第5章 第1节 认识原子核（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版）

该高中物理课件聚焦原子核的组成与核能，围绕放射性及元素、三种射线、原子核结构、同位素及核反应方程展开，通过天然放射现象发现史导入，从现象到本质构建知识脉络，为学生提供从射线性质到核组成的学习支架。 其亮点在于以问题探究驱动科学思维，如通过磁场中射线偏转分析三种射线性质，结合表格对比与例题解析深化物理观念。采用“梳理-探究-巩固”结构，培养学生模型建构与科学推理能力，助力学生系统掌握知识，也为教师提供清晰教学路径。

第5章　原子核与核能 第1节　认识原子核 1 学习目标 1．知道什么是放射性及放射性元素。　2.了解三种射线的本质，知道其特点。　3.了解原子核的组成，知道原子核的表示方法，理解原子序数、核电荷数、质量数之间的关系。　4.了解同位素的概念。 返回导航 课前知识梳理 1 课堂深度探究 2 内 容 索 引 随堂巩固落实 3 课前知识梳理 PART 01 第一部分 4 一、天然放射现象的发现 1．1896年，法国物理学家____________发现某些物质具有放射性。 2．物质能自发地放出______的现象称为天然放射现象，物质放出______的这种性质称为放射性，具有放射性的元素，称为放射性元素。 3．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为___________和___________。 贝可勒尔 射线 射线 钋(Po) 镭(Ra) 返回导航 二、认识三种放射线 1．α射线：高速运动的____________粒子流，射出时的速率可达0.1c，α射线有很强的______作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用增强，但它的______能力很弱，在空气中只能飞行几厘米，_____________________就能将它挡住。 2．β射线：高速运动的_________，射出时的速率可达0.99c，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，但______作用较弱。 3．γ射线：波长很短的电磁波，____________很强，能穿透几厘米厚的______，但电离作用很弱。 氦原子核 电离 穿透 一张铝箔或一张薄纸 电子流 电离 穿透能力 铅板 返回导航 三、质子和中子的发现 1．质子的发现：1919年，卢瑟福用_______轰击氮原子核的实验，发现了质子，质子是_________的组成部分。 2．中子的发现：卢瑟福猜想原子核内可能还存在着质量跟质子______的_________的中性粒子，并将其称为中子。查德威克利用云室进行实验验证了______的存在，中子是原子核的组成部分。 α粒子 原子核 相近 不带电 中子 返回导航 四、原子核的组成 1．原子核的组成：原子核由______和______组成，质子和中子统称为______。 2．原子核的符号 质子 中子 核子 返回导航 4．核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程称为核反应，用原子核符号描述核反应过程的式子称为核反应方程。大量研究发现，在核反应中，质量数和核电荷数守恒，即核反应后的质量数等于核反应前的质量数，核反应后的核电荷数等于核反应前的核电荷数。 卢瑟福发现质子的核反应方程：_________________________________。 查德威克发现中子的核反应方程：__________________________________。 质子数 中子数 返回导航 判断下列说法是否正确。 (1)放射性元素发出的射线可以直接观察到。(　　) (2)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。(　　) (3)放射性元素的放射性都是自发的现象。(　　) (4)α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速。(　　) (5)β射线能穿透几毫米厚的铅板。(　　) (6)γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱。(　　) ×　 ×　 √ ×　 ×　 √ 返回导航 课堂深度探究 PART 02 第二部分 11 知识点一　三种射线的性质 三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图如图所示。 (1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转，说明了什么？ [提示]　说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。 返回导航 (2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径，这说明什么问题？ 返回导航 1．α、β、γ三种射线的比较 返回导航 种类 α射线 β射线 γ射线 穿透 能力 最弱，用一张纸就能挡住 较强，能穿透几毫米厚的铝板 最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土　 电离作用 很强 较弱 很弱 在磁场中 偏转 偏转 不偏转 返回导航 2.三种射线在磁场、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。 返回导航 √ 　 　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，计数器的计数率将大幅度减小，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 返回导航 [解析]　在放射源和计数器之间加上铝片后，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。 返回导航 √ 　 　如图，放射性元素镭衰变过程中释放出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．①表示γ射线，③表示α射线 B．②表示β射线，③表示α射线 C．④表示α射线，⑤表示γ射线 D．⑤表示β射线，⑥表示α射线 [解析]　由放射现象中α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线，③④是α射线，①⑥是β射线，C正确。 返回导航 (1)在这个实验中粒子流A是什么粒子？ [提示]　A为中子流。 (2)粒子流B又是什么粒子？ [提示]　B为质子流。 知识点二　原子核的组成和同位素的特点 查德威克实验示意图如图所示，用天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B。试探究： 返回导航 返回导航 返回导航 3．三个概念 (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，简称核电荷数。 (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。 返回导航 角度1　原子核的组成 　 　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．天然放射性现象 [解析]　原子核的天然放射现象说明原子核有复杂的结构。 √ 返回导航 　 　卢瑟福发现质子后，猜想原子核中还有中子的存在，他的主要依据是(　　) A．原子核外电子数与质子数相等 B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍 C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些 D．质子和中子的质量几乎相等 [解析]　当卢瑟福发现质子后，接着又发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或者更少一些，因此猜想在原子核内还存在有质量且不带电的中性粒子，即中子。 √ 返回导航 √ 角度2　原子核的有关计算 　 　在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是(　　) A．核外有82个电子，核内有207个质子 B．核内有82个电子、125个中子 C．核内有82个质子、207个中子 D．核内有82个质子、207个核子 返回导航 [解析]　在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子数为82个，根据质量数(核子数)等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125个，故D正确，A、B、C错误。 返回导航 　 　已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226，电子电荷量e＝1.6×10－19 C。试问： (1)镭核中有多少个质子？多少个中子？ [解析]　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与质子数之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。 [答案]　88　138　 (2)镭核所带的电荷量是多少？(结果保留小数点后2位) [解析]　镭核所带电荷量 Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C。 [答案]　1.41×10－17 C 返回导航 (3)呈电中性的镭原子，核外有多少个电子？ [解析]　呈电中性的镭原子的核外电子数等于核内质子数，故核外电子数为88。 [答案]　88 返回导航 √ √ [解析]　同位素是同一种元素，故质子数、核外电子数及化学性质相同，但中子数不同，质量数不同，故A、C正确，B、D错误。 返回导航 知识点三　原子核的人工转变和核反应方程 原子核的人工转变 条件 用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变 实质 用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变 规律 (1)质量数、电荷数守恒；(2)动量守恒 返回导航 返回导航 √ [解析]　设Y的质量数和电荷数分别为a和b，由核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒可知A＋14＝a＋17，Z＋7＝b＋8，a＋7＝2A，b＋3＝2Z，联立解得A＝4，a＝1，Z＝2，b＝1，故D正确。 返回导航 √ 返回导航 随堂巩固落实 PART 03 第三部分 35 1．(三种射线的性质)(多选)我国自己研制的旋式γ刀性能特别好，已被各大医院应用于临床。γ刀治疗脑肿瘤主要是利用(　　) A．γ射线具有很强的穿透能力 B．γ射线具有很强的电离作用 C．γ射线波长很短，具有很高的能量 D．γ射线能很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置 √ √ 返回导航 解析：γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，具有很高的能量和很强的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到达肿瘤位置并杀死肿瘤细胞，A、C正确。 因γ射线不带电，它的电离作用很弱；因波长很短，其衍射能力也很差，B、D错误。 返回导航 √ 解析：根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为2，电荷数为1，为氘核。 返回导航 √ 返回导航 √ √ 返回导航 返回导航 He＋N→O＋H 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) 粒子 质量 4mp(mp＝ 1．67×10－27kg) 静止质量为零 电荷量 2e －e 0 速率 0.1c 0.99c c 原子核人工转变的三大发现 (1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程： N＋He―→O＋H (2)1932年查德威克发现中子的核反应方程： Be＋He―→C＋n (3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程： Al＋He―→P＋n；P―→Si＋e 核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向 4．(同位素)(多选)下列说法正确的是(　　) A．X与Y互为同位素 B．X与Y互为同位素 C.X与Y中子数相同 D．U核内有92个质子，235个中子 解析： X核与Y核的质子数不同，不互为同位素，A错误； X核与Y核质子数都为m，而质量数不同，则中子数不同，所以互为同位素，B正确； X核内中子数为n－m，Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子数相同，C正确； $