5.1 原子核的组成（原卷版）

第1节原子核的组成【知识梳理与方法突破】1.三种射线的性质、特征比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流（高频电磁波）带电荷量2e−e0速度0.1c0.99cc在电磁场中偏转与α射线偏转反向不偏转贯穿本领最弱用纸能挡住较强穿透几毫米厚的铝板最强穿透几厘米厚的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光2.三种射线在电场中和磁场中的偏转（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。（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，α粒子轨道半径大，如图所示。3.元素的放射性（1）一种元素的放射性与该元素是单质还是化合物无关，放射性的强度也不受温度、外界压强的影响，这就说明射线跟原子核外电子无关，仅与原子核有关。（2）射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的。4.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，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的总和，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，这个整数叫作原子核的质量数。（4）基本关系：电荷数(Z)=质子数=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。【例】天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒尔发现的，该研究使人们认识到原子核具有复杂的结构。关于天然放射性，下列说法正确的是（）A．所以元素都具有天然放射性B．天然放射现象的发现有力证明了原子核内部有复杂的结构C．放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强【针对训练】在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。该装置中探测器接收到的是（）A．X射线 B．α射线 C．射线 D．γ射线【对点检测】1．把放射源轴、针或镭放入用铅做的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束．在射线经过的空间施加磁场，发现射线分裂成如图所示的a、b、c三束．下列说法正确的是（）A．三种射线中，b的穿透能力最强B．三种射线中，c的电离作用最强C．容器内温度越高，放射性强度越大D．将磁场换为水平向左的匀强电场，射线也大致沿图示方向偏转2．如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（）A．a为α射线，b为β射线B．a为β射线，b为γ射线C．b为γ射线，c为α射线D．b为α射线，c为γ射线3．在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同。如图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是（

）A．γ、β、α B．β、γ、α C．α、β、γ D．γ、α、β4．卢瑟福证实质子存在的实验是（

）A．阴极射线发现的实验B．天然放射现象C．粒子轰击氮核的实验D．粒子轰击铍核的实验5．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，若撤去电场后继续观察，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为（

）A．α射线和γ射线 B．α射线和β射线C．β射线和X射线 D．β射线和γ射线6．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是A．波尔原子理论证实了原子的核式结构模型B．卢瑟福通过粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子C．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在D．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子7．氢有三种同位素，分别是氕H、氘H、氚H，则下列说法正确的是（）A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数不相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等8．若用x代表一个原子中的核外电子数，y代表此原子原子核内的质子数，z代表此原子原子核内的中子数，则对的原子来说（）A． B．C． D．第1节原子核的组成【知识梳理与方法突破】1.三种射线的性质、特征比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流（高频电磁波）带电荷量2e−e0速度0.1c0.99cc在电磁场中偏转与α射线偏转反向不偏转贯穿本领最弱用纸能挡住较强穿透几毫米厚的铝板最强穿透几厘米厚的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光2.三种射线在电场中和磁场中的偏转（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。（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，α粒子轨道半径大，如图所示。3.元素的放射性（1）一种元素的放射性与该元素是单质还是化合物无关，放射性的强度也不受温度、外界压强的影响，这就说明射线跟原子核外电子无关，仅与原子核有关。（2）射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的。4.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，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的总和，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，这个整数叫作原子核的质量数。（4）基本关系：电荷数(Z)=质子数=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。【例】天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒尔发现的，该研究使人们认识到原子核具有复杂的结构。关于天然放射性，下列说法正确的是（）A．所以元素都具有天然放射性B．天然放射现象的发现有力证明了原子核内部有复杂的结构C．放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强【答案】B【详解】A．有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；B．天然放射现象的发现证明了原子核内部有复杂的结构，故B正确；C．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C错误；D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误。故选B。【针对训练】在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。该装置中探测器接收到的是（）A．X射线 B．α射线 C．射线 D．γ射线【答案】D【详解】α、β、γ三种射线的穿透能力不同，α射线不能穿过钢板，β射线只能穿过3mm厚的铝板，而γ射线能穿透钢板．故D正确，ABC错误．故选D【对点检测】1．把放射源轴、针或镭放入用铅做的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束．在射线经过的空间施加磁场，发现射线分裂成如图所示的a、b、c三束．下列说法正确的是（）A．三种射线中，b的穿透能力最强B．三种射线中，c的电离作用最强C．容器内温度越高，放射性强度越大D．将磁场换为水平向左的匀强电场，射线也大致沿图示方向偏转【答案】AD【详解】A.带电粒子在磁场中运动，根据左手定则，a带正电为α粒子，b不带电为γ射线，c带负电为β粒子．γ射线（b）电离能力最弱，但穿透能力最强．故A符合题意；B.α粒子（a）电离能力最强，但穿透能力最弱，故B不符合题意；C.原子核衰变和温度无关，所以放射性强度也和温度无关．故C不符合题意；D.将磁场换为水平向左的匀强电场，α粒子向左偏，γ射线不偏转，β粒子向右偏，所以射线也大致沿图示方向偏转，故D符合题意．2．如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（）A．a为α射线，b为β射线B．a为β射线，b为γ射线C．b为γ射线，c为α射线D．b为α射线，c为γ射线【答案】BC【详解】a射线向正极板偏转，可知a为带负电的射线；b射线在电场中不偏转，可知b为不带电的射线；c束射线偏向负极板，可知c为带正电的射线。故选BC。3．在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同。如图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是（

）A．γ、β、α B．β、γ、α C．α、β、γ D．γ、α、β【答案】C【详解】α射线穿透能力最弱，不能穿透比较厚的黑纸，故①为α射线，γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线，β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板，故②是β射线。故选C。4．卢瑟福证实质子存在的实验是（

）A．阴极射线发现的实验B．天然放射现象C．粒子轰击氮核的实验D．粒子轰击铍核的实验【答案】C【详解】卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，实现了原子核的人工转变，发现了质子。故选C。5．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，若撤去电场后继续观察，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为（

）A．α射线和γ射线 B．α射线和β射线C．β射线和X射线 D．β射线和γ射线【答案】A【详解】三种射线中射线和射线带电，进入电场后会发生偏转，而射线不带电，不受电场力，电场对它没有影响，在电场中不偏转．由题，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线．再将薄铝片移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加，根据射线的特性：穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分析得知射线中含有射线．故放射源所发出的射线可能为射线和射线．A正确．6．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是A．波尔原子理论证实了原子的核式结构模型B．卢瑟福通过粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子C．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在D．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子【答案】D【详解】A、波尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，卢瑟福根据α粒子散射实验，得到了原子的核式结构模型，故A错误；B、卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，实现了原子核的人工转变，发现了质子，预言了中子的存在，故B错误；C、贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子内部有复杂的结构，故C错误；D、汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子（即电子）组成，并测出了该粒子的比荷，故D正确．7．氢有三种同位素，分别是氕H、氘H、氚H，则下列说法正确的是（）A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数不相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等【答案】A【详解】A．它们是氢的同位素，所以它们的质子数相等，故A正确；B．原子的核外电子数与质子数相等，所以它们