第五章原子核①物理觀念：了解原子核的結構和特點，能說明原子核的衰變、裂變、聚變和放射現象．知道四種基本的相互作用．具有較為完整的物理觀念．通過對這些內容的學習，完善學生對物質的認識，幫助學生形成相對完整、科學的物理觀念．②科學思維：能運用概率統計的方法理解半衰期，對天然放射性現象問題進行分析，研究“基本”粒子的夸克模型．通過這些內容的學習，進一步促進物理模型建構、科學推理、質疑、創新的物理學科核心素養的形成．③科學探究：通過天然放射現象的發現，提出原子核具有復雜結構，形成猜想和假設，通過實驗對三種射線性質進行探究，獲取和處理信息、基于證據得出結論并做出解釋．這一切都體現了科學探究的物理學科核心素養，對微觀粒子的認識過程體現了科學探究的核心素養．④科學態度與責任：通過原子核內容的學習，知道所有物理結論都必須接受實踐的檢驗，在學習和研究中做到實事求是，不迷信權威，能與他人合作．同時，知道科學技術對人類生活和社會發展的積極作用，但同時也會帶來一系列問題，認識到人與自然是生命共同體，人類必須尊重自然，遵循自然規律．本章重點①原子核的組成、三種射線的本質；②衰變的基本性質，原子核的衰變規律和半衰期；③核力、結合能與平均結合能，質量虧損和質能方程；④核裂變與核聚變的理解和釋放核能的計算．本章難點①原子核的衰變規律及半衰期；②質能方程的理解和核能計算；

③計算核裂變與核聚變釋放的核能．1原子核的組成學習目標學法與考法1．知道天然放射現象及其規律2．理解三種射線的本質，以及如何利用磁場區分它們(重難點)3．掌握原子核的組成，知道核子和同位素的概念(重點)學法：①通過觀察，思考，討論了解天然放射現象及其規律，初步學會探究的方法．②通過對原子核組成的認識，培養自學和歸納能力考法：①考查對天然放射現象的實驗規律的理解．②考查三種射線的性質．③考查對原子核組成的理解及質量數、電荷數和核子數間關系的認識知識導圖

課前?自主預習天然放射現象及三種射線1．對天然放射現象的認識(1)1896年，法國物理學家___________發現某些物質具有放射性．(2)物質放出_______的性質稱為放射性；具有_________的元素稱為放射性元素；放射性元素自發地發出_______的現象叫作天然放射現象．(3)原子序數________或________83的元素，都能自發地發出射線，原子序數________83的元素，有的也能放出射線．貝克勒爾射線放射性射線大于等于小于氦原子核電離(2)β射線：是高速________，它的速度很大，可達光速的99%，它的穿透能力較強，電離作用較弱，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的________．(3)γ射線：呈電中性，是能量很高的_________，波長很短，在10－10m以下，它的電離作用更小，但穿透能力更強，甚至能穿透幾厘米厚的________或幾十厘米厚的混凝土．電子流鋁板電磁波鉛板β射線的本質是高速電子流，示波器中的陰極射線的本質也是高速電子流，這兩種射線的來源相同嗎？【答案】不相同，陰極射線來源于帶自由電子的金屬的核外電子，β射線來源于原子核變化時產生的電子．

(多選)天然放射性物質的放射線包括三種成分，下列說法正確的是 (

)A．一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線B．某原子核在放出γ射線后會變成另一種元素的原子核C．三種射線中對氣體電離作用最強的是α射線D．β粒子是電子，但不是原來繞核旋轉的核外電子【答案】ACD【解析】由三種射線的本質和特點可知，α射線穿透本領最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住β射線和γ射線，故A正確；γ射線是一種波長很短的光子，不會使原核變成新核，三種射線中α射線電離作用最強，故C正確；β粒子是電子，來源于原子核，故D正確．原子核的組成1．質子的發現1919年，________用鐳放射出的α粒子轟擊氮原子核，從氮核中打出了一種新的粒子，測定了它的電荷和質量，確定它是氫原子核，叫作_______，用_____或______表示，其質量為mp＝_______________．盧瑟福質子p

1.67×10－27kg

2．中子的發現(1)盧瑟福的預言：原子核內可能還有一種__________的粒子，名字叫中子．(2)查德威克的發現：用實驗證實了中子的存在，用______表示，中子的質量非常接近質子的質量．不帶電n

3．原子核的組成(1)核子數：質子和中子質量差別非常微小，二者統稱為核子，所以________數和________數之和叫核子數．(2)電荷數(Z)：原子核所帶的電荷總是質子電荷的________倍，通常用這個整數表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數．質子中子整數(3)質量數(A)：原子核的質量等于核內________和________的質量的總和，而質子與中子的質量幾乎相等，所以原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，這個倍數叫作原子核的__________．(4)質子中子質量數【答案】質子數中子數質子數質子數中子數同一位置原子核的核子數等于質子數嗎？質量數就是原子核的質量嗎？【答案】原子核的核子數等于質子數與中子數之和．原子核的質量等于原子中質子和中子的質量之和；質量數是將原子內所有質子和中子的相對質量取近似整數值相加而得到的數值．A．核外有83個電子，核內有127個質子B．核外有83個電子，核內有83個質子C．核內有83個質子，210個中子D．核內有210個核子【答案】D【解析】根據質量數＝質子數＋中子數可知該原子核的質量數為210，質子數為83，則中子數為127，而質子與中子統稱為核子，則核子數為210，但由于不知道該原子的電性，因此不能確定核外電子數，D正確．課堂?重難探究－對天然放射現象和三種射線的理解1．對放射性和射線的理解(1)一種元素的放射性，與其是單質或是化合物無關，這說明一種元素的放射性和核外電子無關．(2)射線來自于原子核，說明原子核是可以再分的．2．三種射線的性質、特征比較對三種射線性質的理解例1如圖所示，R是一種放射性物質，虛線框內是勻強磁場，LL′是厚紙板，MM′是熒光屏，實驗時，發現在熒光屏的O、P兩點處有亮斑，由此可知磁場的方向、到達O點的射線種類、到達P點的射線種類應符合下表中的

(

)【答案】C選項磁場方向到達O點的射線到達P點的射線A豎直向上βαB豎直向下αβC垂直紙面向里γβD垂直紙面向外γα【解析】R放射出來的射線共有α、β、γ三種，其中α、β射線垂直于磁場方向進入磁場區域時將受到洛倫茲力作用而偏轉，γ射線不偏轉，故打在O點的應為γ射線；由于α射線貫穿本領弱，不能射穿厚紙板，故到達P點的應是β射線；依據β射線的偏轉方向及左手定則可知磁場方向垂直紙面向里．變式1天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結果如圖所示，由此可推知

(

)A．②來自于原子核外的電子B．①的電離作用最強，是一種電磁波C．③的電離作用較強，是一種電磁波D．③的電離作用最弱，是一種電磁波【答案】D【解析】①射線能被一張紙擋住，說明它的穿透能力較差，①射線是α射線，α射線是高速運動的氦核流，它的穿透能力差，電離作用最強，B錯誤；②射線的穿透能力較強，能穿透紙和幾毫米厚的鋁板，說明它是β射線，β射線是高速電子流，β射線來自原子核，不是來自原子核外的電子，A錯誤；③射線的穿透能力最強，能夠穿透幾厘米厚的鉛板，③射線是γ射線，γ射線的電離作用最弱，穿透能力最強，它是能量很高的電磁波，C錯誤，D正確．三種射線在磁場或電場中偏轉的問題例2

(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向外的勻強磁場，則下列說法中正確的有

(

)A．打在圖中a、b、c三點的依次是β射線、γ射線和α射線B．α射線和β射線的軌跡都是拋物線C．α射線和β射線的軌跡都是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向上的勻強電場，則屏上有亮斑的可能只是b【答案】AC變式2如圖所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三種射線同時射入互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，射入時速度方向和電場、磁場方向都垂直，進入場區后發現β射線和γ射線都沿直線前進，則α射線

(

)A．向右偏

B．向左偏C．直線前進

D．無法判斷【答案】A三種射線的比較方法1．知道三種射線帶電的性質，α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電．α、β是實物粒子，而γ射線是光子流，屬于電磁波的一種．2．在電場或磁場中，通過其受力及運動軌跡半徑的大小來判斷α和β射線，由于γ射線不帶電，故運動軌跡仍為直線．3．α射線穿透能力較弱，β射線穿透能力較強，γ射線穿透能力最強．對原子核的組成的理解2．基本關系核電荷數＝質子數(Z)＝元素的原子序數＝核外電子數，質量數(A)＝核子數＝質子數＋中子數．3．同位素：原子核內的質子數決定了核外電子的數目，從而也決定了元素的化學性質．同種元素的原子，質子數相同，核外電子數也相同，所以有相同的化學性質，但它們的中子數可能不同，所以它們的物理性質不同．對原子核的組成的理解例3人類探測月球發現，在月球的土壤中含有較豐富的質量數為3的氦，它可以作為未來核聚變的重要原料之一．氦的該種同位素應表示為

(

)【答案】B變式3

現在科學家正在設法尋找“反物質”．所謂“反物質”是由“反粒子”組成的，則反α粒子的符號是 (

)【答案】C原子核的“數”與“量”辨析1．核電荷數與原子核的電荷量是不同的，與組成原子核的質子數是相等的．2．原子核內質子和中子的總數叫作原子核的質量數，原子核的質量等于質子和中子的質量之和．小練?隨堂鞏固1．關于γ射線，下列說法不正確的是 (

)A．它是處于激發態的原子核放射的B．它是原子內層電子受到激發時產生的C．它是一種不帶電的光子流D．它是波長極短的電磁波【答案】B【解析】γ射線是激發狀態的原子核發出的波長極短的電磁波，是一種不帶電的光子流，B符合題意．2．放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，進入勻強電場中，偏轉情況如圖所示，由此可推斷 (

)A．①表示γ射線，③表示α射線B．①表示γ射線，③表示β射線C．②表示γ射線，③表示α射線D．②表示γ射線，③表示β射線【答案】C【解析】α射線帶正電，β射線帶負電，γ射線不帶電，γ射線在磁場中一定不偏轉，②為γ射線；電場中，α射線向右偏，β射線向左偏，①為β射線，③為α射線，C正確，A、B、D錯誤．3．圖甲是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖．人們根據射線的特性設計了在不損壞工件的情況下利用射線的穿透性，來檢查金屬內部傷痕的情況，如圖乙所示．圖乙中檢查所利用的射線是 (

)A．α射線B．β射線C．γ射線D．三種射線都可以【答案】C【解析】分析三種射線的性質，可知α、β、γ三種射線中，α射線電離能力最強，γ射線穿透能力最強，要檢查金屬內部傷痕的情況，所以選用穿透能力最強的射線，即γ射線．它能穿透薄金屬板，當金屬內部有傷痕，透過鋼板的γ射線強度發生變化，計數器就能有不同的顯示，從而可知金屬內部有傷痕．4．以下說法正確的是 (

)

C．同一元素的