資源簡介

1．原子核的組成
[學習任務]　任務1．了解放射現象和放射性元素。
任務2．知道三種射線的特性，了解原子核的組成，會正確書寫原子核符號。
任務3．通過對原子核結構的探究，感悟探索微觀世界的研究方法，強化證據意識和推理能力。
[問題初探]　問題1．射線來自哪里？放射現象說明了什么？
問題2．三種射線通過電(或磁)場時徑跡有何特點？
問題3．三種射線的穿透能力有何特點？
問題4．怎樣確定質子是原子核的組成部分？
[思維導圖]
　天然放射現象　射線的本質
[鏈接教材]　1896年，法國物理學家貝克勒爾發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線，它能穿透黑紙使照相底片感光。
思考一下，是太陽激發鈾發出熒光，還是鈾自身發出射線使底片感光呢？什么是天然放射現象呢？有的裝飾建材為什么會有放射性？是否可以用物理方法或化學方法消除其放射性呢？
提示：是鈾元素自身發出射線使底片感光；物質發出射線的性質稱為放射性，放射性元素自發地發出射線的現象叫作天然放射現象；裝飾建材中含有放射性物質時就會發出射線，從而具有放射性；由于放射性是原子核本身的性質，故不能用物理方法或化學方法消除其放射性。
1．天然放射現象
(1)1896年，法國物理學家貝克勒爾發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線。
(2)放射性：物質發出射線的性質。
(3)放射性元素：具有放射性的元素。
(4)原子序數大于83的元素，都能自發地發出射線，原子序數小于或等于83的元素，有的也能發出射線。
(5)瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發現了兩種放射性更強的新元素，命名為釙、鐳。
2．三種射線
(1)α射線：是α粒子流，其組成與氦原子核相同。速度可達到光速的，其電離能力強，穿透能力較弱，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它擋住。
(2)β射線：是電子流，速度可以接近光速，它的電離作用較弱，穿透能力較強，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。
(3)γ射線：呈電中性，是一種電磁波，波長很短，在10-10 m以下，它的電離作用更弱，但穿透能力更強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土。
[微提醒]　三種射線的穿透能力示意圖
放射性元素釋放出的α、β、γ三種射線進入帶異種電荷的兩板間的偏轉情況如圖所示。
問題1．①、②、③分別是什么射線？
問題2．α射線和β射線在電場中做哪種運動？
問題3．在相同的條件下，為什么β射線的偏移量大。
提示：1．由放射現象中α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電，結合在電場中的偏轉可知，①是β射線，②是γ射線，③是α射線。
2．兩種射線垂直進入電場做類平拋運動。
3．在同樣的條件下，β粒子的偏移量大，粒子沿電場方向上做初速度為零的勻加速直線運動，偏移量x可表示為x＝at2＝·∝，所以，在同樣條件下β與α粒子偏移量之比為＝××≈37＞1。
1．三種射線的判斷方法
(1)磁偏轉：放射源發出射線進入磁場后，出現三條不同的運動軌跡(如圖所示)，說明其中的兩束射線是帶電粒子。根據左手定則，可以判斷出向左偏的是α射線，向右偏的是β射線。
(2)電偏轉：帶電粒子在電場中會受到電場力的作用(如圖所示)，沿電場線方向偏轉的是α射線，逆著電場線方向偏轉的是β射線。
2．對元素的放射性的理解
(1)元素的放射性與該元素的存在形式無關：放射性元素無論以單質或化合物形式存在都具有放射性。
(2)放射性的強度不受溫度、外界壓強的影響。
(3)射線與原子核外的電子無關，射線來自原子核。
(4)元素的放射性說明原子核內部是有結構的。
【典例1】　(射線的判斷)如圖所示，放射源放在鉛塊上的細孔中，鉛塊上方有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向外。已知放射源放出的射線有α、β、γ三種，下列判斷正確的是(　　)
A．甲是α射線，乙是γ射線，丙是β射線
B．甲是β射線，乙是γ射線，丙是α射線
C．甲是γ射線，乙是α射線，丙是β射線
D．甲是α射線，乙是β射線，丙是γ射線
B　[α射線是高速氦核流，帶正電荷；β射線是高速電子流，帶負電荷。根據左手定則，α射線受到的洛倫茲力方向向右，β射線受到的洛倫茲力方向向左，故丙是α射線，甲是β射線。γ射線是光子流，光子是電中性的，在磁場中的運動軌跡不會發生偏轉，故乙是γ射線。B正確。]
　判別三種射線的要點
(1)三種射線的本質特點
①α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電，α射線、β射線是實物粒子，而γ射線是光子流，屬于電磁波的一種。
②α射線、β射線都可以在電場或磁場中偏轉，但偏轉方向不同，γ射線則不發生偏轉。
(2)三種射線在勻強電場和勻強磁場中的偏轉特點①在同一勻強電場中，在相同條件下，α射線偏移量較小，β射線偏移量較大，γ射線不偏移。
②在同一勻強磁場中，在相同條件下，α射線偏轉半徑較大，β射線偏轉半徑較小，γ射線不偏轉。
【典例2】　(射線的性質)如圖所示，x為未知放射源，它向右方放出射線，p為一張厚度為0.5 mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側是一真空區域，內有較強磁場，q為熒光屏，h是觀察裝置。實驗時，若將磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，再將鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，則可知放射源x可能為(　　)
A．α射線和β射線的混合放射源
B．α射線和γ射線的混合放射源
C．β射線和γ射線的混合放射源
D．α射線、β射線和γ射線的混合放射源
B　[將強磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，說明磁場對穿過p的射線粒子沒有影響，可知射到屏上的是不帶電的γ射線；再將厚度為0.5 mm左右的薄鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，說明熒光屏除接收到γ射線外，又接收到了原來被薄鋁箔p擋住的射線，而厚度為0.5 mm左右的鋁箔能擋住的只有α射線，所以此放射源可能是α射線和γ射線的混合放射源。故正確選項為B。]
【典例3】　(射線性質的應用)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裝置，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
C　[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，應選用穿透能力最強的射線，即γ射線。γ射線能穿透薄金屬板，當金屬內部有傷痕時，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。]
　原子核的組成
1．質子的發現：1919年，盧瑟福用鐳放射出的α粒子轟擊氮原子核發現了質子，質子是原子核的組成部分。2．中子的發現：盧瑟福猜想，原子核內可能存在著一種質量與質子相同，但不帶電的粒子，稱為中子。查德威克通過實驗證實了這個猜想。
3．原子核的組成：原子核由質子和中子組成，質子和中子統稱為核子。
4．原子核的符號
5．同位素：核中質子數相同而中子數不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。例如，氫有三種同位素，分別叫作氕、氘、氚，符號分別是、、。
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現了質子，如圖所示為α粒子轟擊氮原子核的示意圖。
問題1．人們用α粒子轟擊多種原子核，都打出了質子，說明了什么問題？
問題2．絕大多數原子核的質量數都大于其質子數，說明了什么問題？
提示：1．說明質子是原子核的組成部分。
2．說明原子核中除了質子外還有其他粒子。
1．原子核(符號)
原子核
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
(1)同位素指質子數相同、中子數不同的原子。
(2)原子核內的質子數決定了核外電子的數目，進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，但它們的中子數不同，所以它們的物理性質不同。
【典例4】　(原子核的組成)(多選)下列說法正確的是(　　)
X與互為同位素
X與互為同位素
X與中子數相同
U核內有92個質子，235個中子
BC　[A錯誤：與的質子數不同，不能互為同位素。B正確：與質子數都為m，而質量數不同，則中子數不同，所以互為同位素。C正確：核內中子數為n－Y核內中子數為(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子數相同。D錯誤：核內有143個中子，而不是235個中子。]
1．2022年10月，中國科學院近代物理研究所使用蘭州重離子加速器與中國超重元素研究加速器裝置，成功合成了新核素錒，錒204的中子數為(　　)
A．115 　 B．89
C．204 　 D．293
A　[新核素錒204的質子數為89，質量數為204，所以中子數為204－89＝115。]
2．(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，射線從其右端小孔中水平向右射出，在鉛盒和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法正確的有(　　)
A．打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線和β射線
B．α射線和β射線的軌跡是拋物線
C．α射線和β射線的軌跡是圓弧
D．在鉛盒和熒光屏間再加一個方向豎直向下、電場強度大小適當的勻強電場，可能使屏上的亮斑只剩下b
AC　[由左手定則可知，粒子向右射出后，在勻強磁場中α粒子受到的洛倫茲力向上，β粒子受到的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧，故A、C正確，B錯誤；若要使屏上亮斑只剩b，則應使qαvαB＝qαE，qβvβB＝qβE，即vα＝vβ＝，而事實上，vα≠vβ，故D錯誤。]
3．(多選)科學家們發現一種只由四個中子構成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱之為“零號元素”。下列有關“四中子”粒子的說法正確的是(　　)
A．該粒子不顯電性
B．在周期表中與氫元素占同一位置
C．該粒子質量比氫原子小
D．該粒子質量數為4
AD　[A正確，B錯誤：由題意可知，此粒子是由四個中子構成的，所以它的電荷數為零，不顯電性。C錯誤，D正確：該粒子的質量數為4，故質量比氫原子大。]
4．α、β和γ射線穿透物質的能力是不同的，為把輻射強度減到一半，所需鋁板的厚度分別為0.000 5 cm、0.05 cm和8 cm，而鋼板降低輻射強度的能力比鋁板強一些。工業部門可以使用射線來測厚度。如圖所示，軋鋼廠的熱軋機上可以安裝射線測厚儀，探測器探測到的射線強度與鋼板的厚度有關，軋出的鋼板越厚，透過的射線越弱。因此，將射線測厚儀接收到的信號輸入計算機，就可以對鋼板的厚度進行自動控制。如果鋼板的厚度需要控制為5 cm，請推測測厚儀使用的射線是(　　)
A．α射線 　 B．β射線
C．γ射線 　 D．可見光
C　[根據α、β、γ三種射線的特點可知，γ射線穿透能力最強，電離作用最弱；α射線電離作用最強，穿透能力最弱，為了準確控制鋼板的厚度，探測射線應該用γ射線，選項C正確。]
回歸本節知識，完成以下問題：
1．在α、β、γ三種射線中，哪種電離作用最強？哪種貫穿本領最大？哪種是電磁波？哪種帶正電？
提示：α射線；γ射線；γ射線；α射線。
2．原子核的符號是，核電荷數、中子數與A、Z間有哪些數量關系？
提示：①核電荷數＝質子數(Z)＝核外電子數；
②質量數(A)＝核子數＝質子數(Z)＋中子數。
3．什么是同位素？
提示：具有相同質子數、不同中子數的原子。
課時分層作業(十八)
?題組一　天然放射現象
1．下列敘述不符合物理學事實的是(　　)
A．黑體只吸收電磁波，不反射電磁波，看上去是黑的
B．湯姆孫通過對陰極射線的研究發現了電子，從而揭示了原子有復雜結構
C．盧瑟福依據α粒子散射實驗的結果，提出了原子的核式結構模型
D．貝克勒爾發現的天然放射現象，說明原子核具有復雜的結構
A　[黑體可以完全吸收電磁波而不發生反射，同時自身可以有較強的輻射，所以看上去不一定是黑的，故A錯誤，符合題意；湯姆孫通過對陰極射線的研究發現了電子，從而揭示了原子是有復雜結構的，故B正確，不符合題意；盧瑟福通過對α粒子散射實驗結果的分析，提出了原子核式結構模型，故C正確，不符合題意；貝克勒爾發現的天然放射現象，說明原子核有復雜的結構，故D正確，不符合題意。故選A。]
2．天然放射現象的發現揭示了(　　)
A．原子是可分的
B．原子的中心有一個很小的核
C．原子核具有復雜的結構
D．原子核由質子和中子組成
C　[天然放射現象的發現揭示了原子核具有復雜的結構。故選C。]
?題組二　射線的本質
3．天然放射性元素放出的α、β、γ射線中(　　)
A．三種射線的速度相同
B．α射線的穿透本領最強
C．β射線的本質是高速運動的電子流
D．γ射線在真空中的速度比X射線的大
C　[α射線的速度可達0.1c，β射線的速度可達0.99c，γ射線的速度為c，故A錯誤；三種射線中，α射線的穿透本領最弱，故B錯誤；β射線的本質是高速運動的電子流，故C正確；γ射線和X射線都是電磁波，它們在真空中的速度相同，故D錯誤。]
4．(多選)將α、β、γ三種射線分別射入勻強磁場和勻強電場，下列射線偏轉情況正確的是(　　)
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
AD　[A正確，B錯誤：因α射線是高速氦核流，一個α粒子帶兩個正電荷，根據左手定則，α射線受到的洛倫茲力向左；β射線是高速電子流，帶負電荷，根據左手定則，β射線受到的洛倫茲力向右；γ射線是光子流，不帶電，故在磁場中不受磁場的作用力，軌跡不會發生偏轉，由R＝可知，＝≈＜1，則α粒子的軌跡半徑大。C錯誤，D正確：根據電荷所受電場力特點可知，向左偏轉的為β射線，不偏轉的為γ射線，向右偏轉的為α射線，由y＝at2＝··＝可知，對于某一確定的x值，α粒子偏移量小。]
5．(多選)目前，在居室裝修中經常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，放射出的α、β、γ射線會導致細胞發生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據有關放射性的知識可知，下列說法正確的是(　　)
A．將α、β、γ射線垂直射入勻強電場中，可以通過偏轉的情況將它們分辨出來
B．放射出的β射線的速度等于光速
C．γ射線一般伴隨著α射線或β射線產生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱
D．三種射線中，電離能力和穿透能力最強的是α射線
AC　[A正確：α、β、γ射線分別帶正電、負電、不帶電，則將α、β、γ射線垂直射入勻強電場中，可以通過偏轉的情況將它們分辨出來。B錯誤：放射出的β射線的速度接近光速。C正確：γ射線一般伴隨著α射線或β射線產生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱。D錯誤：α射線的穿透能力最弱，電離能力最強，γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱。]
6．如圖所示是科學史上一張著名的實驗照片，顯示一個帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運動的徑跡。云室放置在勻強磁場中，磁場方向垂直照片向里。云室中橫放的金屬板對粒子的運動起阻礙作用。分析此徑跡可知粒子(　　)
A．帶正電，由下往上運動
B．帶正電，由上往下運動
C．帶負電，由上往下運動
D．帶負電，由下往上運動
A　[由于金屬板對粒子有阻礙作用，粒子穿過金屬板后速度減小，由r＝可知在同一勻強磁場中運動半徑減小，由題圖知金屬板下面半徑大于上面的半徑，所以粒子從下向上穿過金屬板，磁場方向垂直照片向里，由所受洛倫茲力方向指向圓心位置，根據左手定則判斷該粒子應帶正電。]
?題組三　原子核的組成
7．原子核表示(　　)
A．的質量數為90　　 B．核內有234個質子
C．核內有144個中子 　 D．核內有90個核子
C　[原子核，234表示質量數，即234個核子，90表示核電荷數，即90個質子，故核內中子數為234－90＝144，故選C。]
8．在元素周期表中查到鉛的原子序數為82，一個鉛原子質量數為207，下列說法正確的是(　　)
A．核外有82個電子，核內有207個質子
B．核內有82個電子、125個中子
C．核內有82個質子、207個中子
D．核內有82個質子、207個核子
D　[在元素周期表中查到鉛的原子序數為82，即一個鉛原子中有82個質子，由于原子是電中性的，則核外電子數為82。根據質量數(核子數)等于質子數與中子數之和可知，鉛原子核的中子數為207－82＝125，故D正確，A、B、C錯誤。故選D。]
9．下列表示某種元素的各同位素間的質量數(A)、質子數(Z)和中子數(N)三者關系的圖像正確的是(　　)
A　　　　　　　B
C　　　　　　　　D
B　[B正確：各同位素間的質子數相同，為一定值，同位素的質量數不同。A、C、D錯誤：同位素的質子數相同，中子數不同，質量數等于質子數加中子數，則有A＝Z＋N且質子數不可能為零，即Z＞0為常數，中子數可能為零即N≥0，整理得N＝A－Z，A-N圖像和N-A圖像應該與A軸正半軸有截距。]
10．如圖所示，在某次實驗中，把放射性元素放入鉛制成的容器中，射線只能從容器的小孔射出。在小孔前Q處放置一張黑紙，在黑紙后P處放置照相機底片，Q、P之間有垂直紙面的勻強磁場(圖中未畫出)，整個裝置放在暗室中。實驗中發現，照相機底片的a、b兩處感光(b處正對鉛盒的小孔)，則下列說法正確的是(　　)
A．該實驗說明原子具有復雜的結構
B．Q、P之間的勻強磁場方向垂直紙面向里
C．通過分析可知，打到a處的射線為β射線
D．此放射性元素放出的射線中只有α射線和β射線
C　[該實驗說明原子核具有復雜的結構，故A錯誤；照相機底片的a、b兩處感光，說明有β射線與γ射線穿過黑紙，因此打在b處的應是γ射線，打在a處的應是β射線，再依據左手定則，可知磁場方向垂直紙面向外，故B錯誤，C正確；此放射性元素放出的射線中可能有α射線，一定有β射線與γ射線，故D錯誤。]
11．在暗室的真空管裝置中做如下實驗：在豎直放置的平行金屬板間的勻強電場中，有一個能產生α、β、γ三種射線的放射源，從放射源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場，如圖所示，在與放射源距離為H高處水平放置兩張疊放著的涂藥面朝下的顯影紙(比一般紙厚且堅韌的涂有感光藥的紙)，經射線照射一段時間后使兩張顯影紙顯影。
(1)上面的顯影紙有幾個暗斑？各是什么射線的痕跡？
(2)下面的顯影紙顯出3個暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比。
(3)若在此空間再加上與電場方向垂直的勻強磁場，一次使α射線不偏轉，一次使β射線不偏轉，則兩次所加勻強磁場的磁感應強度之比是多少？(已知mα＝4 u，mβ＝ u，vα＝，vβ≈c)
[解析]　(1)一張顯影紙即可擋住α射線，所以上面的顯影紙有2個暗斑，分別是β、γ射線的痕跡。
(2)根據x＝at2，而a＝，t＝
可得x＝
所以xα∶xβ＝∶≈5∶184。
(3)由于qE＝qvB，所以B＝∝
可得Bα∶Bβ＝vβ∶vα＝10∶1。
[答案]　(1)2個　β、γ射線　(2)5∶184　(3)10∶1
12．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對航天員構成了很大的威脅，現有一束射線(含有α、β、γ三種射線)。
(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡單的辦法除去α射線？
(2)余下的β和γ射線經過如圖所示的一個使它們分開的磁場區域，請畫出β和γ射線進入磁場區域后軌跡的示意圖。
(3)磁場可以區分β和γ射線，但對α射線和γ射線的區分不太明顯，為什么？(已知α粒子的質量約是β粒子質量的8 000倍，α射線速度約為光速的，β射線速度約為光速)
[解析]　(1)α射線穿透能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線。
(2)γ射線不帶電，垂直進入磁場中不會受到洛倫茲力，故不偏轉；由左手定則可判斷出β射線進入磁場時受豎直向上的洛倫茲力，軌跡如圖所示。
(3)根據R＝，對α射線有R1＝
對β射線有R2＝，故＝＝400
α射線穿過磁場時，半徑很大，幾乎不偏轉，故與γ射線區分不太明顯。
[答案]　見解析(共38張PPT)
1．原子核的組成
第五章　原子核
整體感知·自我新知初探
[學習任務]　任務1．了解放射現象和放射性元素。
任務2．知道三種射線的特性，了解原子核的組成，會正確書寫原子核符號。
任務3．通過對原子核結構的探究，感悟探索微觀世界的研究方法，強化證據意識和推理能力。
[問題初探]　問題1．射線來自哪里？放射現象說明了什么？
問題2．三種射線通過電(或磁)場時徑跡有何特點？
問題3．三種射線的穿透能力有何特點？
問題4．怎樣確定質子是原子核的組成部分？
[思維導圖]
探究重構·關鍵能力達成
[鏈接教材]　1896年，法國物理學家貝克勒爾發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線，它能穿透黑紙使照相底片感光。
思考一下，是太陽激發鈾發出熒光，還是鈾自身發出射線使底片感光呢？什么是天然放射現象呢？有的裝飾建材為什么會有放射性？是否可以用物理方法或化學方法消除其放射性呢？
知識點一　天然放射現象　射線的本質
提示：是鈾元素自身發出射線使底片感光；物質發出射線的性質稱為放射性，放射性元素自發地發出射線的現象叫作天然放射現象；裝飾建材中含有放射性物質時就會發出射線，從而具有放射性；由于放射性是原子核本身的性質，故不能用物理方法或化學方法消除其放射性。
1．天然放射現象
(1)1896年，法國物理學家________發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線。
(2)放射性：物質發出____的性質。
(3)放射性元素：具有放射性的元素。
(4)原子序數大于___的元素，都能自發地發出射線，原子序數小于或等于___的元素，有的也能發出射線。
(5)瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發現了兩種放射性更強的新元素，命名為______。
貝克勒爾
射線
83
83
釙、鐳
氦原子核
一張紙
電離
鋁板
電磁波
電離
鉛板
[微提醒]　三種射線的穿透能力示意圖
放射性元素釋放出的α、β、γ三種射線進入帶異種電荷的兩板間的偏轉情況如圖所示。
問題1．①、②、③分別是什么射線？
問題2．α射線和β射線在電場中做哪種運動？
問題3．在相同的條件下，為什么β射線的偏移量大。
1．三種射線的判斷方法
(1)磁偏轉：放射源發出射線進入磁場后，出現三條不同的運動軌跡(如圖所示)，說明其中的兩束射線是帶電粒子。根據左手定則，可以判斷出向左偏的是α射線，向右偏的是β射線。
(2)電偏轉：帶電粒子在電場中會受到電場力的作用(如圖所示)，沿電場線方向偏轉的是α射線，逆著電場線方向偏轉的是β射線。
2．對元素的放射性的理解
(1)元素的放射性與該元素的存在形式無關：放射性元素無論以單質或化合物形式存在都具有放射性。
(2)放射性的強度不受溫度、外界壓強的影響。
(3)射線與原子核外的電子無關，射線來自原子核。
(4)元素的放射性說明原子核內部是有結構的。
【典例1】　(射線的判斷)如圖所示，放射源放在鉛塊上的細孔中，鉛塊上方有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向外。已知放射源放出的射線有α、β、γ三種，下列判斷正確的是(　　)
A．甲是α射線，乙是γ射線，丙是β射線
B．甲是β射線，乙是γ射線，丙是α射線
C．甲是γ射線，乙是α射線，丙是β射線
D．甲是α射線，乙是β射線，丙是γ射線
√
規律方法　判別三種射線的要點
(1)三種射線的本質特點
①α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電，α射線、β射線是實物粒子，而γ射線是光子流，屬于電磁波的一種。
②α射線、β射線都可以在電場或磁場中偏轉，但偏轉方向不同，γ射線則不發生偏轉。
(2)三種射線在勻強電場和勻強磁場中的偏轉特點①在同一勻強電場中，在相同條件下，α射線偏移量較小，β射線偏移量較大，γ射線不偏移。
②在同一勻強磁場中，在相同條件下，α射線偏轉半徑較大，β射線偏轉半徑較小，γ射線不偏轉。
【典例2】　(射線的性質)如圖所示，x為未知放射源，它向右方放出射線，p為一張厚度為0.5 mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側是一真空區域，內有較強磁場，q為熒光屏，h是觀察裝置。實驗時，若將磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，再將鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，則可知放射源x可能為(　　)
A．α射線和β射線的混合放射源
B．α射線和γ射線的混合放射源
C．β射線和γ射線的混合放射源
D．α射線、β射線和γ射線的混合放射源
√
B　[將強磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，說明磁場對穿過p的射線粒子沒有影響，可知射到屏上的是不帶電的γ射線；再將厚度為0.5 mm左右的薄鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，說明熒光屏除接收到γ射線外，又接收到了原來被薄鋁箔p擋住的射線，而厚度為0.5 mm左右的鋁箔能擋住的只有α射線，所以此放射源可能是α射線和γ射線的混合放射源。故正確選項為B。]
【典例3】　(射線性質的應用)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裝置，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
√
C　[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，應選用穿透能力最強的射線，即γ射線。γ射線能穿透薄金屬板，當金屬內部有傷痕時，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。]
1．質子的發現：1919年，盧瑟福用鐳放射出的_____轟擊氮原子核發現了質子，質子是______的組成部分。
2．中子的發現：盧瑟福猜想，原子核內可能存在著一種質量與質子____，但______的粒子，稱為中子。查德威克通過實驗證實了這個猜想。
3．原子核的組成：原子核由__________組成，質子和中子統稱為____。
知識點二　原子核的組成
α粒子
原子核
相同
不帶電
質子和中子
核子
質子數
中子數
質子數
質子數
中子數
同一位置
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現了質子，如圖所示為α粒子轟擊氮原子核的示意圖。
問題1．人們用α粒子轟擊多種原子核，都打出了質子，說明了什么問題？
問題2．絕大多數原子核的質量數都大于其質子數，說明了什么問題？
提示：1．說明質子是原子核的組成部分。
2．說明原子核中除了質子外還有其他粒子。
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
(1)同位素指質子數相同、中子數不同的原子。
(2)原子核內的質子數決定了核外電子的數目，進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，但它們的中子數不同，所以它們的物理性質不同。
√
√
應用遷移·隨堂評估自測
√
2
4
3
題號
1
A　[新核素錒204的質子數為89，質量數為204，所以中子數為204－89＝115。]
2．(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，射線從其右端小孔中水平向右射出，在鉛盒和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法正確的有(　　)
A．打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、
γ射線和β射線
B．α射線和β射線的軌跡是拋物線
C．α射線和β射線的軌跡是圓弧
D．在鉛盒和熒光屏間再加一個方向豎直向下、電場強度大小適當的勻強電場，可能使屏上的亮斑只剩下b
2
3
題號
1
4
√
√
2
3
題號
1
4
3．(多選)科學家們發現一種只由四個中子構成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱之為“零號元素”。下列有關“四中子”粒子的說法正確的是(　　)
A．該粒子不顯電性
B．在周期表中與氫元素占同一位置
C．該粒子質量比氫原子小
D．該粒子質量數為4
2
3
題號
4
1
√
√
AD　[A正確，B錯誤：由題意可知，此粒子是由四個中子構成的，所以它的電荷數為零，不顯電性。C錯誤，D正確：該粒子的質量數為4，故質量比氫原子大。]
2
3
題號
4
1
4．α、β和γ射線穿透物質的能力是不同的，為把輻射強度減到一半，所需鋁板的厚度分別為0.000 5 cm、0.05 cm和8 cm，而鋼板降低輻射強度的能力比鋁板強一些。工業部門可以使用射線來測厚度。如圖所示，軋鋼廠的熱軋機上可以安裝射線測厚儀，探測器探測到的射線強度與鋼板的厚度有關，軋出的鋼板越厚，透過的射線越弱。因此，將射線測厚儀接收到的信號輸入計算機，就可以對鋼板的厚度進行自動控制。如果鋼板的厚度需要控制為
5 cm，請推測測厚儀使用的射線是(　　)
A．α射線 　B．β射線　C．γ射線 　D．可見光
2
4
3
題號
1
√
C　[根據α、β、γ三種射線的特點可知，γ射線穿透能力最強，電離作用最弱；α射線電離作用最強，穿透能力最弱，為了準確控制鋼板的厚度，探測射線應該用γ射線，選項C正確。]
2
4
3
題號
1
回歸本節知識，完成以下問題：
1．在α、β、γ三種射線中，哪種電離作用最強？哪種貫穿本領最大？哪種是電磁波？哪種帶正電？
提示：α射線；γ射線；γ射線；α射線。
提示：①核電荷數＝質子數(Z)＝核外電子數；
②質量數(A)＝核子數＝質子數(Z)＋中子數。
3．什么是同位素？
提示：具有相同質子數、不同中子數的原子。

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