5.1 原子核的組成（原卷版）

第1節(jié)原子核的組成【知識梳理與方法突破】1.三種射線的性質(zhì)、特征比較種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流（高頻電磁波）帶電荷量2e?e0速度0.1c0.99cc在電磁場中偏轉(zhuǎn)與α射線偏轉(zhuǎn)反向不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用紙能擋住較強(qiáng)穿透幾毫米厚的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米厚的鉛板對空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長、曲折最長通過膠片感光感光感光2.三種射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)（1）在勻強(qiáng)電場中：γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運(yùn)動，α粒子和β粒子沿相反方向做類平拋運(yùn)動，在同樣的條件下，β粒子的偏移大。（2）在勻強(qiáng)磁場中：γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，仍做勻速直線運(yùn)動，α粒子和β粒子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動，且在同樣條件下，β粒子的軌道半徑小，α粒子軌道半徑大，如圖所示。3.元素的放射性（1）一種元素的放射性與該元素是單質(zhì)還是化合物無關(guān)，放射性的強(qiáng)度也不受溫度、外界壓強(qiáng)的影響，這就說明射線跟原子核外電子無關(guān)，僅與原子核有關(guān)。（2）射線來自原子核，說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。4.對核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解（1）核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱為核子，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)。（2）電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個整數(shù)表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數(shù)。（3）質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和，而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個整數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)。（4）基本關(guān)系：電荷數(shù)(Z)=質(zhì)子數(shù)=元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)，質(zhì)量數(shù)(A)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)?！纠刻烊环派洮F(xiàn)象是1896年法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的，該研究使人們認(rèn)識到原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是（）A．所以元素都具有天然放射性B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有力證明了原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C．放射性元素與別的元素形成化合物后不再具有放射性D．、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)【針對訓(xùn)練】在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖所示。該裝置中探測器接收到的是（）A．X射線 B．α射線 C．射線 D．γ射線【對點(diǎn)檢測】1．把放射源軸、針或鐳放入用鉛做的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細(xì)細(xì)的一束．在射線經(jīng)過的空間施加磁場，發(fā)現(xiàn)射線分裂成如圖所示的a、b、c三束．下列說法正確的是（）A．三種射線中，b的穿透能力最強(qiáng)B．三種射線中，c的電離作用最強(qiáng)C．容器內(nèi)溫度越高，放射性強(qiáng)度越大D．將磁場換為水平向左的勻強(qiáng)電場，射線也大致沿圖示方向偏轉(zhuǎn)2．如圖所示，P為放在勻強(qiáng)電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是（）A．a(chǎn)為α射線，b為β射線B．a(chǎn)為β射線，b為γ射線C．b為γ射線，c為α射線D．b為α射線，c為γ射線3．在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)α、β、γ射線的穿透本領(lǐng)不同。如圖為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①②③分別是（

）A．γ、β、α B．β、γ、α C．α、β、γ D．γ、α、β4．盧瑟福證實(shí)質(zhì)子存在的實(shí)驗(yàn)是（

）A．陰極射線發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)B．天然放射現(xiàn)象C．粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)D．粒子轟擊鈹核的實(shí)驗(yàn)5．如圖所示為研究某未知元素放射性的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強(qiáng)電場E，通過顯微鏡可以觀察到在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點(diǎn)數(shù)，若撤去電場后繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)每分鐘的閃爍亮點(diǎn)數(shù)沒有變化；如果再將薄鋁片移開，觀察到每分鐘閃爍的亮點(diǎn)數(shù)大大增加，由此可以判斷，放射源發(fā)出的射線可能為（

）A．α射線和γ射線 B．α射線和β射線C．β射線和X射線 D．β射線和γ射線6．在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用．下列說法符合歷史事實(shí)的是A．波爾原子理論證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．盧瑟福通過粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在中子C．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，確定了原子核的存在D．湯姆孫通過對陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在電子7．氫有三種同位素，分別是氕H、氘H、氚H，則下列說法正確的是（）A．它們的質(zhì)子數(shù)相等B．它們的核外電子數(shù)不相等C．它們的核子數(shù)相等D．它們的中子數(shù)相等8．若用x代表一個原子中的核外電子數(shù)，y代表此原子原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，z代表此原子原子核內(nèi)的中子數(shù)，則對的原子來說（）A． B．C． D．第1節(jié)原子核的組成【知識梳理與方法突破】1.三種射線的性質(zhì)、特征比較種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流（高頻電磁波）帶電荷量2e?e0速度0.1c0.99cc在電磁場中偏轉(zhuǎn)與α射線偏轉(zhuǎn)反向不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用紙能擋住較強(qiáng)穿透幾毫米厚的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米厚的鉛板對空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長、曲折最長通過膠片感光感光感光2.三種射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)（1）在勻強(qiáng)電場中：γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運(yùn)動，α粒子和β粒子沿相反方向做類平拋運(yùn)動，在同樣的條件下，β粒子的偏移大。（2）在勻強(qiáng)磁場中：γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，仍做勻速直線運(yùn)動，α粒子和β粒子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動，且在同樣條件下，β粒子的軌道半徑小，α粒子軌道半徑大，如圖所示。3.元素的放射性（1）一種元素的放射性與該元素是單質(zhì)還是化合物無關(guān)，放射性的強(qiáng)度也不受溫度、外界壓強(qiáng)的影響，這就說明射線跟原子核外電子無關(guān)，僅與原子核有關(guān)。（2）射線來自原子核，說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。4.對核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解（1）核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱為核子，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)。（2）電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個整數(shù)表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數(shù)。（3）質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和，而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個整數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)。（4）基本關(guān)系：電荷數(shù)(Z)=質(zhì)子數(shù)=元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)，質(zhì)量數(shù)(A)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)?！纠刻烊环派洮F(xiàn)象是1896年法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的，該研究使人們認(rèn)識到原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是（）A．所以元素都具有天然放射性B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)有力證明了原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C．放射性元素與別的元素形成化合物后不再具有放射性D．、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)【答案】B【詳解】A．有些原子核不穩(wěn)定，可以自發(fā)地衰變，但不是所有元素都可能發(fā)生衰變，故A錯誤；B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)證明了原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故B正確；C．放射性元素的放射性與核外電子無關(guān)，故放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性，故C錯誤；D．、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故D錯誤。故選B。【針對訓(xùn)練】在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖所示。該裝置中探測器接收到的是（）A．X射線 B．α射線 C．射線 D．γ射線【答案】D【詳解】α、β、γ三種射線的穿透能力不同，α射線不能穿過鋼板，β射線只能穿過3mm厚的鋁板，而γ射線能穿透鋼板．故D正確，ABC錯誤．故選D【對點(diǎn)檢測】1．把放射源軸、針或鐳放入用鉛做的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細(xì)細(xì)的一束．在射線經(jīng)過的空間施加磁場，發(fā)現(xiàn)射線分裂成如圖所示的a、b、c三束．下列說法正確的是（）A．三種射線中，b的穿透能力最強(qiáng)B．三種射線中，c的電離作用最強(qiáng)C．容器內(nèi)溫度越高，放射性強(qiáng)度越大D．將磁場換為水平向左的勻強(qiáng)電場，射線也大致沿圖示方向偏轉(zhuǎn)【答案】AD【詳解】A.帶電粒子在磁場中運(yùn)動，根據(jù)左手定則，a帶正電為α粒子，b不帶電為γ射線，c帶負(fù)電為β粒子．γ射線（b）電離能力最弱，但穿透能力最強(qiáng)．故A符合題意；B.α粒子（a）電離能力最強(qiáng)，但穿透能力最弱，故B不符合題意；C.原子核衰變和溫度無關(guān)，所以放射性強(qiáng)度也和溫度無關(guān)．故C不符合題意；D.將磁場換為水平向左的勻強(qiáng)電場，α粒子向左偏，γ射線不偏轉(zhuǎn)，β粒子向右偏，所以射線也大致沿圖示方向偏轉(zhuǎn)，故D符合題意．2．如圖所示，P為放在勻強(qiáng)電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是（）A．a(chǎn)為α射線，b為β射線B．a(chǎn)為β射線，b為γ射線C．b為γ射線，c為α射線D．b為α射線，c為γ射線【答案】BC【詳解】a射線向正極板偏轉(zhuǎn)，可知a為帶負(fù)電的射線；b射線在電場中不偏轉(zhuǎn)，可知b為不帶電的射線；c束射線偏向負(fù)極板，可知c為帶正電的射線。故選BC。3．在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)α、β、γ射線的穿透本領(lǐng)不同。如圖為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①②③分別是（

）A．γ、β、α B．β、γ、α C．α、β、γ D．γ、α、β【答案】C【詳解】α射線穿透能力最弱，不能穿透比較厚的黑紙，故①為α射線，γ射線穿透能力最強(qiáng)，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線，β射線穿透能力較強(qiáng)，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線。故選C。4．盧瑟福證實(shí)質(zhì)子存在的實(shí)驗(yàn)是（

）A．陰極射線發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)B．天然放射現(xiàn)象C．粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)D．粒子轟擊鈹核的實(shí)驗(yàn)【答案】C【詳解】盧瑟福通過α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)的研究，實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。故選C。5．如圖所示為研究某未知元素放射性的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強(qiáng)電場E，通過顯微鏡可以觀察到在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點(diǎn)數(shù)，若撤去電場后繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)每分鐘的閃爍亮點(diǎn)數(shù)沒有變化；如果再將薄鋁片移開，觀察到每分鐘閃爍的亮點(diǎn)數(shù)大大增加，由此可以判斷，放射源發(fā)出的射線可能為（

）A．α射線和γ射線 B．α射線和β射線C．β射線和X射線 D．β射線和γ射線【答案】A【詳解】三種射線中射線和射線帶電，進(jìn)入電場后會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而射線不帶電，不受電場力，電場對它沒有影響，在電場中不偏轉(zhuǎn)．由題，將電場撤去，從顯微鏡內(nèi)觀察到熒光屏上每分鐘閃爍亮點(diǎn)數(shù)沒有變化，可知射線中含有γ射線．再將薄鋁片移開，則從顯微鏡筒內(nèi)觀察到的每分鐘閃爍亮點(diǎn)數(shù)大為增加，根據(jù)射線的特性：穿透本領(lǐng)最弱，一張紙就能擋住，分析得知射線中含有射線．故放射源所發(fā)出的射線可能為射線和射線．A正確．6．在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用．下列說法符合歷史事實(shí)的是A．波爾原子理論證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．盧瑟福通過粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在中子C．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，確定了原子核的存在D．湯姆孫通過對陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在電子【答案】D【詳解】A、波爾原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，得到了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯誤；B、盧瑟福通過α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)的研究，實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，預(yù)言了中子的存在，故B錯誤；C、貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，提出了原子內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故C錯誤；D、湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子（即電子）組成，并測出了該粒子的比荷，故D正確．7．氫有三種同位素，分別是氕H、氘H、氚H，則下列說法正確的是（）A．它們的質(zhì)子數(shù)相等B．它們的核外電子數(shù)不相等C．它們的核子數(shù)相等D．它們的中子數(shù)相等【答案】A【詳解】A．它們是氫的同位素，所以它們的質(zhì)子數(shù)相等，故A正確；B．原子的核外電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等，所以它們