第3节 第1课时 原子核的组成与核反应方程-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

本高中物理讲义聚焦原子核的组成与核反应方程核心知识点，从质子、中子的发现切入，系统梳理原子核的组成（核子、符号表示）、核反应方程的书写规律（质量数与电荷数守恒）及α、β衰变特点，构建从结构到变化的学习支架。 资料通过情境导入（如卢瑟福实验问题）激发科学探究，结合例题解析（如镭核质子中子计算、衰变次数判断）培养科学思维，随堂演练强化物理观念。课中辅助教师引导学生推理，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第三节　核力与核反应方程 第1课时　原子核的组成与核反应方程 【素养目标】　1.知道原子核的组成，会正确书写原子核符号。　2.知道核反应遵循的规律，会正确书写核反应方程。　3.知道α衰变和β衰变的特点，能运用衰变规律写出衰变方程。 知识点一 原子核的组成 【情境导入】　1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核时发现了质子，如图为α粒子轰击氮原子核的示意图。 (1)人们用α粒子轰击多种原子核，都打出了质子，说明了什么问题？ (2)绝大多数原子核的质量数都大于其质子数，说明了什么问题？ 提示：(1)说明质子是原子核的组成部分。 (2)说明原子核中除了质子外还有其他粒子。 【教材梳理】(阅读教材P113完成下列填空) 1．质子(p) (1)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子。 (2)质子带正电，电荷量e＝＋1.6×10－19 C，mp＝1.672 6×10－27 kg。 2．中子(n) (1)卢瑟福预言原子核内应该还存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子，他把这种粒子称为中子。查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分。 (2)mn＝1.674 9×10－27 kg。 3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。 4．原子核的表示 已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。试问： (1)镭核中有几个质子？几个中子？ (2)镭核所带电荷量为多少？ (3)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？ 答案：(1)镭核中有88个质子，138个中子 (2)1.408×10－17 C (3)若镭原子呈中性，它核外有88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＝1.408×10－17 C。 (3)若镭原子呈中性，则核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。 1．原子核(符号X) 原子核 2．基本关系 (1)质子数(Z)＝核电荷数＝元素的原子序数＝核外电子数。 (2)质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数。 学生用书↓第87页 知识点二　核反应方程 【教材梳理】(阅读教材P113－P114完成下列填空) 1．核反应：利用天然放射性的高速粒子或人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核的过程叫作核反应。 2．反应能：在核反应过程中，原子核的质量数和电荷数会发生变化，同时伴随着能量的释放或吸收，所放出或吸收的能量叫作反应能。 3．(1)卢瑟福发现质子的核反应方程 He＋N→O＋H； (2)查德威克发现中子的核反应方程 He＋Be→C＋n。 4．核反应遵循的规律：在核反应过程中，方程两边总的质量数和电荷数是守恒的。 完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。 (1)N＋n→C＋________； (2)N＋He→O＋________； (3)B＋n→________＋He； (4)Be＋He→________＋n； (5)Fe＋H→Co ＋________。 答案：(1)H　(2)H，发现质子的核反应方程　(3)Li　(4)C，发现中子的核反应方程　(5)n 解析：(1)根据电荷数守恒和质量数守恒得 N＋n→C＋H (2)根据电荷数守恒和质量数守恒得 N＋He→O＋H 此为发现质子的核反应方程 (3)根据电荷数守恒和质量数守恒得 B＋n→Li＋He (4)根据电荷数守恒和质量数守恒得 Be＋He→C＋n 此为发现中子的核反应方程 (5)根据电荷数守恒和质量数守恒得 Fe＋H→Co＋n 书写核反应方程时的注意点 1．质量数守恒和电荷数守恒。 2．中间用箭头，不能写成等号。 3．核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量变化。 知识点三　原子核的衰变规律 1．衰变类型 (1) α衰变 原子核放出α粒子的衰变。进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，U的α衰变方程为U→Th＋He。 (2)β衰变 原子核放出β粒子的衰变。进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，Th的β衰变方程为Th→Pa＋e。 2．衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒。 如图所示，U经过α衰变生成新核钍Th，Th发生β衰变生成新核镤Pa。 (1)当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？ (2)当原子核发生β衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？β粒子是怎样产生的？ 答案：见解析 解析：(1)原子核发生α衰变时，质子数减少2，中子数减少2。 (2)原子核发生β衰变时，中子数减少1，质子数增加1，中子转化为质子时生成电子，即n→H＋e。 (多选)U是一种放射性元素，进行一系列放射性衰变，由图可知(　　) A．图中m是84，n是206 B．①是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的 学生用书↓第88页 C．②是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的 D．从U衰变成Pb要经过6次①衰变，8次②衰变 答案：ABD 解析：从Bi到Po质量数不变，因此①是β衰变，中子放出电子而转变成质子，则m＝83＋1＝84，从Bi到Tl，核电荷数减少2，因此②是α衰变，则n＝210－4＝206，A、B正确，C错误；β衰变不改变质量数，因此先计算α衰变次数，α衰变次数N1＝＝8次，β衰变次数N2＝8×2＋82－92＝6次，D正确。故选ABD。 衰变次数的判断方法与技巧 1．方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为X→Y＋nHe＋me； 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m。 2．技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变次数的多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数。 针对练．写出放射性元素Th(钍核)发生α衰变生成Ra的方程。U(铀核)衰变为Rn(氡核)要经过几次α衰变，几次β衰变？ 答案：Th→Ra＋He　4次　2次 解析：根据衰变过程质量数和电荷数守恒可知Th(钍核)的α衰变方程为Th→Ra＋He；设U(铀核)衰变为Rn(氡核)要经过x次α衰变和y次β衰变，其衰变的核反应方程为U→Rn＋xHe＋ye。根据质量数和电荷数守恒，有4x＝238－222，2x－y＝92－86，解得x＝4，y＝2。 1．锶原子核的符号是Sr，那么它的原子(　　) A．核外有38个电子，核内有95个质子 B．核外有38个电子，核内有57个中子 C．核外有57个电子，核内有57个质子 D．核外有57个电子，核内有38个质子 答案：B 解析：原子中的质子数为38，核外电子数等于核内质子数，即为38，质量数为95，根据质子数＋中子数＝质量数，可以求解中子数为57，故B正确。 2．用α粒子(He)轰击氮核(N)，生成氧核(O)并放出一个粒子，该粒子是(　　) A．质子 B．电子 C．中子 D．光子 答案：A 解析：核反应方程为He＋N→O＋X，根据核反应过程中电荷数守恒、质量数守恒可知，该粒子的电荷数为1，质量数为1，则该粒子是质子，故A正确，B、C、D错误。 3．某种放射性同位素能进行β衰变，在β衰变中放出的电子来自于(　　) A．原子的外层电子 B．原子的内层电子 C．原子核内的电子 D．原子核内的一个中子衰变成一个质子时所放出的电子 答案：D 解析：放射性同位素进行β衰变时，核内的一个中子转变为质子，同时释放一个电子。故选D。 4．(多选)日本地震造成的核泄漏，对周边环境的污染是由放射性元素造成的，下列有关放射性元素的说法中正确的是(　　) A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱 B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核 C.U衰变成Pb要经过6次β衰变和8次α衰变 D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 答案：CD 解析：β射线是电子流，γ射线才是电磁波，A错误；半衰期的意义只有对大量原子核才适用，对少量原核不适用，B错误；U衰变成Pb，质量数减少了32，因此发生了＝8次α衰变，则核电荷数要减少16，实际核电荷数减少10，因此发生了16－10＝6次β衰变，C正确；β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $