如果用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中轰击出质子。c查德威克对云室中这种射线与氮原子核碰撞的径迹进行研究，发现这种射线是一种不带电、质量接近质子的粒子流，即为中子。结论：中子是原子核的组成部分。2原子核的组成(1)组成原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为核子。(2)两个基本关系核电荷数质子数原子序数。质量数质子数中子数核子数。(3)同位素：具有相同质子数、不同中子
5、数的原子核互称同位素。(4)核反应与核反应方程核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。核反应中，质量数和核电荷数守恒。两个典型核反应方程a卢瑟福发现质子的核反应方程：HeNOH。b查德威克发现中子的核反应方程：HeBeCn。说明：同位素的化学性质相同，物理性质一般不同。2：思考辨析(正确的打“”，错误的打“”)(1)原子核内只有质子没有中子。()(2)核反应方程只要满足质量数、电荷数守恒就可以随便写。()3：填空铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，其核外电子有82个，中子数是125个。 考点1对三种射线的理解18
6、96年，法国物理学家贝克勒尔首先发现了天然放射现象。试探究：(1)贝克勒尔是根据什么发现的天然放射现象？(2)贝克勒尔以后又是谁发现了两种更强的放射性元素？提示：(1)贝克勒尔是根据铀和含铀的矿物质能使用黑纸包住的照相底片感光，发现了天然放射现象。(2)后来玛丽居里和她丈夫皮埃尔居里发现了钋、镭两种放射性元素。1、射线性质、特征比较射线种类组成速度贯穿本领电离作用射线粒子是氦原子核He约c很小，一张薄纸就能挡住很强射线粒子是高速电子流e接近c很大，能穿过几毫米厚的铝板较弱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更弱2.三种射线在电场、磁场中偏转情况的比较(1)在匀强磁场中，射线偏转
7、半径较大，射线偏转半径较小，射线不偏转，如图所示。(2)在匀强电场中，射线偏离较小，射线偏离较大，射线不偏离，如图所示。3元素的放射性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，原子核也存在着一定结构。【典例1】(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里的匀强磁场，则下列说法中正确的有()A打在图中a、b、c三点的依次是射线、射线和射线B射线和射线的轨迹是抛物线C射线和射线
8、的轨迹是圆弧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思路点拨：(1)用左手定则可以判出其电性。(2)洛伦兹力不做功只改变速度方向，故轨迹是圆弧。AC由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中带正电的粒子受的洛伦兹力向上，带负电的粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧，而射线不带电，做直线运动，故B错误，A、C正确；如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场时，由于粒子速度约是光速的，而粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，故D错误。三种射线的比较方法(1)知道三种射线带电的性质，射线带正电、射线带负电、射线不带电。、是实物粒子，而射线是光子流，
9、属于电磁波的一种。(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和射线，由于射线不带电，故运动轨迹仍为直线。(3)射线穿透能力较弱，射线穿透能力较强，射线穿透能力最强。角度一三种射线在电场或磁场中的运动1如图所示，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 ()A表示射线，表示射线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C匀强电场中：为射线(带负电)；为射线(不带电)；为射线(带正电)。匀强磁场中：为射线(带正电)；为射线(不带电)；为射线(带负电)。角度二三种射线的特点2如图甲是、三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业
10、上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线 ()甲乙A射线B射线C射线D三种射线都可以C射线和射线都不能穿透钢板，射线穿透能力最强，因此可用射线来检查钢板内部的伤痕，故选C。 考点2原子核的组成卢瑟福发现了质子，猜想预言了中子的存在，1932年卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。如图为查德威克实验示意图，用天然放射性元素钋(Po)放射的射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B。试探究：(1)在这个实验中粒子流A是什么粒子？(2)粒子流B又是什么粒子？提示：(1)A为中子流。(2)B为质子流。因为石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡
11、的粒子流为中子流，从石蜡中打出的是质子流。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。2原子核的符号和数量关系(1)符号：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。【典例2】(多选)Ra是Ra的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说法正确的是(
12、)A它们具有相同的质子数和不同的质量数B它们具有相同的中子数和不同的原子序数C它们具有相同的电荷数和不同的中子数D它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质思路点拨：理解原子核的书写格式，明确核子数、质子数、电荷数、核外电子数以及中子数之间的关系，是分析判断此类问题的关键。AC原子核的原子序数与核内质子数、电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和。由此知这两种镭的原子，核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同。正确选项为A、C。原子核的“数
13、”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，也与元素的原子量不同。原子核内质子和中子的总数叫作核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。3(多选)下列说法正确的是()AX与Y互为同位素BX与Y互为同位素CX与Y中子数相同DU核内有92个质子，235个中子BCA选项中，X核与Y核的质子数不同，不能互为同位素，A错误；B选项中X核与Y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
14、素，B正确；C选项中X核内中子数为nm，Y核内中子数为(n2)(m2)nm，所以中子数相同，C正确；92U核内有143个中子，而不是235个中子，D错误。1(2020湖南省邵阳市期末)下列事实中，能说明原子核具有复杂结构的是()A粒子散射实验B天然放射现象C光电效应现象D原子发光现象B卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，A错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有着复杂的结构，揭示了原子核还可再分，B正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，C错误；原子发光是原子跃迁形成的，没有涉及到原子核的变化，D错误。2关于、三种射线，下列说法中正确的是
15、()A射线是波长最长的电磁波，它的穿透能力最强B射线一般伴随着或射线产生，它的穿透能力最强C射线是氦核流，它的电离作用最弱D射线是电子流，它是原子核的组成部分B射线一般伴随着或射线产生，其波长很短，频率很高，它的穿透能力最强，故A错误，B正确；射线是氦核流，它的电离作用最强，故C错误；射线是电子流，它并不是原子核的组成部分，故D错误。3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()Aa为电源正极，到达A板的为射线Ba为电源正极，到达A板的为射线Ca为电源负极，到达A板的为射线Da为电源负极，到达A板的
16、为射线B从题图中可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A板的粒子的竖直位移小于到达B板的粒子的竖直位移，粒子在竖直方向做匀速直线运动，粒子在水平方向的加速度a，粒子的比荷远小于粒子的比荷，则粒子的加速度小，偏转效果弱，所以到达B板的为粒子；因粒子带正电，向右偏转，说明电场方向水平向右，那么a为电源正极。故B正确。4在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其监测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。问题探究：(1)该装置中探测器接收到的是哪种射线？(2)如果钢板变厚了，会有什么变化？解析(1)三种射线中，射线用一张纸就能将其挡住，射线能穿透几毫米厚的铝板，射线能穿透几厘米厚的铅板，这里是钢板，只能是射线。(2)钢板变厚，穿过的粒子数会明显减少。答案见解析回归本节知识，自我完成以下问题：1在、三种射线中，哪种电离作用最强？哪种贯穿本领最大？哪种是电磁波？哪种带正电？提示：射线射线射线射线2原子核的符号是X，核电荷数、中子数与A、Z间有哪些数量关系？提示：核电荷数质子数(Z)核外电子数质量数(A)核子数质子数中子数3什么是同位素？提示：具有相同质子数，不同中子数的原子核。