2017-2018学年高中物理人教版选修3-5教学案：第十九章 第1节 原子核的组成 Word版含解析
人教版高中物理选修3-5教案：19.1+原子核的组成+
19．1 原子核的组成★新课标要求（一）知识与技能1．了解天然放射现象及其规律。
2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
（二）过程与方法1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。
2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。
（三）情感、态度与价值观1．树立正确的，严谨的科学研究态度。
2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
★教学重点天然放射现象及其规律，原子核的组成。
★教学难点知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排 1 课时★教学过程（一）引入新课教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。
本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。
让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！我们已经知道，原子由什么微粒组成啊？学生回答：原子由原子核与核外电子组成。
点评：由原来的知识引入新课，对新的一章有一个大致的了解。
教师：那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？学生思考讨论。
点评：带着问题学习，激发学习热情教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。
其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra）。
学生一边听，一边看挂图。
点评：配合挂图，展示物理学发展史上的有关事实，树立学生对科学研究的正确态度。
（二）进行新课1．天然放射现象（1）物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．具有放射性的元素称为放射性元素．（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．学生一边听，一边看书。
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
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”。
人教版高中物理选修3-5学案：第十九章学案2放射性元素的衰变
个帅哥帅哥的 ffff2 放射性元素的衰变[学习目标 ] 1.知道放射性现象的本质是原子核的衰变 .2 知道两种衰变的规律，能娴熟的运用衰变规律写出其核的衰变方程.3.认识半衰期的观点， 知道半衰期的统计意义， 能利用半衰期描绘衰变的速度，并能进行简单的计算．一、原子核的衰变 [导学研究 ](1)原子核辐射 α射线和 β射线后会发生什么变化？答案 天然放射性元素的原子核辐射α射线或 β射线，原子核的核电荷数就发生了变化， 变成了另一种原子核，也就是原子核发生了衰变． (2) 原子核衰变过程中切合哪些规律？发生 α衰变时，原子核的电荷数和质量数发生了如何的变化？答案 原子核的衰变切合质量数守恒和电荷数守恒． α粒子的质量数是 4，电荷数是 2，所以发生 α衰变的原子核的质量数减少4，电荷数减少2，新核在元素周期表中的地点向前移AA －44动两位，核反响方程为： Z X → Z －2 Y ＋ 2He.(3) 发生 β 衰变的原子核的电荷数和质量数发生了如何的变化？ β衰变时的核电荷数为何会增添？开释的电子从哪里来的？答案 β粒子的质量数是 0，电荷数是－ 1，所以发生 β衰变的原子核质量数不变，电荷数增加 1，新核在元素周期表中的地点向后挪动一位，核反响方程为： AZ X → A Z ＋1Y ＋ -1e.原子核内固然没有电子， 但核内的质子和中子是能够互相转变的， 当核内的中子转变为质子时， 同时要产生一个电子并从核内开释出来，就形成了 β衰变， 进而新核少了一此中子， 但增添了一个质子，核电荷数增添，并辐射出来一个电子． [知识梳理 ]三种衰变及衰变规律AA －44(1) α衰变： Z X → Z －2 Y ＋ 2He( 新核的质量数减少4，电荷数减少 2.)本质：原子核中， 2 此中子和 2 个质子联合得比较坚固，有时会作为一个整体从较大的原子 核中被开释出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象．A0(2) β衰变：Z X → A Z＋1Y ＋-1 e(新核的质量数不变，电荷数增添 1.)本质：原子核中的中子转变为一个质子且放出一个电子即β粒子，使电荷数增添1，β衰变不改变 (填“改变”或“不改变”)原子核的质量数，其转变方程为：10n→11 H＋-1e.(3)衰变规律：衰变过程按照电荷数守恒和质量数守恒．(4) γ射线是在α衰变或β衰变过程中陪伴而生的，且γ粒子是不带电的粒子，所以γ射线并不影响原子核的电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的地点．238234[即学即用 ]原子核92U经放射性衰变①变为原子核90Th，既而经放射性衰变②变为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492U.放射性衰变①、②和③挨次为()A ．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变答案A分析238①2344，电荷数少2，说明①为92U――→ 90Th，质量数少②23491Pa，质子数加③1，说α衰变；23490Th――→1，说明②为β衰变；23491Pa――→23492U，质子数加明③ 为β衰变．应选A.二、对半衰期的理解[ 导学研究 ](1) 什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核能依据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？答案半衰期是一个时间，是某种放射性元素的大批原子核有多半发生衰变所用的时间的统计规律，故没法展望单个原子核或几个特定原子核的半衰期．(2) 某放射性元素的半衰期为 4 天，如有 100 个这样的原子核，经过 4 天后还剩50 个，这类说法对吗？答案 半衰期是大批放射性元素的原子核衰变时所按照的统计规律，不可以用于少许的原子核发生衰变的状况，所以，经过4 天后， 100 个原子核有多少发生衰变是不可以确立的，所以这种说法不对．(3) 放射性元素的半衰期由什么决定？可否经过增大压强或提高温度加快某种放射性元素衰变的速度？答案放射性元素衰变的快慢由原子核内部要素决定．跟原子所处的物理状态 (如温度、压强) 或化学状态 (如单质、化合物 )没关；不可以经过增大压强或提高温度的方法加快某种放射性元素的衰变速度，也不可以经过物理或化学的方法减缓放射性元素的衰变速度．[知识梳理 ] 对半衰期的理解：(1) 半衰期：放射性元素的原子核有多半发生衰变所需的时间．不一样的放射性元素，半衰期不一样．(2) 注意以下两点：①对于同一种元素，其半衰期是必定的，不论是加温、加压，或是处于单质、化合物状态均不影响元素的半衰期，但不一样元素的半衰期不一样，有的差异很大．②半衰期是一种统计规律． 对于大批的原子核发生衰变才拥有本质意义， 而对于少许的原子核发生衰变，该统计规律不再合用．(3) 半衰期公式ttN 余＝N 原( 1 ) ， m 余 ＝ m 原 (1) ，此中 τ为半衰期．2 2 [即学即用 ]以下对于放射性元素的半衰期的几种说法中正确的选项是()A ．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B ．把放射性元素放在低温处，能够减缓放射性元素的衰变C ．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态没关，它是一个统计规律，只对大批的原子核才合用D ．氡的半衰期是 3.8 天，如有 4 个氡原子核，则经过 7.6 天后只剩下一个氡原子核答案C分析放射性元素的半衰期与其是单质仍是化合物没关，与所处的物理、化学状态没关，只取决于原子核的内部要素，故 A 、B 错；半衰期是一个统计规律，对于少许的原子核不合用，故C对，D错．一、衰变方程及衰变次数的计算例 123892U核经一系列的衰变后变为20682Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？206238(2)82Pb与 92U对比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程．分析(1)设23892U 衰变为20682Pb 经过 x 次α衰变和 y 次β衰变，由质量数守恒和电荷数守恒可得238＝ 206＋4x①92＝ 82＋2x－ y②联立①②解得 x＝ 8，y＝ 6.即一共经过8 次α衰变和 6 次β衰变．(2)因为每发生一次α衰变质子数和中子数均减少 2，每发生一次β衰变中子数少 1，而质子数增添1，故20682Pb 较23892U 质子数少 10，中子数少 22.(3)0衰变方程为23892U→20682Pb＋ 824He＋ 6－1e.答案 (1)8 6 (2)10 个 22 个(3)23892U→20682Pb＋ 824He ＋ 6－1e总结提高1．衰变方程的书写：衰变方程用“→” ，而不用“ ＝” 表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化．2．确立原子核衰变次数的方法与技巧：(1) 方法 1：设放射性元素 AA ′Z X 经过 n 次 α衰变和 m 次 β衰变后，变为稳固的新元素Z ′ Y ，则衰变方程为：AA ′4Z X―→ Z ′ Y ＋ n 2He ＋ m 0－ 1e依据电荷数守恒和质量数守恒可列方程： A ＝ A ′＋ 4n ， Z ＝ Z ′ ＋2n － m.因而可知，确立衰变次数可归纳为解一个二元一次方程组．(2) 方法 2：先由质量数的改变确立 α衰变的次数 (这是因为 β衰变的次数是多少对证量数没有影响 )，而后依据衰变规律确立 β衰变的次数．232针对训练 1 (多项选择 )天然放射性元素90Th( 钍 )经过一系列 α衰变和 β衰变以后，变为20882Pa(铅 )．以下说法中正确的选项是( )A ．衰变的过程共有 6 次 α衰变和 4 次 β衰变B ．铅核比钍核少 8 个质子C ． β衰变所放出的电子来自原子核核外轨道D ．钍核比铅核多 24 此中子答案 AB分析因为 β衰变不会惹起质量数的减少，故可先依据质量数的减少确立 α衰变的次数为： x ＝232－ 208＝ 6，再联合核电荷数的变化状况和衰变规律来判断 β 衰变的次数应知足： 2x4 －y ＝ 90－ 82＝ 8，y ＝ 2x － 8＝ 4.钍 232 核中的中子数为 232－90＝ 142，铅 208 核中的中子数为 208－ 82＝ 126，所以钍核比铅核多 16 此中子，铅核比钍核少8 个质子．因为物质的衰变与元素的化学状态没关，所以β衰变所放出的电子来自原子核内，所以选项A 、B 正确．二、对半衰期的理解及相关计算例 2氡 222 是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损害，它是世界卫生组织宣布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是22286Rn →21884Po ＋________.已知22286Rn的半衰期约为 3.8 天，则约经过 ________天， 16 g 的 22286Rn 衰变后还剩 1 g.分析 依据核反响过程中电荷数守恒和质量数守恒可推得该反响的另一种生成物为4He.根t据 m 余＝ m 原1得t＝ 4，代入τ＝3.8 天，解得 t＝ 3.8× 4 天＝ 15.2 天．2τ4答案2He15.2针对训练 2(多项选择 )14C 发生放射性衰变为为14N ，半衰期约 5 700 年．已知植物存活时期，其体内14N 与12C 的比率不变；生命活动结束后，14C 的比率连续减少．现经过丈量得悉，某古木样品中14C 的比率正好是现代植物所制样品的二分之一．以下说法正确的选项是()A ．该古木的年月距今约 5 700 年B．12C、13C、14C 拥有同样的中子数C．14C 衰变为14N 的过程中放出β射线D．增添样品丈量环境的压强将加快14C 的衰变答案AC分析节余的141，表示经过了一个半衰期， A 正确；12C、1314C 占2C、 C 的质子数同样，质量数不一样，中子数不一样， B 错误；14C 变为14N，质量数未变，放出的是电子流，即β射线，C 正确；半衰期不受外界环境影响，D 错误．1． (多项选择 )对于原子核的衰变和半衰期，以下说法正确的选项是()A ．半衰期是指原子核的质量减少一半所需要的时间B．半衰期是指原子核有多半发生衰变所需要的时间C．发生α衰变时产生的新原子核在周期表中的地点向右挪动 2 位D．发生β衰变时产生的新原子核在周期表中的地点向右挪动 1 位答案 BD2．以下相关半衰期的说法正确的选项是()二位分为GregB．放射性元素的样品不停衰变，跟着剩下未衰变的原子核的减少，元素半衰期也变长C．把放射性元素放在密封的容器中，能够减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其余物质形成化合物，均可减小衰变速度答案A分析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核多半发生衰变所需的时间，它反应了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；某种元素的半衰期长短由其自己要素决定，与它所处的物理、化学状态没关，故 A 正确， B、 C、 D 错误．3．碘 131 的半衰期约为8 天，若某药物含有质量为m 的碘 131，经过 32 天后，该药物中碘131 的含量大概还有 ()m mA. 4B. 8m mC.16D.32答案Ct分析依据半衰期公式m 余＝m 原1，将题目中的数据代入可得 C 正确， A 、B、 D 错误．24．碘 131 核不稳固，会发生β衰变，其半衰期为8 天．(1) 碘 131 核的衰变方程：131X 表示)．53I→______________(衰变后的元素用(2)大批碘 131 原子经过 ________天 75%的碘 131 核发生了衰变．分析(1)依据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒可得衰变方程：13153I→13154X＋0-1e；(3) 每经 1 个半衰期，有多半原子核发生衰变，经 2 个半衰期将节余1，即有 75%核的原子发4生衰变，故经过的时间为16 天．答案(1) 13154X ＋0-1e(2)16一、选择题 (1～8 为单项选择题， 9～ 10 为多项选择题 )1．对于放射性元素的α衰变和β衰变，以下说法中正确的选项是 ()A ．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增添4C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增添1答案 D分析发生一次α衰变，核电荷数减少 2，质量数减少 4，原子序数减少 2；发生一次β衰变，核电荷数增添 1，原子序数增添 1.2．对于放射性元素的半衰期，以下说法正确的选项是()A．原子核所有衰变所需要的时间的一半B．原子核有多半发生衰变所需要的时间C．相对原子质量减少一半所需要的时间D．元素质量减少一半所需要的时间答案B分析原子核有多半发生衰变所需的时间叫半衰期，它与原子核所有衰变所需时间的一半不同，放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核．发生不一样的衰变，其质量数减少规律不一样，原子核衰变时，本来的放射性元素原子核的个数不停减少，那么放射性元素的原子核的质量也不停减少，故上述选项只有 B 正确．3．放射性元素氡 (22286Rn)经α衰变为为钋 (21884Po)，半衰期约为 3.8 天，但勘察表示，经过漫长的地质年月后，当前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn的矿石，其原由是()222A ．当前地壳中的86Rn主要来自于其余放射性元素的衰变B．在地球形成的早期，地壳中元素22286Rn的含量足够高C．当衰变产物21884Po 累积到必定量此后，21884Po的增添会减慢22286Rn的衰变进度答案A分析元素半衰期的长短由原子核自己要素决定，与原子所处的物理、化学状态以及四周环境、温度没关， C、D 错；即便元素氡的含量足够高，经过漫长的地质年月，地壳中也几乎没有氡了，必定是来自于其余放射性元素的衰变，故 A 对，B错．4．人们在海水中发现了放射性元素钚239239239( 94Pu).94Pu可由铀239( 92U)经过n次β衰变而产生，则 n 为 ()A ． 2B ． 239 C． 145 D． 92答案A分析β衰变规律是质量数不变，质子数增添1，23994Pu 比23992U 质子数增添 2，所以发生2 次β衰变， A 正确．5．近来几年，科学家在超重元素的探测方面获得了重要进展.1996 年，科学家们在研究某两个重离子联合成超重元素的反响时，发现生成的超重元素的核AZ X经过6次α衰变后的产物是253100Fm.由此能够判断生成的超重元素的原子序数和质量数分别是()A ． 124、 259B． 124、 265C． 112、 265D． 112、 277答案D分析题中的核Z A X 经过 6 次α衰变后成为100253Fm，注意到100253Fm 的电荷数为 100，质量数为253，每发生一次α衰变质量数减少 4，电荷数减少 2.由质量数和电荷数守恒有A＝ 4× 6＋253＝ 277，Z＝ 2× 6＋ 100＝112，所以选项 D 正确．6．放射性同位素钍232 经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为23222090Th→86Rn＋xα＋yβ，此中()A ． x＝ 1， y＝ 3B． x＝ 2， y＝3 C． x＝ 3， y＝ 1D． x＝ 3，y＝ 2答案D分析依据衰变方程左右两边的质量数和电荷数守恒可列方程232＝ 220＋ 4x，解得 x＝90＝ 86＋ 2x－ y，3， y＝ 2.故答案为 D.7．放射性同位素 241没有衰变，它的半衰期是 ()11Na 的样品经过6 小时还剩下 8A ．2 小时B ． 1.5 小时C ． 1.17 小时D ． 0.75 小时答案A1分析 放射性元素衰变一半所用的时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下4， 再经一个半衰期这1又会衰变一半， 只剩 1，所以题中所给的 6 小时为三个半衰期的时间， 因4 8而该放射性同位素的半衰期应是2 小时．8．美国科研人员正在研制一种新式镍铜长效电池，它是采纳半衰期长达 100 年的放射性同63位素镍 63(28Ni) 和铜两种金属作为长寿命电池的资料，利用镍 63 发生 β衰变时开释电子给铜片，把镍 63 和铜片作电池两极，外接负载为负载供给电能．下边相关该电池的说法正确的是()A ．镍 63 的衰变方程是 2863Ni ―→6327Cu ＋ 0－ 1eB ．镍 63 的衰变方程是 636428Ni ―→ 29Cu ＋ 0－ 1eC ．外接负载时镍 63 的电势比铜片高D ．该电池内电流方向是从镍片到铜片答案C分析 镍 63 的衰变方程为636328Ni ―→29Cu ＋ －1 e ，选项 A 、B 错误．电流方向为正电荷定向挪动方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，选项 C 对，D 错．9．由原子核的衰变规律可知()A ．放射性元素一次衰变就同时产生 α射线和 β射线B ．放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质与本来的核的化学性质同样C ．放射性元素衰变的快慢跟它所处的物理、化学状态没关D ．放射性元素发生正电子衰变时，产生的新核质量数不变，电荷数减少 1答案CD分析由放射性元素的衰变本质可知，不行能同时发生 α衰变和 β衰变，故 A 错；衰变后变为新元素，化学性质不一样，故 B 错；衰变快慢与物理，化学状态没关，C 对；正电子质量数为 0，故 D 对．10．在匀强磁场中， 一个本来静止的原子核发生了衰变，获取两条如图 1 所示的径迹， 图中箭头表示衰变后粒子的运动方向．不计放出的光子的能量，则以下说法正确的选项是()图 1A ．发生的是 β衰变， b 为 β粒子的径迹B ．发生的是 α衰变， b 为 α粒子的径迹C ．磁场方向垂直于纸面向外D ．磁场方向垂直于纸面向内答案AD分析 从轨迹能够看出两粒子的运动方向不一样， 但开始运动的瞬时受力方向同样，说明电流方向同样， 即发生了 β衰变， 在磁场中受力向上， 由左手定章能够判断出磁场方向垂直纸面向内， A 、 D 选项正确．二、非选择题11．某放射性元素原为 8 g ，经 6 时节间已有 6 g 发生了衰变， 今后它再衰变 1 g ，还需几日？答案3 天分析 8 g 放射性元素已衰变了6 g ，还有 2 g 没有衰变，此刻要求在 2 g 的基础上再衰变 1 g ，即再衰变一半，故找出元素衰变的半衰期便可得出结论． 由半衰期公式 m 余 ＝m 原t得 8－6＝8×12t12t＝ 2τ即放射性元素从8 g 衰变了 6 g 余下 2 g 时需要 2 个半衰期．因为 t＝ 6 天，所以τ＝t＝ 3 天，即半衰期是 3 天．2而余下的 2 g 衰变 1 g 需 1 个半衰期τ＝ 3 天．12．放射性同位素146C 被考古学家称为“碳钟”，它可用来判断古生物体的年月，此项研究获取 1960 年诺贝尔化学奖．(1) 宇宙射线中高能量的中子遇到空气中的氮原子后，会形成很不稳固的146C，它很简单发生衰变，放出β射线变为一个新核，其半衰期为 5 730 年．试写出此核反响方程．(2) 若测得一古生物遗骸中的146C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年月约有多少年？答案(1)141141 7N＋0n→ 6C＋ 1H146C→147N＋-1 e(2)17 190 年分析(1)核反响方程为141141141407N＋0n→ 6C＋1H，6C→7N＋－1e；(2)活体中的146C含量不变，生物死亡后，遗骸中的146C按衰变规律变化，设活体中146C的含量为 N 原，遗骸中的146C 含量为 N 余，由半衰期的定义得：1t1t)，N 余＝N 原(，即 0.125＝ ( )22所以t＝3，τ＝5 730年，则 t＝ 17 190 年．τ。
精品人教版高中物理选修3-5学案：第十九章章末
一、对核反应方程及类型的理解 1．四类核反应方程的比较
(1)熟记一些粒子的符号
α粒子(42He)、质子(11H)、中子(10n)、电子(0-1e)、氘核(21H)、氚核(31H)
(2)注意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒．
例1(多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程中，表述正确的是()
A.42He＋2713Al―→3015P＋10n是原子核的人工转变
B.31H＋11H―→42He＋γ是核聚变反应
C.199F＋11H―→168O＋42He是α衰变
D.23592U＋10n―→9038Sr＋13654Xe＋1010n是裂变反应
解析我们要对人工转变、聚变、裂变、衰变的定义作深入认识，根据各种定义可知：A是原子核的人工转变的反应方程式；B是聚变的核反应方程式；C并不是α衰变，而是人工转变，衰变是自发进行的，不受外界因素的影响；D是裂变的核反应方程式．故A、B、D正确．
答案ABD
二、半衰期及衰变次数的计算
1．半衰期：大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间．。
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
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＝＝.。
人教版高中物理选修3-5学案：第十九章学案5核力与结合能
个帅哥帅哥的 ffff5核力与联合能[学习目标 ] 1.认识四种基真互相作用，知道核力的性质.2.能简单解说轻核和重核内中子数、质子数拥有不一样比率的原由.3.知道原子核的联合能和比联合能的观点.4.知道什么是质量亏损，能应用质能方程进行计算．一、核力与四种基真互相作用[导学研究 ] (1)有的同学以为：“原子核内质子间的库仑斥力，与质子、中子间的万有引力均衡而使原子达到稳固状态”，这类说法正确吗？答案不正确．质子之间的库仑力的大小与万有引力的大小相差1035倍，二者相差悬殊，不行能均衡．(2)是什么力战胜质子之间的库仑斥力，使核子联合成一个坚固的原子核的？答案核子间 (质子与质子、中子与中子、质子与中子) 存在着一种比库仑力大得多的核力．[知识梳理 ]核力及特色(1)核力：原子核里的核子间存在着互相作用的核力，核力把核子牢牢地约束在核内，形成稳固的原子核．(2)核力特色①核力是核子间的强互相作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多．②核力是短程力，作用范围在－ 151.5× 10 _m 以内．在大于 0.8× 10－15m 时表现为吸引力，超出 1.5× 10－ 15m 时，核力急剧降落几乎消逝；而距离小于 0.8× 10－15m 时，核力表现为斥力．③每个核子只跟周边的核子发生核力作用，这类性质称为核力的饱和性．④核力与核子能否带电没关，质子与质子间、质子与中子间、中子与中子间都能够有核力作用．(3)四种基真互相作用二位分为Greg[即学即用 ]以下对于核力的说法正确的选项是()A．核力同万有引力没有差别，都是物体间的作用B．核力就是电磁力－ 15C．核力是短程力，作用范围在 1.5×10m 以内D．核力与电荷相关答案C分析核力是短程力，超出 1.5× 10－15 m，核力急剧降落几乎消逝，故C对；核力与万有引力、电磁力不一样，故A 、B 选项错误；核力与电荷没关，故 D 错．二、原子核中质子与中子的比率[导学研究 ] (1)一些较轻的原子核如42He、168O、126C、147N中质子数和中子数有什么关系？答案质子数与中子数相等．238234(2)92U、 90Th等重核中各有多少此中子、多少个质子？较重的原子核中中子数和质子数有什么关系？答案23892U 中含有 92 个质子、 146 此中子；23490Th 中含有 90 个质子， 144 此中子．较重的原子核中中子数大于质子数．(3)试从核力的特色及核力的饱和性对上述现象做出解说，并说明原子核能无穷地增大吗？答案稳固的重原子核里，中子数要比质子数多，因为核力作用范围有限，以及核力的饱和性，假如持续增大原子核，一些核子间距离会大到此间根本没有核力作用，这时即便再增添中子，形成的核也必定是不稳固的，所以原子核不可以无穷地增大．[知识梳理 ]因为核力是短程力及核力的饱和性，自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大概相等，但较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，二者相差越多．[即学即用 ]以下对于原子核中质子和中子的说法，正确的选项是()A．原子核中质子数和中子数必定相等B．稳固的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是特别稳固的D．因为核力的作用范围是有限的，所以不行能无克制地增大原子核而仍稳固存在答案D分析由稳固核的质子数与中子数的关系图象可知，质量越大的原子核内中子数比质子数多得越多，故 A 、B 错误；原子核能够发生衰变，故 C 错误；由核力作用特色可知，核子数越多的原子核越不稳固，故 D 正确．三、联合能[导学研究 ] (1)设有一个质子和一此中子在核力作用下凑近碰撞并联合成一个氘核．质子和中子联合成氘核的过程中是开释能量仍是汲取能量？使氘核分解为质子和中子的过程中呢？答案质子和中子联合成原子核的过程中要开释能量；氘核分解成质子和中子时要汲取能量．(2)如图 1 所示是不一样原子核的比联合能随质量数变化的曲线．图 1①从图中看出，中等质量的原子核与重核、轻核对比比联合能有什么特色？比联合能的大小反应了什么？②比联合能较小的原子核转变为比联合能较大的原子核时是汲取能量仍是开释能量？答案①中等质量的原子核比联合能较大，比联合能的大小反应了原子核的稳固性，比联合能越大，原子核越稳固．②开释能量．[知识梳理 ] 对联合能的理解(1) 联合能：原子核是核子依靠核力联合在一同构成的，要把它们分开，需要能量，这就是原子核的联合能．(2) 比联合能：原子核的联合能与核子数之比称为比联合能．比联合能越大，表示原子核中核子联合得越坚固，原子核越稳固．(3) 核子数较小的轻核和核子数较大的重核，比联合能较小，中等核子数的原子核，比联合能较大．当比联合能较小的原子核转变为比联合能较大的原子核时会开释核能．[即学即用 ] 以下对联合能、比联合能的认识，正确的选项是 ( )A ．全部原子核均拥有联合能B ．自由核子联合为原子核时，可能汲取能量C ．联合能越大的原子核越稳固D ．比联合能越大的原子核越不稳固答案A分析 自由核子联合成原子核的过程中，核力做正功，开释出能量，反之，将原子核分开变为自由核子时需要汲取相应的能量，该能量即为联合能，故A 正确，B 错误；核子许多的原子核的联合能大， 但它的比联合能不必定大， 比联合能的大小反应了原子核的稳固性，故C 、D 均错误．四、质量损失[导学研究 ]9 9 4 12 1 用 α粒子轰击铍 (4Be)核发现中子的核反响方程为 4 2 6nBe ＋ He → C ＋甲同学说： 核反响过程中核子数没变，所以质量是守恒的；乙同学查找资料，各个原子核或核子的质量以下：m ＝9.012 19 u ， m ＝12.000 u ，m ＝ 4.002 6 u ， m ＝ 1． 008 665 u ．BeCα n－ 27kg) ，他经过计算发现反响以后的质量减少了，于是他得出结论：(此中 1 u ＝ 1.660 566× 10 核反响过程中质量消逝了．这两个同学的说法对吗？假如不对错在哪里？你对证量损失是怎样理解的？答案甲同学的说法错误．核反响过程中质量数守恒而不是质量守恒；乙同学的说法错误．质量损失其实不是质量的消逝．对证量损失的理解(1)在核反响中仍恪守质量守恒和能量守恒，所谓的质量损失其实不是这部分质量消逝或质量转变为能量．物体的质量应包含静止质量和运动质量，质量损失是静止质量的减少，减少的静止质量转变为和辐射能量相联系的运动质量．(2)质量损失也不是核子个数的减少，核反响中核子个数是不变的．[知识梳理 ]质量损失和核能的计算(1)对证能方程和质量损失的理解①质能方程爱因斯坦的相对论指出，物体的能量和质量之间存在着亲密的联系，其关系是E＝ mc2.②质量损失：质量损失，其实不是质量消逝，减少的质量在核子联合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．物体质量增添，则总能量随之增添；质量减少，总能量也随之减少，这时质2能方程也写作E＝mc .(2)核能的计算①依据质量损失计算依据核反响方程，计算核反响前后的质量损失m.依据爱因斯坦质能方程E＝mc2计算核能．此中m 的单位是千克， E 的单位是焦耳．②利用原子质量单位u 和电子伏特计算依据 1 原子质量单位 (u)相当于 931.5 MeV 的能量，用核子联合成原子核时质量损失的原子质量单位数乘以931.5 MeV ，即E＝m× 931.5 MeV .此中m的单位是u， E 的单位是MeV.[即学即用 ]依据爱因斯坦的研究成就，物体的能量和质量的关系是E＝ mc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程．质子的质量为m ，中子的质量为m ，氦核的质量为m ，以下关系式正确p nα的是()A ． mα＝(2m p＋ 2m n)B． mα<(2 m p＋ 2m n)C． mα>(2 m p＋ 2m n)D．以上关系式都不正确答案B一、对联合能的理解例 1以下对于联合能和比联合能的说法中，正确的选项是()A．核子联合成原子核汲取的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为联合能B．比联合能越大的原子核越稳固，所以它的联合能也必定越大C．重核与中等质量原子核对比较，重核的联合能和比联合能都大D．中等质量原子核的联合能和比联合能均比轻核的要大分析核子联合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是汲取能量， A 选项错误；比联合能越大的原子核越稳固，但比联合能越大的原子核，其联合能不必定大，比如中等质量原子核的比联合能比重核大，但因为核子数比重核少，其联合能比重核小，B、 C 选项错误；中等质量原子核的比联合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，所以它的联合能也比轻核大， D 选项正确．答案D知识总结联合能、比联合能的对照理解(1)核子联合成原子核时必定开释能量，原子核分开成核子时必定汲取能量．汲取或开释的能量越大，表示原子核的联合能越大．(2)比联合能为联合能与核子数的比值，比联合能越大表示原子核越稳固．一般状况下，中等质量的原子核比轻核和重核的比联合能大．二、质量损失和核能的计算例 2 氘核和氚核聚变时的核反响方程为234121H＋ 1H→ 2He＋ 0n，已知 1H的均匀联合能是1.09MeV ，13H 的均匀联合能是 2.78 MeV ，24He 的均匀联合能是7.03 MeV ，则该核反响开释的能量为 ________ MeV .分析聚变反响前氘核和氚核的总联合能E1＝ (1.09× 2＋2.78× 3) MeV＝10.52 MeV.反响后生成的氦核的联合能E2＝ 7.03× 4 MeV ＝ 28.12 MeV.因为单个核子无联合能，所以聚变过程开释出的能量为E＝ E2－ E1＝(28.12－ 10.52) MeV ＝ 17.6 MeV .答案17.6概括总结计算核能的两种方法：(1)依据质量损失计算①依据核反响方程，计算核反响前后的质量损失m.②依据爱因斯坦质能方程E＝mc2计算核能．此中m 的单位是千克， E 的单位是焦耳．(2)利用均匀联合能来计算核能原子核的联合能＝核子的均匀联合能× 核子数．核反响中反响前系统内全部原子核的总联合能与反响后生成的全部新核的总联合能之差，就是该核反响所开释(或汲取 )的核能．针对训练7α粒子．已知质子的质量是 1.673一个锂核 (3Li) 遇到一个质子的轰击，变为两个－ 27kg，锂核的质量是 11.650 5× 10－27－ 276× 10kg，氦核的质量是 6.646 6×10 kg.(1)写出上述核反响的方程；(2)计算上述核反响开释出的能量．答案714×10－ 12 (1)3Li ＋1H → 22He (2)2.781J分析(1)73Li ＋11H → 242He(2)核反响的质量损失m＝ m Li＋ m p－ 2mα＝(11.650 5 × 10－27＋ 1.673 6× 10－27－ 2× 6.646 6× 10－27) kg ＝ 3.09× 10－29 kg 开释的能量E＝mc2＝ 3.09× 10－29×(3 × 108)2 J＝ 2.781× 10－12 J1． (多项选择 )对于原子核的联合能，以下说法正确的选项是()A．原子核的联合能等于使其完整分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变为α粒子和另一原子核，衰变产物的联合能之和必定大于本来重核的结合能133208C．铯原子核 ( 55Cs)的联合能小于铅原子核( 82Pb)的联合能D．比联合能越大，原子核越不稳固E．自由核子构成原子核时，其质量损失所对应的能量大于该原子核的联合能答案ABC分析联合能是把核子分开所需的最小能量，选项 A 正确；一重原子核衰变为α粒子和另一原子核，存在质量损失，核子比联合能增大，衰变产物的联合能之和必定大于本来重核的联合能，选项 B 正确；核子数越多，联合能越大，选项 C 正确；比联合能也叫均匀联合能，比联合能越大，分开核子所需的能量越大，原子核越稳固，选项 D 错误；自由核子构成原子核时，其质量损失所对应的能量等于该原子核的联合能，选项 E 错误．2．质子、中子和氘核的质量分别为m1、 m2和 m3.当一个质子和一此中子联合成氘核时，释放的能量是 (c 表示真空中的光速 )()A ． (m1＋m2－ m3)c B． (m1－ m2－ m3)cC． (m1＋m2－ m3 )c2D． (m1－ m2－ m3)c2答案C分析由质能方程E＝ mc2，此中m＝m1＋ m2－ m3可得E＝ (m1＋ m2－ m3)c2，选项 C 正确．3．已知氮核质量M N＝ 14.007 53 u，氧 17 核的质量M O＝ 17.004 54 u，氦核质量 M He＝4.00387 u，氢核质量M H＝1.00814417115 u ，试判断：7N＋2He→8O＋1H 这一核反响是汲取能量仍是放出能量？能量变化是多少？(已知 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量 )答案汲取能量 1.2 MeV分析反响前总质量：M N＋ M He＝ 18.011 40 u，反响后总质量：M O＋M H＝ 18.012 69 u.能够看出：反响后总质量增添，故该反响是汲取能量的反响．故E＝ (18.012 69－ 18.011 40)×931.5 MeV ≈ 1.2 MeV .一、选择题 (1～7 为单项选择题， 8 为多项选择题 ) 1．以下对核力的认识正确的选项是()A．任何物体之间均存在核力B．核力宽泛存在于自然界中的核子之间C．核力只存在于质子之间D．核力只发生在相距－15m 内的核子之间，大于－ 151.5× 100.8× 10m 为吸引力，而小于－ 150.8× 10 m 为斥力答案D分析由核力的特色知道，只有相距 1.5× 10－15m 内的核子之间才存在核力，核力发生在质子与质子、质子与中子及中子与中子之间，由此知 D 正确， A、 B、 C 错误．2. 126C 的核由 6 个质子与 6 此中子构成，两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则三种力从大到小的摆列次序是()A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力答案D分析核力是强互相作使劲，是它将核子约束在原子核内；库仑力假如大于核力，原子核内质子就不可以存在于这么小的范围内；万有引力最弱，研究核子间互相作用时万有引力能够忽略．所以 A 、 B、 C 错，选 D.3．原子质量单位为u,1u 相当于 931.5 MeV 的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核联合为质量为M 的原子核时开释出的能量是()个帅哥帅哥的 ffff2A ． (M － m 1－m 2) u × cB ． (m 1＋m 2－ M) u × 931.5 JC ． (m 1＋m 2－ M)cD ． (m 1 ＋m 2－ M)× 931.5 MeV答案D分析 由质能方程E ＝ mc 2 知 C 选项错误；而m ＝ m 1＋ m 2－M ，即反响前总质量减反响 后的总质量，故 A 错误， B 选项单位错误，选项D 正确．4．某核反响方程为 12H ＋13 H → 24He ＋ X. 已知 12H 的质量为 2.013 6 u ，13H 的质量为 3.018 0 u ，24He 的质量为 4.002 6 u ，X 的质量为 1.008 7 u ．则以下说法中正确的选项是 ()A ． X 是质子，该反响开释能量B ． X 是中子，该反响开释能量C ． X 是质子，该反响汲取能量D ． X 是中子，该反响汲取能量答案B分析 依据核反响过程质量数、电荷数守恒，可得23411H ＋ 1H →2He ＋0X ， X 为中子，在该反响发生前反响物的总质量m 1＝2.013 6 u ＋ 3.018 0 u ＝ 5.031 6 u ，反响后产物总质量 m 2＝4.002 6u ＋ 1.008 7 u ＝ 5.011 3 u ．总质量减少，出现了质量损失，故该反响开释能量．5．如图 1 所示是描绘原子核核子的均匀质量 m 与原子序数 Z 的关系曲线， 由图可知以下说法正确的选项是 ( )图 1A ．将原子核 A 分解为原子核B 、C 可能汲取能量个帅哥帅哥的 ffffB ．将原子核C ．将原子核D ．将原子核 D 、E 联合成原子核F 可能汲取能量A 分解为原子核B 、 F 必定开释能量F 、 C 联合成原子核 B 必定开释能量答案C分析因 B 、C 核子均匀质量小于 A 的核子均匀质量，故 A 分解为 B 、C 时，会出现质量亏损，故放出核能，故 A 错．同理可得 B 、D 错， C 正确．6．雷蒙德 ·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子 (νe )而获取了 2002 年度诺贝尔物理学奖，他探测电子中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t 四氯乙烯 (C 2 Cl 4)溶液的巨桶，电子中微子能够将一个氯核转变为一个氩核，其核反响方程式为 ν＋ 37 37 0－37e 17Cl → 18Ar ＋ 1e ，已知 17Cl核的质量为 36.956 58 u ，37－1e 的质量为0.000 55 u,1 u 质量对18Ar 核的质量为 36.956 91 u ， 0 应的能量为 931.5 MeV.依据以上数据，能够判断参加上述反响的电子中微子的最小能量为()A ． 1.33 MeVB ． 0.82 MeVC ． 0.51 MeVD ． 0.31 MeV答案B分析 依据 1 原子质量单位 (u)相当于 931.5 MeV 的能量， 则E ＝ m × 931.5 MeV ＝ (36.95691＋ 0.000 55－ 36.956 58)× 931.5 MeV ≈ 0.82 MeV . 7．中子 n 、质子 p 、氘核 D 的质量分别为 m n 、 m p 、m D .现用光子能量为 E 的 γ射线照耀静止氘核使之分解，核反响方程为γ＋ D → p ＋ n ，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是 ()A.12[(m D － m p －m n )c 2－ E]12B. [(m D ＋ m n － m p )c ＋ E]1 2C.2[(m D－m p － m n )c＋E]12D. [(m D ＋ m n － m p )c －E]答案C分析因为轻核聚变时放出能量，质量损失，所以氘核分解为核子时，要汲取能量，质量增加，此题核反响过程中γ射线能量 E 对应质量的增添和中子与质子动能的产生，即 E＝ mc221212＋2E k＝ (m p＋ m n－ m D)c＋ 2E k得 E k＝2[E－ (m p＋ m n－ m D )c ]＝2[( m D－ m p－ m n)c＋ E]，应选C.8．为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005 年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝ mc2，以下说法中正确的选项是()A ． E＝ mc2定量地指出了物体拥有的能量与其质量之间的关系B．依据E＝mc2能够计算核反响中开释的核能C．一此中子和一个质子联合成氘核时，开释出核能，表示此过程中出现了质量损失D． E＝ mc2中的 E 是发生核反响中开释的核能答案ABC分析E＝ mc2中的 E 表示物体拥有的总能量，m 表示物体的质量，故A说法正确；对于E ＝mc2表示的意义是当物体的能量增添或减少 E 时，它的质量也会相应地增添或减少m，故 B 说法正确；只有当出现质量损失时，才能开释核能，故 C 说法正确；公式E＝mc2中，E 为质量为m 的物体所对应的能量，而非核反响中开释的能量， D 错误．二、非选择题9．已知质子的质量是 1.008 665 u 、中子的质量也是 1.008 665 u ，氢原子的质量是 1.007 825 u，碳原子的质量是12.000 000 u,12 个核子联合成碳原子核时，质量损失是________，碳原子核的比联合能是________．(1 u 相当于 931.5 MeV 的能量 )答案0.098 940 u7.68 MeV10.31H 的质量是 3.016 050 u ，质子的质量是 1.007 277 u ，中子的质量是 1.008 665 u ． 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量，求： ( 计算结果保存三位有效数字)(1)一个质子和两此中子联合为氚核时，是汲取仍是放出能量？该能量为多少？(3)假如此能量是以光子形式放出的，则光子的频次是多少？答案(1)放出能量 7.97 MeV(2)7.97 MeV 2.66 MeV(3)1.92 ×1021 Hz分析(1)一个质子和两此中子联合成氚核的核反响方程是1131H＋20 n→ 1H，反响前各核子总质量为m p＋ 2m n＝ 1.007 277 u＋ 2×1.008 665 u＝ 3.024 607 u ，反响后新核的质量为m H＝ 3.016 050 u ，质量损失为m＝ 3.024 607 u－ 3.016 050 u＝ 0.008 557 u因反响前的总质量大于反响后的总质量，故此核反响开释能量．开释的核能为E＝ 0.008 557× 931.5 MeV ≈ 7.97 MeV . (2) 氚核的联合能即为E＝7.97 MeV .它的比联合能为E≈ 2.66 MeV. 3(3)放出光子的频次为E7.97×106× 1.6×10－1921ν＝h＝ 6.63×10－34Hz ≈ 1.92× 10 Hz.11．一个静止的镭核226222226 质量为88Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核86Rn.已知镭核226.025 4 u，氡核 222 质量为 222.016 3 u，放出粒子的质量为 4.002 6 u,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量．(1)写出核反响方程；(2)求镭核衰变放出的能量；(3)若衰变放出的能量均转变为氡核和放出粒子的动能，求放出粒子的动能．答案(1) 22688Ra→22286Rn＋42He (2)6.05 MeV(3)5.94 MeV分析(1)核反响方程为2262224 88Ra→ 86Rn＋ 2He.(2)镭核衰变放出的能量为E＝ m·c2＝(226.025 4 － 4.002 6－222.016 3) × 931.5 MeV≈6.05 MeV.(3) 镭核衰变前静止，镭核衰变时动量守恒，则由动量守恒定律可得m Rn v Rn－ mαvα＝ 0①又因为衰变放出的能量转变为氡核和α粒子的动能，则E＝1v212②mRn ＋m v2Rn2α α由①② 可得αm Rn222.016 3×6.05 MeV ≈ 5.94 MeV . E＝·ΔE＝Rn＋mα222.016 3＋4.002 6m。
人教版高中物理选修3-5全册教案19.5 核力与结合能
1．核力与四种基本相互作用(板书)
点拨：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。
基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核,后来的实验证实了科学家的猜测.
问：那么核力有怎样特点呢?
学生：阅读教材核力的特点部分，讨论、总结并回答核力特点：
（1）核力是强相互作用(强力)的一种表现。
（2）核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m之内。
（3）核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。
教师总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。
点评：通过学生自主学习培养学生的自学能力，同时通过讨论激发学习兴趣。
教师讲述：四种基本相互作用力
弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：
①弱力（弱相互作用）：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力
②强力（强相互作用）：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力
③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体。→长程力
点评：质量亏损与质量与能量的关系是本节的难点。
学生很容易从字面上得出错误结论：
2017-2018学年高中物理选修3-5教学案：第十九章第1节原子核的组成含解析
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。
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（9，4Be)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，Z 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。
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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10－10m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(94Be)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AX，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。
Z7．同位素具有相同的质子数而中子数不同的原子互称同位素。
1．自主思考——判一判(1)放射性元素发出的射线可以直接观察到。
(×)(2)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。
(×)(3)放射性元素的放射性都是自发的现象。
(√)(4)α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速。
(×)(5)β射线能穿透几毫米厚的铅板。
(×)(6)γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱。
(√)2．合作探究——议一议(1)是否所有的元素都具有放射性？提示：原子序数大于或等于83的元素都具有放射性，原子序数小于83的元素很少具有放射性。
(2)要判断三种射线是否带电以及带正电荷还是负电荷，可以用什么方法？提示：方法一：让射线垂直磁场方向射入磁场，发生偏转的带电，不偏转的不带电。
对于发生偏转的射线，根据偏转方向与磁场方向和速度方向的关系，依据左手定则可以判断带正电荷还是带负电荷。
方法二：让射线垂直电场方向射入电场，发生偏转的带电，不偏转的不带电。
对于发生偏转的射线，根据偏转方向与电场方向的关系，依据电荷受力方向与电场强度方向的关系，可以判断带正电荷还是带负电荷。
(3)同一种元素的几种同位素，它们的化学性质相同吗？为什么？提示：相同。
因为同位素具有相同的质子数，所以具有相同的核外电子数，元素的化学性质取决于核外电子，所以同位素的化学性质相同。
1．α、β、γ射线性质、特征比较2．三种射线在电场和磁场中的偏转19-1-1(1)在匀强电场中，γ射线不发生偏转，做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，β粒子的偏移大，如图19-1-1所示。
位移x 可表示为x ＝12at 2＝12·qE m ⎝⎛⎭⎫y 0v 2∝q m v 2 所以，在同样条件下β粒子与α粒子偏移之比为x βx α＝e 2e ×411 836×⎝⎛⎭⎫110c 2⎝⎛⎭⎫99100c 2＝37。
(2)在匀强磁场中：γ射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，如图19-1-2所示。
图19-1-2根据q v B ＝m v 2R 得R ＝m v qB ∝m v q所以，在同样条件下β粒子与α粒子的轨道半径之比为R βR α＝11 8364×99100c c 10×2e e ＝1371。
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] 如图19-1-3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，MN 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19-1-3B竖直向下αβC垂直纸面向里γβD垂直纸面向外γα[思路点拨]解答此题应注意以下两点：(1)能够穿过厚纸板的只有β和γ射线，α射线无法穿过。
(2)γ射线不偏转，β射线在磁场中的偏转情况符合左手定则。
[解析]R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用，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三种射线的比较方法(1)知道三种射线带电的性质，α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电。
α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，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α和β射线，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线。
(3)α射线穿透能力较弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强。
1.如图19-1-4所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L 后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是()图19-1-4A．α和β的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的混合放射源D．纯γ放射源解析：选C在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。
因此放射源可能是α和γ的混合放射源。
2．如图19-1-5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19-1-5A．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射线解析：选Cγ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D项错；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏，故④表示α射线，C项对。
3.如图19-1-6所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)。
调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线的照射，则下面判断正确的是()图19-1-6A．射到b点的一定是α射线B．射到b点的一定是β射线C．射到b点的一定是α射线或β射线D．射到b点的一定是γ射线解析：选Cγ射线不带电，在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到a点，选项D错误。
调整E和B的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可以使带负电的β射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即qE ＝qB v 。
已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当α粒子沿直线前进时，速度较大的β粒子向右偏转；当β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也向右偏转，故选项C 正确，A 、B 错误。
1．原子核的大小、组成和同位素原子核⎩⎪⎨⎪⎧ 大小：很小，半径为10－15～10－14 m 组成⎩⎨⎧ 质子⎩⎪⎨⎪⎧ 电量e ＝＋1.6×10－19 C 质量m p ＝1.672 623 1×10－27 kg 中子⎩⎪⎨⎪⎧ 电量e ＝0质量m n ＝1.674 928 6×10－27 kg 同位素：质子数相同，中子数不同的原子核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．对核子数、电荷数、质量数的理解(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 )：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。
(3)质量数(A )：原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数。
4．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] 已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。
试问：(1)镭核中有多少个质子？多少个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，核外有多少个电子？[思路点拨](1)原子核的核电荷数、质子数、核外电子数具有相等的关系。
(2)原子核的质量数等于核子数。
[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)88138(2)1.41×10－17 C(3)88原子核的“数”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。