第15.2节 原子核的组成（解析版）

第十五章原子核15.2原子核的组成🧭目标导航学问要点难易度1.卢瑟福发觉质子方程：2.查德威克发觉中子方程：3.放射性同位素4.居里夫妇人工合成同位素5.人工放射性应用：检测、放疗、示踪★★★★★★★★

★★★📚学问精讲一、质子的发觉1.1919年，卢瑟福第一次实现了原子核的人工转变，用高速α粒子轰击原子核，使原子核放出了质子。2.试验步骤及结果：(1)适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不消灭闪光(2)充入氮气后，荧光屏消灭了闪光3.发觉质子的核反应方程式：例1.卢瑟福通过原子核的人工转变试验发觉了质子，试验中利用（）（A）β粒子轰击氮核 （B）α粒子轰击氮核（C）α粒子轰击铍核 （D）β粒子轰击铍核答案：B解析：卢瑟福用高速α粒子轰击原子核，使原子核放出了质子，B正确。二、中子的发觉1.卢瑟福依据原子核的电荷数与质量数的差别，预见到原子核中应当存在质量与质子相等的、不带电的粒子，卢瑟福称其为中子。2.1932年，查德威克用放射性元素钋发出的α射线轰击铍，证明白中子的存在。查德威克用碰撞中的动量守恒和能量守恒分析得到不行见粒子是质量与质子几乎相等的、不带电的粒子，它正是卢瑟福预见的中子。中子的质量数与质子的相等，都是1，中子不带电，其电荷数为零。物理学中用符号表示中子。3.发觉中子的核反应方程式：1．原子核(符号eq\o\al(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。例2.查德威克用α粒子轰击铍核，核反应方程式是42He+94Be→X+126C，其中X是（ ）（A）质子 （B）中子 （C）电子 （D）正电子答案：B解析：该核反应方程式是查德威克发觉中子的方程式，X是中子，B正确。三、同位素1.核子：将质子和中子统称为核子。2.同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素。例如，、、、都是碳的同位素，自然界中是含量最多，占碳元素总量的98.9%。3.同位素的化学性质相同，但物理性质不同。4.放射性同位素：有些同位素具有放射性，称为放射性同位素。5.原子序数大于83的自然 元素都具有放射性。例3.在同位素氢、氘，氚的核内具有相同的（）（A）核子数 （B）电子数 （C）中子数 （D）质子数答案：D解析：同位素的质子数相同。四、人工放射性（人工合成放射性同位素）1.1932年，美国物理学家安德森发觉正电子。正电子的质量和电荷量大小与电子相同，但电性与电子相反，正电子的符号是，它是人类发觉的首个反物质基本粒子。2.1934年，居里夫妇用a粒子轰击铝后，发觉了放射性同位素，即人工制得放射性元素核反应方程：磷30具有放射性，发生正电子衰变，衰变方程：磷30是首个人工合成放射性同位素。3.原子序数超过92的放射性同位素都是通过人工方法获得的。现在，利用原子能反应堆和粒子加速器生成的同位素已经超过2000种，每种元素都有放射性同位素。例4.（多选）关于放射性同位素，以下说法正确的是（

）A．放射性同位素与放射性元素一样，都有肯定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是自然 衰变时产生，不能用人工方法制得D．以上说法均不对答案：AB解析：AB．放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后生成新的原子核。故AB正确。CD．放射性同位素自然 衰变可以产生，也可以用人工方法制得，如粒子轰击铝核产生放射性同位素磷30，故CD错误。五、放射性同位素的应用1.检测：利用射线的穿透力量可以检查各种产品厚度、密封在容器中的液面高度等。2.放疗：放射性同位素放出的射线会致癌，但也用射线对某些癌症患者进行放射性治疗。射线对快速生长的癌细胞有破坏作用，但同时也会破坏周边的正常细胞。3.示踪：在某种元素中掺进适量的放射性同位素，放射性同位素会跟随这种元素一起运动。通过探测放射性同位素放出的射线，就可以知道这种元素的踪迹，该放射性同位素称为示踪原子。✏️巩固练习1．对微观世界的探究中，下列说法正确的是（）A．密立根最先发觉了电子B．汤姆孙最先通过油滴试验测出了电子的比荷C．卢瑟福通过粒子散射试验提出了原子的核式结构模型D．人们生疏到原子核具有简单结构是从发觉质子开头的答案：C解析：A．1897年汤姆孙发觉电子，A错误；B．最先通过油滴试验测出了电子的比荷的物理学家是密立根，B错误；C．1911年，卢瑟福通过粒子散射试验提出了原子的核式结构模型，否定了汤姆孙的枣糕式模型，C正确；D．人们生疏到原子核具有简单结构是从自然 放射现象开头的，D错误。2.卢瑟福发觉质子，并第一次实现原子核人工转变的试验示意图是（ ）答案：D解析：A是自然 放射性试验，B是查德威克发觉中子试验，C是α粒子散射试验，D是卢瑟福发觉质子试验。BD都是原子核人工转变，但卢瑟福发觉质子试验先于查德威克发觉中子试验，所以D正确。3.第一次发觉原子核的组成中有质子的是（）（A）光电效应现象 （B）自然 放射现象（C）α粒子散射试验 （D）人工转变试验答案：D解析：第一次发觉原子核的组成中有质子的是卢瑟福用α粒子轰击氮核，属于人工转变试验，D正确。4.在核反应方程42He+147N→178O+X中，X是（）（A）电子 （B）光子 （C）质子 （D）中子答案：C解析：依据核反应方程的质量数和电荷数守恒，推断中X是质子，C正确。5.核反应方程42He+94Be→126C+AZX中的AZX是（）（A）11H （B）01e（C）0-1e （D）10n答案：D解析：依据核反应方程的质量数和电荷数守恒，推断中X是中子，D正确。6．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为，对式中X、a、b的推断正确的是（）A．X代表中子，a=17，b=1B．X代表正电子，a=17，b=-1C．X代表正电子，a=17，b=1D．X代表质子，a=17，b=1答案：C解析：依据质量数、电荷数守恒可知，因此X可表示为，为正电子，故ABD错误，C项正确。7.用中子轰击，产生和x；具有放射性，它衰变后变成和y，则x和y分别是（）（A）质子和α粒子 （B）电子和α粒子（C）α粒子和正电子 （D）α粒子和电子答案：D解析：依据电荷数守恒和质量数守恒，x的质量数=27+1=24=4，核电荷数=13-11=2，所以x是α粒子；y的质量数=24-24=0，核电荷数=11-12=-1，所以y是电子，D正确。8.在下列四个核反应方程中，x表示质子的是（）(A) (B)(C) (D)答案：B解析：依据质量数和电荷数守恒A中x是正电子，B中x是质子，C中x是电子，D中x是中子，B正确。9.如图所示，由自然 放射性元素钋(Po)放出的射线x1，轰击铍(94Be)时会产生粒子流x2，用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x2，经争辩知道（）(A)x1为α粒子，x2为中子(B)x1为α粒子，x3为质子(C)x2为质子，x3为中子(D)x2为质子，x3为光子答案：AB解析：x1是α粒子，x2是发觉