第5章 第1节 认识原子核（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

本讲义聚焦高中物理“认识原子核”核心内容，系统梳理天然放射性现象、三种射线（α、β、γ）的组成与性质，进而探究原子核的组成（质子、中子、同位素）及核反应方程书写，构建从现象到本质的知识支架。 资料通过“多维度理解”夯实物理观念，“微点拨”对比梳理（如三种射线性质表格），“全方位练明”结合判断、选择及计算题（如射线在磁场中偏转分析、核反应守恒应用）培养科学思维与探究能力，课中辅助教师系统授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第5章　原子核与核能 第1节　认识原子核(强基课——逐点理清物理观念) 课标要求 学习目标 1.了解原子核的组成。 2.能根据质量数守恒和核电荷数守恒写出核反应方程。 3.了解放射性同位素的应用。 1.了解放射性现象和放射性元素，了解核子、同位素的基本观念。 2.掌握三种射线的本质，能够利用磁场、电场区分它们，理解原子核的构成，并能分析、解决相关问题，提高解题能力。 逐点清(一)　天然放射性现象与三种放射性 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.天然放射现象的发现 (1)发现：1896年，贝可勒尔发现铀盐能自发地放出某种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸，使照相底片感光。 (2)天然放射现象：物质能自发地放出射线的现象。 (3)放射性：物质放出射线的性质。 (4)放射性元素：具有放射性的元素。 2.认识三种放射线 (1)α射线：α射线是高速运动的氦原子核He)粒子流，很容易使空气电离，穿透能力很弱，一张铝箔或一张薄纸就能将它挡住。 (2)β射线：β射线是高速运动的电子e)流，电离作用较弱，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板。 (3)γ射线：γ射线是波长很短的电磁波，电离作用很弱，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板。 　　[微点拨] 1.三种放射线的比较 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 -e 0 质量 4mp mp=1.67×10-27 kg 静止质量为零 速度 0.1c 0.9c c 在电场或磁场中 偏转 与α射线反向偏转 不偏转 贯穿本领 最弱，用一张薄纸能挡住 较强，能穿透几毫米的铝板 最强，能穿透几厘米的铅板 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.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。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。 (×) (2)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。 (√) (3)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。 (×) 2.如图所示，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 (　　) A.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L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，说明穿过铝片L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，C正确。 3.如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放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.①⑥表示β射线，其穿透能力最强 B.②⑤表示γ射线，其穿透能力最弱 C.③④表示α射线，其电离能力最强 D.②⑤表示γ射线，其电离能力最强 解析：选C　①⑥表示β射线，β射线穿透能力较强，故A错误；②⑤表示γ射线，其穿透能力最强，电离作用最弱，故B、D错误；③④表示α射线，其电离能力最强，故C正确。 　　　　 逐点清(二)　质子和中子的发现及原子核的组成 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.质子的发现 (1)为了探测原子核的结构，1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子。 (2)发现质子的核反应方程为HeNOH。 2.中子的发现 (1)卢瑟福发现质子后，预想核内还有一种不带电的中性粒子，并给这种“粒子”起名为中子。查德威克利用云室进行实验，证明了中子的存在。 (2)发现中子的核反应方程为HeBeCn。 3.原子核的组成 (1)组成：原子核由质子和中子组成。质子和中子统称为核子，它们的质量几乎相等。 (2)原子核的质量和质量数：原子核的质量等于核内质子和中子的质量之和，近似等于核子质量的整数倍。通常用这个整数代表原子核的相对质量，称为原子核的质量数，质量数等于核子数。 (3)核电荷数：原子核的电荷数简称核电荷数，等于原子核内的质子数，也等于原子核外的电子数，并且核电荷数就是元素周期表中的原子序数。 4.同位素 (1)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核互称同位素。 (2)因为具有相同的质子数，所以同位素是同一种元素；因为原子核内中子数不同，所以同位素的质量数不同；又因为原子核外电子数相同，所以同位素的化学性质相同。 (3)氢的同位素：氕H)、氘H)和氚H)。 [微点拨] 1.原子核的大小、组成和同位素 2.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作核子数。 (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。 [全方位练明] 1.判断下列说法是否正确。 (1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。 (×) (2)原子核的电荷数等于核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。 (√) (3)同位素具有不同的化学性质。 (×) 2.某种元素的原子核用X表示，下列说法中正确的是 (　　) A.原子核的质子数为Z，中子数为A B.原子核的质子数为Z，中子数为A-Z C.原子核的质子数为A，中子数为Z D.原子核的质子数为A-Z，中子数为Z 解析：选B　根据原子核符号的含义可知，A表示质量数，Z表示质子数，则中子数为A-Z，所以B正确。 3.质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如He是H的镜像核，同样H也是He的镜像核。下列说法不正确的是 (　　) A.N和C互为镜像核 B.N和O互为镜像核 C.N和O互为镜像核 D.互为镜像核的两个核质量数相同 解析：选B　根据镜像核的定义及质量数A等于核电荷数Z和中子数n之和可知，N和C的质子数与中子数互换了，互为镜像核；N和O的质子数与中子数互换了，互为镜像核，故A、C正确。N的质子数为7，中子数为8，而O的质子数和中子数都为8，没有互换，不是镜像核，故B错误。互为镜像核的两个核质子数与中子数互换，质子数与中子数的和不变，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D正确。 逐点清(三)　核反应与核反应方程 　　　　　　　　　　　　　　　　 [多维度理解] 1.核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。 2.核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。 3.核反应规律：在核反应中，质量数和核电荷数均守恒。 [微点拨] 1.核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头方向表示反应方向，不能用等号连接。 2.核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据核电荷数守恒和质量数守恒凭空杜撰生成物。 3.书写核反应方程时，应先将已知的原子核和未知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置，然后再根据质量数守恒和核电荷数守恒确定未知的原子核或未知粒子的质量数和核电荷数，最后根据其核电荷数确定是哪种元素或粒子，在适当位置填上它们的符号。 [全方位练明] 1.(2024·福建高考)NiCu+X，则其中的X表示 (　　) A.He B.e C.e D.n 解析：选B　核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，因此有63=63+A，可得A=0，28=29+Z，可得Z=-1，故X的质量数为0，电荷数为-1，X为电子，表示为e，B正确。 2.(2024·湖北高考)硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一，BnXY是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则 (　　) A.a=7，b=1 B.a=7，b=2 C.a=6，b=1 D.a=6，b=2 解析：选B　由核反应前后质量数和电荷数守恒可得10+1=a+4，5+0=3+b，解得a=7，b=2，故选B。 3.完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子的。 A.BHeN+(　　) BBe+(　　)Cn CAl+(　　)MgH DNHeO+(　　) EUTh+(　　) FNa+(　　)NaH 解析：ABHeNn B.BeHeCn，此核反应使查德威克首次发现了中子 CAlnMgH DNHeOH，此核反应使卢瑟福首次发现了质子 EUThHe FNaHNaH 答案：见解析 学科网（北京）股份有限公司 $