第5章 第1节 原子核的组成（Word教参）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版 江苏专用）

本高中物理讲义聚焦“原子核的组成”核心知识点，先通过天然放射现象引入，系统梳理α、β、γ三种射线的本质及在磁场、电场中的偏转特性，再深入剖析原子核由质子和中子组成的结构，明确电荷数、质量数与核子数的关系，构建从现象到本质的知识支架。 该资料以“强基课”为设计特色，通过“多维度理解+全方位练明”模式，结合磁场偏转实验探究射线本质（科学探究），典例分析镭核组成及镜像核问题（科学思维），助力学生构建物质观念与结构认知。课中辅助教师清晰授课，课后通过判断、选择等题型帮助学生巩固知识，弥补薄弱环节。

　第五章　原子核 第1节　原子核的组成(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.知道原子核的表示方法,理解原子序数、电荷数、质量数之间的关系。 1.知道天然放射现象及三种射线的本质,了解核子、同位素的基本观念,知道原子核的组成。 2.根据三种射线的本质,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。 3.通过利用磁场探究三种射线的本质,以及用α粒子轰击原子核发现核子,体验科学探究的过程,提高观察与实验能力。 逐点清(一)　天然放射现象　射线的本质 [多维度理解] 1.放射性的发现 (1)1896年,法国物理学家贝克勒尔发现,铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线,它能穿透黑纸使照相底片感光。 (2)波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现放射性更强的新元素,分别命名为钋(Po)、镭(Ra)。 2.放射性 (1)定义:物质发出射线的性质。 (2)放射性元素:具有放射性的元素。原子序数大于83的元素,都能自发地发出射线,原子序数小于或等于83的元素,有的也能发出射线。 3.天然放射现象:放射性元素自发地发出射线的现象。 4.射线的本质 (1)三种射线:在射线经过的空间施加磁场,射线分裂成三束,其中两束在磁场中向不同的方向偏转,说明这两束是带电粒子流;另一束在磁场中不偏转,说明它不带电,这三束射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。 (2)α射线实际上就是氦原子核,速度可达到光速的,其电离作用强,穿透能力较弱,在空气中只能前进几厘米,用一张纸就能把它挡住。 (3)β射线是高速电子流,速度可以接近光速。它的穿透能力较强,电离作用较弱,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚的铝板。 (4)γ射线是能量很高的电磁波,波长很短,在10-10 m以下。它的电离作用更弱,但穿透能力更强,甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。 (5)元素的放射性与元素是以单质形式存在,还是以化合物形式存在无关,放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。 (6)射线来自原子核,说明原子核内部是有结构的。 5.三种射线在磁场、电场中偏转情况的比较 (1)在匀强磁场中,α射线偏转半径较大,β射线偏转半径较小,γ射线不偏转,如图甲所示。 (2)在匀强电场中,α射线偏离较小,β射线偏离较大,γ射线不偏离,如图乙所示。 [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.(2025·北京高二检测)以下实验中,能说明原子核具有复杂结构的是 (　　) A.光电效应实验　　 B.原子发光产生明线光谱 C.α粒子散射实验 D.天然放射现象 解析:选D　天然放射现象说明原子核有复杂的结构。 3.放射性元素发出的射线包括三种成分,下列说法正确的是 (　　) A.一张厚的黑纸能挡住α射线和β射线,但不能挡住γ射线 B.γ射线在电场或磁场中均不偏转,是中子流 C.三种射线中对气体电离作用最强的是γ射线 D.β射线是高速电子流,但不是原来绕核旋转的核外电子 解析:选D　由三种射线的本质和特点可知,α射线穿透能力最弱,一张黑纸就能挡住,但一张黑纸挡不住β射线和γ射线,故A错误;γ射线是一种电磁波,不是中子流,故B错误;三种射线中α射线电离作用最强,故C错误;β射线是高速电子流,来源于原子核,故D正确。 4.(2025·江苏连云港高二期末)把放射源铀、钍或镭放入用铅做成的容器中,使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垂直于纸面的匀强磁场或水平方向的匀强电场,都可以使射线分成如图所示的A、B、C三束。则下列说法正确的是 (　　) A.若施加的是垂直纸面向里的匀强磁场,A为α射线 B.若施加的是水平向右的匀强电场,C为β射线 C.三种射线中C为高速电子流,其穿透能力最强 D.三种射线中B的电离本领最强 解析:选A　由左手定则可知,若施加的是垂直纸面向里的匀强磁场,A带正电,为α射线,若磁场方向垂直纸面向外,C带正电,若施加的是水平向右的匀强电场,则C带正电,β射线是高速电子流,带负电,故A正确,B、C错误;三种射线中B在磁场和电场中都不偏转,即B不带电,是γ射线,其穿透性最强,电离特性最弱,故D错误。 逐点清(二)　原子核的组成 [多维度理解] 1.质子的发现:1919年,卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核,发现质子,它是原子核的组成部分。 2.中子的发现:因绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值,卢瑟福猜想,原子核内可能还存在着另一种粒子,它的质量与质子相同,但是不带电,称为中子。1932年,卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。 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.原子核的符号 (1)三个相关概念: 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。 (2)原子核符号的含义: 5．同位素：核中质子数相同而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。例如，氢有三种同位素：H、H、H。 [典例]　(2025·北京东城区高二期中)在镭核Ra中，含有的质子数与中子数分别是(　　) A．质子数88，中子数226 B．质子数226，中子数88 C．质子数88，中子数138 D．质子数138，中子数226 [解析]　在镭核Ra中，含有的质子数为Z＝88，含有的中子数为N＝A－Z＝226－88＝138，故选C。 [答案]　C [全方位练明] 1．下列表示某种元素的各同位素间的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是(　　) 解析：选B　各同位素的质子数相同，为一定值，同位素的质量数不同，故B正确，C错误；同位素的质子数相同，中子数不同，质量数等于质子数加中子数，则有A＝N＋Z，且质子数不可能为零，即Z>0为常数，中子数可能为零，即N≥0，A­N和N­A图像应该与A轴有截距，故A、D错误。 2．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等于质子数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。 学科网（北京）股份有限公司 $