2015高中物理 3.1 原子核的组成与核力 每课一练(教科版选修3-5)
教案-选修3-5-3.1原子核的组成与核力 核反应
一、原子核的组成质子，中子二、原子核的表示质量数、电荷数三、原子核的结合核力：强大，短程，电荷无关四、原子核的变化核反应：质量数、电荷数守恒授课题目 3.1 原子核的组成与核力核反应第 1 课时授课时间年月日星期教学目标知识与技能1．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
2. 能用原子核的表示方法来表示不同的原子核，记住质子和中子的表示方法。
3. 了解核力的概念，知道核力是强相互作用力。
4. 理解核反应中质量数守恒和电荷数守恒，并且能根据这两条守恒律补全核反应方程式。
过程与方法1. 通过探究核力的存在，培养学生的推理能力。
2. 通过了解质子和中子的发现过程，体会探索未知世界的方法。
情感态度与价值观1. 通过了解核力的成因现在还在探索之中，激发学生的探索热情。
2. 通过学习核反应中质量数和电荷数守恒，体会守恒律的普遍性。
教学重点原子核的组成，核反应方程式的书写教学难点探究核力的存在，理解为什么原子核要有中子来维持核的稳定教学方法讲授法，练习法教学手段多媒体教学设备，ppt板书或板图设计3.1原子核的组成与核力核反应“附中教师要做教育家，不要当教书匠。
”——陈元晖教学过程环节检测内容检测结果及补救措施针对教学重难点的当堂检测反馈教学反思“一课一得、逐点反馈、跟踪纠偏、即时跟进”——探索东师附中朝阳学校“优效”教学模式教学过程环节教师活动学生活动1.引入【提问】何谓玻尔的原子模型？玻尔原子模型建立后，科学家开始思考原子核是否能够再分？这节课我们学习原子核由什么组成，这些成分如何结合在一起，以及原子核如何发生变化？2. 原子核的组成1. 质子，中子，核子的概念质子由卢瑟福发现，他用α粒子轰击氮原子核，发现了氢原子核，即质子。
中子由查德威克（卢瑟福的学生）发现，他用α粒子轰击轻金属铍，然后用得到的射线轰击石蜡，打出了质子。
发现这种射线是一种中性粒子流。
质子和中子统称为核子3. 原子核的表示方法1. 原子核的表示主要由三部分组成：化学元素符号，核质量数（即核子数，位于左上角角标），核电荷数（即质子数，位于左下角角标）。
高中物理第三章原子核第1节原子核的组成与核力练习(含解析)教科版选修35
高中物理第三章原子核第1节原子核的组成与核力练习（含解析）教科版选修35原子核的组成与核力[A组素养达标]1．(多选)关于质子与中子，下列说法中正确的是( )A．原子核由质子和中子组成B．质子和中子统称核子C．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在D．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在解析：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子，卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，故A、B、D项叙述正确，C项错误．答案：ABD2．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则三种力从大到小的排列顺序是( )A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：核力是核子之间的一种强相互作用，其相互作用力巨大，两质子之间的万有引力极其微小，所以我们在平时的计算中不考虑．答案：D3．(多选)下列说法正确的是( )A．重力的本质是电磁相互作用B．原子核内所有核子间存在的核力，能克服库仑斥力而结合成原子核C．核力是强相互作用力，在其作用范围内比库仑力大的多D．分子力实际上属于电磁相互作用解析：重力的本质是引力相互作用，A错误．答案：BCD4．以下说法正确的是( )A.234 90Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234B.94Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数解析：A项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错；B项铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错；由于同位素质子数相同而中子数不同，故质量数不同，因而C错，D对．答案：D5．在自然界中，对于较重的原子核的中子数和质子数的比例关系，下列说法正确的是( ) A．中子数等于质子数B．中子数小于质子数C．中子数大于质子数D．无法确定答案：C6．以下是物理学史上3个著名的核反应方程：x＋73Li→2y；y＋14 7N→x＋17 8O；y＋94Be→z＋12 6C. x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子B．质子C．中子D．电子解析：把前两个方程化简，消去x，可知y是42He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子10n.因此选项C正确．答案：C7．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为16 8O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是( )A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1解析：根据质量数守恒、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，所以X可表示为0＋1e，为正电子，故C项正确．答案：C8．(多选)一个质子以1.0×107m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列说法正确的是( )A．核反应方程为2713Al＋11H→2814SiB．核反应方程为2713Al＋10n→2814SiC．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致解析：由核反应中电荷数守恒和质量数守恒可知A选项正确，B选项错误；由动量守恒定律求得硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子的初速度方向相同，即D选项正确，C选项错误．答案：AD9．完成下列各核反应方程．(1)10 5B ＋42He→13 7N ＋( )(2)2713Al ＋( )→2712Mg ＋11H(3)238 92U→234 90Th ＋( )(4)2311Na ＋( )→2411Na ＋11H(5)2713Al ＋42He→10n ＋( )；3015P→3014Si ＋( )解析：(1)10 5B ＋42He→13 7N ＋10n(2)2713Al ＋10n→2712Mg ＋11H(3)238 92U→234 90Th ＋42He(4)2311Na ＋21H→2411Na ＋11H(5)2713Al ＋42He→10n ＋3015P(磷30放射性同位素)3015P→3014Si ＋0＋1e(正电子) 答案：见解析[B 组 素养提升]10．据最新报道，放射性同位素钬16667Ho ，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是( )A ．32B ．67C ．99D ．166 解析：根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故核内中子数与核外电子数之差为99－67＝32，故A 对，B 、C 、D 错．答案：A11．(多选)静止在匀强磁场中的某元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核的轨道半径之比为44∶1，如图所示，则( )A ．α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B ．原来元素的核电荷数为90C ．反冲核的核电荷数为88D ．反冲核的核电荷数为90解析：由于微粒之间相互作用的过程中动量守恒，初始总动量为零，则最终总动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，A 正确；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动，由qvB ＝mv 2R 得R ＝mv qB，若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则对α粒子：R 1＝p 1B ·2e 对反冲核：R 2＝p 2B (Q －2)e 由p 1＝p 2，R 1∶R 2＝44∶1，得Q ＝90，则反冲核的核电荷数为88，B 、C 正确，D 错误． 答案：ABC 12．质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示．离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看成为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x .(1)设离子质量为m 、电荷量为q 、加速电压为U 、磁感应强度大小为B ，求x 的大小；(2)氢的三种同位素11H 、21H 、31H 从离子源S 出发，到达照相底片的位置距入口处S 1的距离之比x H ∶x D ∶x T 为多少？解析：(1)离子被加速时，由动能定理得qU ＝12mv 2， 进入磁场时洛伦兹力提供向心力qvB ＝mv 2r， 又x ＝2r ，由以上三式得x ＝2B 2mU q. (2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)结果知x H ∶x D ∶x T ＝m H ∶m D ∶m T ＝1∶2∶ 3.答案：(1)2B 2mUq (2)1∶2∶ 3[C 组 学霸冲刺]13．1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的2713Al ，发现了放射性磷3015P 和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖．(1)写出这个过程的核反应方程式；(2)若该种粒子以初速度v 0与一个静止的12C 核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v 1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C 核的速度．解析：(1)核反应方程式为2713Al ＋42He→3015P ＋10n.(2)由(1)知，该种粒子为中子，设该种粒子的质量为m ，则12C 核的质量为12m ，设碰撞后12C 核的速度为v 2，取该种粒子初速度v 0方向为正方向，由动量守恒定律可得mv 0＝m (－v 1)＋12mv 2，解得v 2＝v 0＋v 112，碰撞后12C 核的运动方向与v 0方向相同． 答案：(1)2713Al ＋42He→3015P ＋10n(2)v 0＋v 112，方向与v 0方向相同。
教科版高中物理选修(3-5)3.1《原子核的组成与核力》word规范训练
第三章原子核1原子核的组成与核力(时间：60分钟)知识点一原子核结构的发现1．最早提出原子核是由质子和中子组成的科学家是()．A．贝可勒尔B．居里夫人C．卢瑟福D．查德威克解析由于卢瑟福通过α粒子轰击氮原子核发现了质子，并从其他原子核中都打出了质子，卢瑟福认为质子是原子核的组成部分，并依据质子数与质量数不相等的情况预言了中子的存在，提出了原子核是由质子和中子组成的理论，故C正确．答案 C2．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是()．A．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本题考查原子核结构的发现过程．答案 C知识点二原子核的组成3．据最新报道，放射性同位素钬16667Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是()．A．32 B．67 C．99 D．166解析根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故核内中子数与核外电子数之差为99－67＝32，故A对，B、C、D 错．答案 A4．关于原子核21083Bi，下列说法中正确的是()．A．核外有83个电子，核内有127个质子B．核外有83个电子，核内有83个质子C．核内有83个质子，127个中子D．核内有210个核子解析根据原子核的表示方法可知，这种原子核的电荷数为83，质量数为210.因为原子核的电荷数等于核内质子数，等于核外电子数，对于离子则质子数与电子数可不相等，故该核内有83个质子，核外不一定有83个电子，故A、B错误．因为原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，即等于核内核子数，故该核核内有210个核子，其中有127个中子，故C、D正确．答案CD知识点三同位素5．人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一．氦的该种同位素应表示为()．A.43HeB.32HeC.42HeD.33He解析氦是2号元素，质量数为3的氦同位素为32He.答案 B6．氢有三种同位素，分别是氕11H，氘21H，氚31H，则()．A．它们的质量数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题B选项正确．答案 B7.22888Ra是镭22688Ra的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说法正确的有()．A．它们具有相同的质子数和不同的质量数B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数C．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质解析原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核内的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和．由此可知这是镭的两种同位素，核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，由于它们的核外电子数相同，因此它们的化学性质也相同．答案AC知识点四核力8．氦原子核由两个质子与两个中子组成，两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则这三种力从大到小的排列顺序是()．A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析在原子核大小范围内，有强相互作用存在即核力是最大的，由于质子的质量比较小，由万有引力定律和库仑定律可知，库仑力比万有引力大，所以选D.答案 D9．关于核力的说法正确的是()．A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B．核力就是电磁力C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内D．核力与电荷有关解析核力是短程力，超过1.5×10－15m，核力急剧下降几乎消失，故C对，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对，核力与电荷无关，故D错．答案 C10．对核力的认识，下列正确的是()．A．任何物体之间均存在核力B．核力广泛存在于自然界中的核子之间C．核力只存在于质子之间D．核力只发生在相距1.5×10－15m的核子之间，大于0.8×10－15m为吸引力，而小于0.8×10－15m为斥力解析由核力的特点知道，只有相距1.5×10－15m的核子才之间存在核力，核力发生在质子与质子、质子与中子、中子与中子之间，由此知D正确，A、B、C错误．答案 D11．在下列判断中，正确的是()．A．组成23892U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用B．组成23892U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C．组成23892U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D．组成23892U核的质子中任何两个质子之间，都存在不可忽略的核力作用解析核力属于短程力，由于组成23892U核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，所以选项A、B、D错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项C正确．答案 C12．氢原子半径是0.53×10－10 m，根据卢瑟福的原子模型求：(1)电子所在轨道的电场强度的大小；(2)电子绕核运动的速率、频率．解析(1)由点电荷场强公式得E＝k er2＝9×109×1.6×10－19(0.53×10－10)2N/C＝5.13×1011 N/C.(2)由F电＝F向所以k e2r2＝m v2r，v＝k e2mr，代入数据得v＝2.2×106 m/s.又因为ω＝vr＝2πf，所以f＝v2πr代入数据得f＝6.6×1015 Hz.答案(1)5.13×1011 N/C(2)2.2×106 m/s 6.6×1015 Hz13．在匀强磁场中有一静止的原子核A Z X，它自发地射出一个α粒子，α粒子的速度方向与磁感线垂直，若它在磁场中做圆周运动的半径为R，则反冲核的轨迹半径多大？解析α粒子与反冲核在垂直于磁场方向上动量守恒，有mαvα＝m核v核，①Bq v＝m v2R得R＝m vBq②对α粒子有Rα＝mαvαB×2e③对反冲核有R核＝m核v核B×(Z－2)e④①代入③④得R核＝2Z－2Rα，即R核＝2Z－2R.答案2Z－2R14．1919年卢瑟福用α粒子撞击147N核发现了质子．(1)写出这个核反应的方程式________________________；(2)上述核反应可以用如下的模型来认识，运动的α粒子撞击一个静止147N核，它们暂时形成一个整体(复合核)，随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核．已知复合核发生转化需要能量1.19 MeV，那么要想发生上述核反应，入射的α粒子的能量至少要多大？(3)英国物理学家威尔逊在1911年发明了“云室”，带电粒子在云室中运动时，可以显现出运动的径迹．把云室放在匀强电场中，分别将质子和α粒子垂直于电场方向打入同一匀强电场中，观察到它们运动的径迹，如果质子和α粒子运动的径迹相同(电场方向和质子、α粒子运动径迹所在平面平行)，求：质子和α粒子进入电场时的动能之比是多少？解析(1)147N＋42He→178O＋11H(2)α粒子撞击静止的147N核形成复合核，应遵循动量守恒，即m1v0＝(m1＋m2)v，系统损失的动能转变成复合核发生转化所需要的能量，即12m1v20－12(m1＋m2)v2＝12m1v20×m2m1＋m2＝1.19 MeV，得入射α粒子的动能E0＝12m1v20＝m1＋m2m2×1.19＝1.53 MeV(3)带电粒子垂直于电场方向射入匀强电场中，在匀强电场中做类平抛运动，设它沿入射方向的位移是x，沿电场方向的位移为y，有y＝12qEm⎝⎛⎭⎪⎫xv2＝qEx24E k，由于质子和α粒子的径迹相同，即它们沿入射方向通过相同的位移x时，沿电场方向的位移y也相同，质子和α粒子的动能之比E k1E k2＝q1q2＝12.答案(1)147N＋42He→178O＋11H (2)1.53 MeV(3)1∶2。
2015高中物理 3.1 原子核的组成与核力 学案(教科版选修3-5)
学案1原子核的组成与核力[学习目标定位] 1.知道原子核的组成，学会正确书写原子核的符号.2.了解质子和中子的发现过程.3.掌握核反应方程的特点，学会书写核反应方程．1．原子的中心有一个原子核，核外有电子，原子核所带正电的电荷量和核外电子所带负电的电荷量相等．2．原子直径的数量级是10－10 m，原子核直径是原子直径的1100 000.3．原子核的组成(1)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了氢原子核，即质子从氮原子核中被打出来．(2)卢瑟福在1920年提出猜想：核内可能还存在一种电中性的粒子．(3)1932年，英国物理学家查德威克用α粒子轰击铍时，得到了一种不带电的粒子，它的质量几乎与质子相等，这就是卢瑟福预言的中性粒子，也就是中子．(4)核子：质子和中子统称为核子．4．原子核的符号(1)原子核的电荷数：等于原子核的质子数即原子的原子序数．(2)原子核的质量数：等于质子数和中子数的总和．(3)原子核的符号：A Z X其中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为原子核的电荷数．(4)同位素：原子序数相同而中子数不同的原子核互称为同位素，例如氢的同位素11H、21H、31H. 5．核力(1)核力：核子之间的相互作用力，称为核力，也称强力．(2)核力的特征①在核的线度内，核力比库仑力大得多；②核力是短程力，当两核子中心相距大于核子本身线度时，核力几乎完全消失；③核力与电荷无关，质子与质子、质子与中子以及中子与中子之间的核力是相等的．6．核反应(1)人类历史上第一次实现原子核结构的人工转变的方程式：42He＋147N→178O＋11H.(2)核反应：用一定能量的粒子轰击原子核，改变了核的结构，这样的过程叫做核反应．在核反应中，质量数和电荷数守恒.一、原子核的组成[要点提炼]1．原子核中的三个整数(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)：原子核所带电荷总是质子所带电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，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，这个整数叫做原子核的质量数．2．原子核中的两个等式(1)核电荷数(Z)＝质子数＝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．例1已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？(2)镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？(3)若镭原子呈中性，它核外有多少电子？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)镭核的核电荷数和所带电荷量分别是Z＝88，Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C＝1.41×10－17 C.(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.答案(1)88138(2)88 1.41×10－17 C(3)88针对训练元素除天然元素外，还可以通过合成的方法获得新的人造元素，如1996年德国的达姆施特重离子研究所就合成了一种新的人造元素，它是由7030Zn撞入一个20882Pb的原子核，并立即释放出一个中子后而合成的，则该新元素的()A．原子序数为112 B．核子数为278C．原子序数为113 D．中子数为165答案AD二、原子核中质子和中子的比例[问题设计]1．一些较轻的原子核如42He、168O、126C、147N中质子数和中子数有什么关系？答案质子数与中子数大致相等．2.23892U、23490Th中各有多少个中子、多少个质子？较重的原子核中中子数和质子数有什么关系？答案23892U中含有92个质子、146个中子；23490Th中含有90个质子，144个中子．较重的原子核中中子数大于质子数，而且越重的原子核，两者相差越多．3．试从核力的特点对上述现象做出解释，并说明原子核能无限地增大吗？答案由于核力是短程力，原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力非常小．较多的质子集聚在一起的核力不足以平衡它们之间的库仑力，原子核就不稳定了．这时，如果不再成对地增加质子和中子，而只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以较重的原子核内中子数较多．由于核力是短程力，如果继续增大原子核，一些核子间距离会大到其间根本没有核力作用，这时即使再增加中子，形成的核也一定是不稳定的，所以原子核的大小是受限制的．[要点提炼]由于核力是短程力，自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多．例2关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．对于较重的原子核，由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，形成的核也一定是不稳定的解析自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多．因此正确答案选D.答案 D三、核反应[要点提炼]1．原子核人工转变的两大发现(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应：14N＋42He→1788O＋11H7(2)1932年查德威克发现中子的核反应：9Be＋42He→126C＋10n42．核反应的条件：用一定能量的粒子，如α粒子、质子、中子甚至用光子去轰击原子核．3．核反应的实质：以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X)，从而促使原子核发生变化，生成新原子核(Y)，并放出某一粒子．4．核反应遵从的守恒定律：在核反应中，质量数和电荷数守恒．例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和中子的．(1)105B＋42He→137N＋()(2)94Be＋()→126C＋10n(3)2713Al＋()→2712Mg＋11H(4)147N＋42He→178O＋()(5)2311Na＋()→2411Na＋11H解析(1)105B＋42He→137N＋10n(2)94Be＋42He→126C＋10n此核反应使查德威克首次发现了中子．(3)2713Al＋10n→2712Mg＋11H(4)147N＋42He→178O＋11H此核反应使卢瑟福首次发现了质子．(5)2311Na＋21H→2411Na＋11H答案见解析例41993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素20278Pt，制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶94Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞20480Hg，反应过程可能有两种：①生成20278Pt，放出氦原子核；②生成20278Pt，同时放出质子、中子．(3)生成的铂20278Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞20280Hg.写出上述核反应方程．答案(1)94Be＋11H→95B＋10n(2)①20480Hg＋10n→20278Pt＋32He②20480Hg＋10n→20278Pt＋211H＋10n(3)20278Pt→20279Au＋0-1 e；20279Au→20280Hg＋0-1 e原子核的组成与核力1．对核子结合成原子核的下列说法正确的是()A．原子核内的核子间均存在核力B．原子核内的质子间均存在核力和库仑力C．稳定原子核的质子数总是与中子数相等D．对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力、维系原子核稳定的作用答案 D解析核力是短程力，只会发生在相邻的核子之间，由此知A、B错误；核力只作用于相邻的核子，随着质子数增加，为使原子核保持稳定，必须靠中子数的增多来抵消库仑力的作用，故C错误，D正确．2．α粒子轰击氮14核后放出一个质子，转变为氧17核(178O)．在这个氧原子核中有() A．8个正电子B．17个电子C．9个中子D．8个质子答案CD解析核电荷数为8，即质子数为8，质量数为17，所以中子数为17－8＝9，答案为C、D. 3．在下列核反应方程中，x代表质子的方程是()A.2713Al＋42He→3015P＋xB.147N＋42He→178O＋xC.21H＋γ→10n＋xD.31H＋x→42He＋10n答案BC解析核反应过程中质量数、电荷数守恒．题中所涉及的四个核反应方程分别为：2713Al＋42He→3015 P＋10n，147N＋42He→178O＋11H，21H＋γ→10n＋11H，31H＋21H→42He＋10n.4．氢有三种同位素，分别是氕11H、氘21H、氚31H，则()A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等答案AB解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，因为它们是同位素，所以它们的质子数和核外电子数相等，都为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数不相等，所以A、B选项正确．。
高中物理第3章原子核1原子核的组成与核力课件教科版选修3-5
原子核的“数”与“量”辨析 1．核电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是 相同的，所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍，我们把核内的质子 数叫核电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量． 2．原子核的质量数与质量是不同的，也与元素的原子量不同．原子核内质 子和中子的总数叫作核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和．
核力
[先填空] 1．核力 原子核内 核子之间的相互作用力． 2．核力的特征 (1)核力是强力，在原子核内，核力比库仑力大得多． (2)核力是短程力，当两核子中心相距大于核子本身线度时，核力几乎完全 消失．
(3)核力与电荷 无关，质子与质子，质子与中子，以及中子与中子之间的核 力是相等的．
3．原子核的稳定性 质子数越多的原子核，就需要有更多的中子来维持核的稳定，在大而稳定 的原子核中，中子的数量多于质子．
知
知
识
识
点
点
一
三
1．原子核的组成与核力
知 识 点 二
学 业 分 层 测
评
原子核的组成
[先填空] 1．质子的发现(如图 3-1-1 所示)
质子
质子
图 3-1-1
2．中子的发现(如图 3-1-2 所示)
中子
中子
图 3-1-2
原子核Leabharlann 3．原子核的组成 由质子和中子组成，它们统称为核子． 4．原子核的符号
1核力是强力，只存在于相邻核子之间. 2核力的存在与核子是否带电及电性无关. 3原子核的稳定性与核力和库仑力的大小关系有关.
高中物理 第三章 原子核 第1节 原子核的组成与核力课件 教科版选修3-5.ppt
工的办法使原子核发生转变）
现中子的核反应）
２、 粒子轰击氮的核实验 （发现质子的核反应）
174N4 2H e187 O1 1H
9 4B e4 2H e162 C0 1n
４、原子核由质子和中子 （统称为核子）组成
５、使核子结合在一起的力 是短程强相互作用力，也称为 核力。
13
原子核的组成与核力
1
１９１９年卢瑟福完成了用α粒子轰击氮原子核的人工核实验，实验装置示意如图。
Ｔ
Ｔ
C
SM
A
F
Ａ：放射性物质 Ｃ：容器 Ｔ：阀门
Ｆ：铝箔
Ｓ：荧光屏 Ｍ：显微镜
2
• 实验步骤及结果： • １、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好
不出现闪光 • ２、然后充入氮气,荧光屏出现了闪光
3
• 从实验结果可知，充入氮气后产生了穿透能力 比α粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透铝箔， 打在荧光屏上，出现了闪光。
钋Ｐo
铍Ｂｅ
石蜡
α粒子
不可见粒子
质子
α粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？
8
查德威克对实 验结果的分析
钋
铍Ｂｅ
石蜡
α
不可见
质子
粒子
查德威克用碰撞中的动
量守恒和能量守恒分析得到
不可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。
• 这些实验表明，由于从不同元素的原子 核中都能打出质子来，因此质子应该是原 子核的组成部分。
• 原子核只由质子组成吗？
5
•想 一 想 • 由于原子核的质量大体上是质子质量的
选修3-5-3.1原子核的组成与核力 核反应
核反应
阅？ 恒 电荷数守 2. 核反应前后有哪些守恒量？
恒 质量不守恒！质能转换！ 规律
想一想
古时，“炼金术”在世界各地都很流行，其 目标之一是将贱金属转化为贵金属。例如， 有人想把铅变成黄金，但终究没有实现。 （1）用学过的知识解释，为什么他们的想法 不能实现？ （2）今天能否实现？ （3）你认为这种“炼金”方法能盈利吗？
小结
组成 表示
原子核
质子、中子 质量数、电荷数 同位素 短程
结合
变化
核力
核反应
强大
电荷无关
质量数、电荷数守恒 质能转换
选修3-5 第三章 原子核
第1节 原子核的组成与核力
原子核的组成
质子
由卢瑟福发现
带正电，电量为一个元电荷
统称为核子
中子
由查德威克发现
不带电， 质量与质子非常接近
原子核的表示方法
同位素
质子数相同 中子数不同
例：
核力
问题：质子，库伦斥力，为何不散开？ 特点
阅读教材第37~38 页，回答下列问题： 仅在原子核大小范围内存在
核子距离大于0.8*10 m时，表现为引力 短程 1. 分组计算两个质子间的万有引力和库伦力大小。
-15
强大
（参数见课本37页） 电荷无关
核子距离小于0.8*10-15m时，表现为斥力
2. 桌子与椅子、中子与中子、中子与质子、质子 与质子，哪些之间有核力？为什么？ 3. 为什么质子越多的原子往往有更多的中子？
人教版高中物理(选修3-5)《原子核》同步测试题(含答案)
《原子核》测试题本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。
)1．[2010年高考上海单科卷]卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( )A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究C．天然放射性现象的发现D．质子的发现解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验的结果，提出原子的核式结构模型，所以A项正确。
答案：A2．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是( ) A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间C．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关D．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，C错误；原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间(即半衰期)，原子核就衰变掉总数的一半，A错误，B正确；利用铀238可测定地质年代，利用碳14可测定生物年代，D正确。
答案：B、D3．[2010年高考天津理综卷]下列关于原子和原子核的说法正确的是( )A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：原子核是由质子和中子组成的，β衰变是核内中子转变成为质子同时生成电子，即β粒子，故A错。
半衰期由原子核本身决定，与外界环境因素无关，C错。
比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固，D错。
玻尔提出的氢原子能级不连续就是原子能量量子化，B对。
答案：B4．如图(十九)－1所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是( )图(十九)－1A．a为α射线，b为β射线B．a为β射线，b为γ射线C．b为γ射线，c为α射线D．b为α射线，c为γ射线解析：γ射线不带电，在电场中不会偏转，α射线带正电，向负极板偏转，质量远大于β粒子的质量，电荷量是β粒子的2倍，α粒子的加速度远小于β粒子的加速度，β粒子的径迹比α粒子的径迹弯曲的多，选项B、C正确。
高中物理教科版选修(3-5)3.1 教学课件 《原子核的组成与核力》(教科)
Ｍ：显微镜
19 19 年 卢 瑟 福 用 粒 子 轰 击 氮 核 实 验
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2．中子的发现(如图312所示)
原子核 中子
中子
图312
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3．原子核的组成 中子 核子 ． 质子 和__________ 由_________ 组成，它们统称为__________
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英国：布拉凯特，在充氮的云室里做了这个实验，他 拍摄了2万多张云室照片中发现有8条径迹产生了分 叉，细长的径迹是质子，另一条短粗的径迹是新产生 的核的径迹。
表明： 粒子击中氮原子核后形成一个复核，而这 个复核不稳定，生成后随即发生变化，放出一个质 子
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课堂练习
2．(多选)关于核力，下列说法中正确的是( AC ) A．原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用 B．核力既可能是引力，又可能是斥力 C．核力对核子做正功，原子核要释放核能 D．原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用 【解析】 核力有时表现为引力，有时表现为斥力，但不是说核力既可能是引力，又可能是斥力， 故B错误；核力是短程力，只有在 2.0 1015 m 左右的范围内起作用，故A正确，D错误；核子结合 成原子核时，核力对核子做正功，原子核释放一定的能量，故C正确．
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[再判断] 1．原子核内的质子间均存在核力和库仑力．( × )
2．稳定原子核的质子数总是与中子数相等．( × )
3．对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力、维系原子核稳定的作用．( √ ) [后思考]
人教版高二物理选修3-5第十九章 原子核 第一节 原子核的组成 每课一练(教师版)
第十九章原子核第一节原子核的组成学案班别姓名学号一、选择题1．天然放射现象的发现揭示了()A．原子不可再分B．原子的核式结构C．原子核还可再分D．原子核由质子和中子组成2．关于放射性元素发生衰变放射的三种射线，下列说法中正确的是()A．三种射线一定同时产生B．三种射线的速度都等于光速C．γ射线是处于激发态的原子核发射的D．原子核衰变不能同时放射α射线和γ射线3．如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射。
下面的哪种判断是正确的()A．射到b点的一定是α射线B．射到b点的一定是β射线C．射到b点的一定是α射线或β射线D．射到b点的一定是γ射线4．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5．（多选）以下说法中正确的是()A．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B．原子核中的中子数一定跟核外电子数相等C．用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D．绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子6．同位素是指()A．质子数相同而核子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．核子数相同而质子数不同的原子D．中子数相同而核子数不同的原子7．在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为42He，42He中的4和2分别表示()A．4为核子数，2为中子数B．4为质子数和中子数之和，2为质子数C．4为核外电子数，2为中子数D．4为中子数，2为质子数8．（多选）静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1(图中半径大小没有按比例画)，如图所示，则() A．α粒子与反冲核动量大小相等、方向相反B. 原来放射性元素的原子核电荷数为90C. 反冲核的核电荷数为88D. α粒子和反冲核的速度之比为1:88二、非选择题9．如图所示，是利用射线自动控制铝板厚度的装置．假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3 mm厚的铝板，那么是三种射线中的________射线对控制厚度起主要作用．当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调节得________些。
高中物理 第三章 原子核 1 原子核的组成与核力练习 教科版选修3-5-教科版高二选修3-5物理试题
第三章原子核1 原子核的组成与核力原子核的组成与同位素1．假设用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，如此对234 90Th的原子来说( )A．x＝90 y＝90 z＝234B．x＝90 y＝90 z＝144C．x＝144 y＝144 z＝90D．x＝234 y＝234 z＝324答案 B解析质量数＝质子数＋中子数，中性原子中：质子数＝核外电子数，所以选B项．2．铀235的原子核符号常写成235 92U，由此可知( )A．铀235的原子核中有质子92个B．铀235的原子核中有电子92个C．铀235的原子核中有中子235个D．铀235的原子核中有中子143个答案AD解析原子核符号中A Z X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为核电荷数．核电荷数等于质子数，X为中子数，中子数等于质量数减去质子数，质子数等于核外电子数．因而，A、D正确．3．氢有三种同位素，分别是氕(11H)、氘(21H)、氚(31H)，如此( )A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的化学性质一样答案ABD解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数均一样，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不一样，A、B两项正确；同位素化学性质一样，只是物理性质不同，D正确．核反响方程4．如下核反响或核衰变方程中，符号“X〞表示中子的是( )A.94Be＋42He―→12 6C＋XB.14 7N＋42He―→17 8O＋XC.204 80Hg＋10n―→202 78Pt＋211H＋XD.239 92U―→239 93Np＋X答案AC解析根据核反响方程质量数和电荷数守恒可得．5．[2013·新课标35(1)]一质子束入射到静止靶核2713Al上，产生如下核反响：P＋2713Al―→X＋n式中P代表质子，n代表中子，X代表核反响产生的新核．由反响式可知，新核X的质子数为________，中子数为________．答案14 13解析根据核反响过程电荷数守恒和质量数守恒，新核X的质子数为1＋13－0＝14，质量数为1＋27－1＝27，所以中子数＝27－14＝13.。
高中物理 课时提升作业八 第三章 原子核 3.1 原子核的组成与核力 教科版选修3-5
亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题课时提升作业八原子核的组成与核力(30分钟50分)一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.如图所示为查德威克发现中子的实验示意图,由天然放射性元素钋(Po)放射的a射线轰击铍时会产生粒子流b,下列说法正确的是( )A.a为中子,b为质子B.a为质子,b为中子C.a为α粒子,b为中子D.a为α粒子,b为质子【解析】选C。
由物理学史知识知,查德威克是用α粒子轰击铍时发现中子的,故C正确。
2.(多选)已知Ra是Ra的一种同位素,则下列说法正确的是( )A.它们具有相同的质子数和不同的质量数B.它们具有相同的中子数和不同的原子序数C.它们具有相同的核电荷数和不同的中子数D.它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质【解题指南】解答本题要明确以下三点:(1)原子序数相同,而中子数不同的原子核互称同位素。
(2)掌握原子序数与质子数、中子数和质量数的关系。
(3)原子的化学性质由核外电子数决定.【解析】选A、C。
原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的,且原子核内的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和.由此知这两种镭的同位素核内的质子数均为88,核子数分别为228和226,中子数分别为140和138;原子的化学性质由核外电子数决定,因为它们的核外电子数相同,所以它们的化学性质也相同.故正确答案为A、C。
3.(多选)核力具有下列哪些性质( )A.核力是短程力,作用范围很小,只在相邻核子间发生B.核力可能是引力,也可能是斥力。
核力把核子紧紧束缚在核内,形成稳定的原子核,但又不会融合在一起C.质子间、中子间、质子和中子之间都有核力D.核力是一种强相互作用力,与库仑力差不多【解析】选A、B、C。
核力作用的范围在10-15m区域内,只在相邻核子间发生,是短程力,A对.当两核子间距离减小时,核力也迅速减小,至一定值时,核力表现为斥力,B对.核力是质子、中子之间的强相互作用力,比库仑力大得多,C对, D错。
高中物理 课时自测当堂达标 第三章 原子核 3.1 原子核的组成与核力 教科版选修35
3.1 原子核的组成与核力
课时自测·当堂达标
1.(多选)下列说法中符合物理学史的是( )
A.汤姆孙发现了电子
B.卢瑟福发现了质子
C.玻尔预言了中子的存在
D.查德威克发现了中子
【解析】选A、B、D。
卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在,C错。
根据历史事实,可知A、
B、D均正确。
2.人类探测月球发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可以作为未来核聚变的重要原料之一,氦的这种同位素应表示为( )
A He
B He
C He
D He
【解析】选B。
氦的同位素质子数一定相同,质量数为3,故可写作He,因此B正确,A、C、D 错。
3.关于核力,下列说法中正确的是( )
A.原子核内每个核子只跟与它相邻的核子才有核力作用
B.核力既可能是引力,又可能是斥力
C.核子(质子)间的核力一定大于库仑力
D.原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用
【解析】选A。
核力是把原子核内各核子紧紧拉在一起的引力,B错;核力是短程力,只在2.0×10-15m短距离起作用,A对,D错;随着核子间距离的增大,核力和库仑力都减小,但核力减小得快,有可能核力小于库仑力,只有在相邻的质子与质子之间的核力才大于库仑力,故C错。
4.在下列反应方程中,X代表质子的方程是( )
A N He O+X
B Be He C+X
C Al He P+X
D H+X He n
【解析】选A。
核反应方程满足质量数和电荷数守恒,可见A项中X为质子,B项中X为中子,C 项中X为中子,D项中X为H,故A正确。
3-5第三章原子核练习题
选修3-5 第三章原子核基础训练第1节原子核的组成与核力1．某种元素的原子核用A Z X表示，下列说法正确的是()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－ZC．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Z2．关于核力的说法正确的是()A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B．核力就是电磁力C．核力是短程力，作用范围在2×10－15 m左右D．核力与电荷有关3．下列说法正确的是()A．质子和中子的质量不等，但质量数相等B．质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量总和C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D．中子不带电，所以原子核的总电荷量等于质子和电子的总电荷量之和4．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、中子和正电子的。
(1)105B＋42He―→137N＋() (2)94Be＋()―→126C＋10n(3)2713Al＋()―→2712Mg＋11H (4)147N＋42He―→178O＋() (5)23892U―→23490Th＋()(6)2311Na＋()―→2411Na＋11H (7)2713Al＋42He―→10n＋()；3015P―→3014Si＋()5．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)镭核所带的电荷量是多少？(3)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？(4)22888Ra是镭的一种同位素，让22688Ra和22888Ra以相同的速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？第2、3节放射性__衰变及应用1．一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是()A．总质量数保持不变B．总核子数保持不变C．总能量保持不变D．总动量改变2．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是()A．α射线是原子核自发发射出的氦核，它的穿透能力最强B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透力C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透力最强D．γ射线是电磁波，它的穿透力最弱3.(福建高考)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________。
高中物理教科版选修3-5教学案：第三章 第1节 原子核的组成与核力 Word版含答案
第1节原子核的组成与核力( 对应学生用书页码P32 )一、原子核的组成1、质子的发现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。
实验表明质子是原子核的组成部分。
2、中子的发现卢瑟福发现质子后，预想核内还有一种不带电的中性粒子。
1932年，查德威克利用α粒子轰击铍时，证明了中子的存在。
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。
( 2 )原子核的符号:A Z X，其中X表示元素，A表示质量数，Z表示核电荷数。
( 3 )基本关系:核电荷数＝质子数＝原子序数质量数＝质子数＋中子数＝核子数( 4 )同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子核互称同位素。
如氢的三种同位素氕、氘、氚。
二、核力1、定义原子核内相邻核子之间的相互作用力，也称强力。
2、特点( 1 )在原子核的线度内，核力比库仑力大得多。
( 2 )核力是短程力，当两核子中心距离大于核子本身线度时，核力几乎完全消失。
( 3 )核力与电荷无关，质子与质子、中子与中子、质子与中子之间的核力是相等的。
[特别提醒]质子越多的原子核需要更多的中子来维持核的稳定，在大而稳定的原子核中，中子数大于质子数。
三、核反应1、核反应用一定能量的粒子轰击原子核，改变原子核结构的过程。
2、核反应方程用原子核符号描述核反应过程的式子。
3、书写方程式的原则核反应方程必须满足反应前、后质量数和核电荷数都守恒。
1、判断:( 1 )卢瑟福发现了中子。
( )( 2 )具有相同质子数而中子数不同的原子核称为同位素。
( )( 3 )核反应只改变核外电子数，不会改变原子核的结构。
( )正确答案:( 1 )×( 2 )√( 3 )×2、思考:一个铅原子质量数为207，原子序数为82，其核外电子有多少个？中子数又是多少？提示: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，质子与电子电性相反、电量相同，故核外电子数与核内质子数相同为82个，根据质量数等于质子数与中子数之和的关系，铅原子核的中子数为207－82＝125( 个)。
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[基础题]
1．关于核力，下列说法中正确的是()
A．核力是一种特殊的万有引力
B．原子核内任意两个核子间都有核力作用
C．核力是原子核能稳定存在的原因
D．核力是一种短程强作用力
答案CD
2．人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一，氦的该种同位素应表示为()
A.43He
B.32He
C.42He
D.33He
答案 B
解析氦是2号元素，质量数为3的氦同位素为32He
3．关于2412X，下列说法正确的是()
A．它表示一个原子
B．它表示一个原子核
C．它表示原子核中有12个质子
D．它表示原子核中有12个中子
答案BCD
解析2412X表示一个原子核，说明电荷数为12(即12个质子)，质量数为24(中子数24－12＝12)，故B、C、D正确．
4．下列关于32He的叙述正确的是()
A.32He与31H互为同位素
B.32He原子核内中子数为2
C.32He原子核外电子数为2
D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子
答案 C
解析32He核内质子数为2，31H核内质子数为1.两者质子数不等，不是同位素，A错误；32He 核内中子数为1，B错误，C正确；32He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子，D错误．
5．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al＋42He→X＋10n.下列判断正确的是()
C．X是2814Si的同位素D．X是3115P的同位素
答案BD
解析由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知，X是3015P，故选项C错误，选项D正确；
1
n为中子，故选项A错误，选项B正确．
6．以下说法正确的是()
A.23490Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234
B.94Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4
C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数
D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数
答案 D
解析A项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错；B项的铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C错，D 对．
7．下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是()
A.94Be＋42He→126C＋X
B.147N＋42He→178O＋X
C.20480Hg＋10n→20278Pt＋211H＋X
D.23992U→23993Np＋X
答案AC
解析根据核反应方程质量数和电荷数守恒可得．
8．下面是四个核反应方程，x表示质子的是()
A.3015P→3014Si＋x
B.23892U→23490Th＋x
C.2713Al＋10n→2712Mg＋x
D.2713Al＋42He→3015P＋x
答案 C
解析由质量数守恒和电荷数守恒，可得C中x的质量数为1，电荷数为1，所以C项中x为质子．
[能力题]
9．在下面四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子
①31H＋X1→42He＋10n②147N＋42He→178O＋X2
③94Be＋42He→126C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4
以下判断中正确的是()
C ．X 3是电子
D ．X 4是质子
答案 D 解析 根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X 1为21H ，A 错．X 2为11H ，
B 错．X 3为10n ，
C 错．X 4为11H ，
D 对．
10．为了说明用α粒子轰击氮打出质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云室中，用α粒子轰击氮，在他拍摄的两万多张照片中，终于从四十多万条α粒子径迹中发现了8条产生分叉，这一实验数据说明了( )
A ．α粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少
B ．氮气的密度很小，α粒子与氮接触的机会很少
C ．氮核很小，α粒子接近氮核的机会很少
D ．氮气和α粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少
答案 C
解析 氮原子核很小，导致α粒子接近原子核的机会很少，所以发生核反应的机会很少，即观察到α粒子径迹分叉的机会少，所以C 选项正确．
11．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为16 8O ＋10n →a 7N ＋0b X ，对式中X 、a 、b 的判断正确的
是( )
A ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1
B ．X 代表电子，a ＝17，b ＝－1
C ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1
D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝1
答案 C
解析 根据质量数、电荷数守恒可知a ＝17，b ＝8＋0－7＝1，因X 可表示为
0+1e ，为正电子，
故C 项正确，A 、B 、D 三项错误．
[探究与拓展题]
12．1930年发现，在真空条件下用α粒子(42He)轰击铍核(94Be)时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强且不带电的粒子．后来查德威克证实了这种粒子就是中子．
(1)写出α粒子轰击铍核的核反应方程．
(2)若一个中子与一个静止的碳核发生正碰，已知中子的质量为m n 、初速度为v 0，与碳核碰后的速率为v 1，运动方向与原来运动方向相反，碳核质量为12m n ，求碳核与中子碰撞后的速率．
(3)若与中子碰撞后的碳核垂直于磁场方向射入匀强磁场，测得碳核做圆周运动的半径为R ，已知元电荷的电荷量为e ，求该磁场的磁感应强度的大小．
答案 (1)42He ＋94Be →12 6C ＋10n (2)v 1＋v 012
(3)m n (v 1＋v 0)6eR
解析 (1)42He ＋94Be →12 6C ＋10n
(2)中子与碳核的碰撞满足动量守恒
得m n v 0＝－m n v 1＋12m n v 2
得v 2＝v 1＋v 012
① (3)碳核垂直进入磁场后，洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动则有
B ·6e ·v 2＝12m n ·v 22R
② 将①代入②式解得
B ＝m n (v 1＋v 0)6eR。