2023年高考物理總復習第三部分考點培優(yōu)訓練課時分層作業(yè)(三十六)原子結構、原子核

課時分層作業(yè)（三十六）原子結構原子核

基礎題組

1.如圖是盧瑟福的a粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素針，

它發(fā)出的a粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上

產生閃爍的光點.下列說法正確的是（）

:警子源

噂子束散射粒子

環(huán)形熒光屏」

金箔

A.該實驗是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據(jù)

B.該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性

C.a粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉

D.絕大多數(shù)的a粒子發(fā)生大角度偏轉

2.如圖所示是盧瑟福設計的一個實驗：他在鉛塊上鉆了一個小孔，孔內放入一點鐳，

使射線只能從這個小孔里發(fā)出，隨后他將射線引入磁場中，發(fā)現(xiàn)射線立即分成三束，他把這

三束射線分別命名為a射線、B射線、Y射線.基于對這三種射線的深入分析，盧瑟福獲得

了1907年的諾貝爾獎.以下對這三束射線描述準確的是（）

洞的底部

A.a射線的穿透能力最弱，容易被物體吸收

B.[3射線在真空中的運動速度是光速

C.丫射線本質上是波長極短的電磁波，電離能力極強

D.0射線帶負電，是來自鐳原子的核外電子

3.[2021?廣東卷，1]（多選）科學家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26.鋁26的

半衰期為72萬年，其衰變方程為患A1一%Mg+Y.下列說法正確的是（）

A.Y是氫核

B.Y是質子

C.再經過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半

D.再經過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變

?E/eV

2-----------------------3.40

1---------------------13.60

4.[2019?全國卷I,14]氫原子能級示意圖如圖所示.光子能量在1.63eV?3.10eV的

光為可見光.要使處于基態(tài)（〃=1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子

提供的能量為（）

A.12.09eVB.10.20eV

C.1.89eVD.1.51eV

5.[2021?山東卷，1]在測定年代較近的湖泊沉積物形成年份時，常利用沉積物中半衰期

較短的饋1Pb,其衰變方程為$*Pb—骨Bi+X.以下說法正確的是（）

A.衰變方程中的X是電子

B.升高溫度可以加快拶Pb的衰變

C.翌Pb與碧Bi的質量差等于衰變的質量虧損

D.方程中的X來自于曾Pb內質子向中子的轉化

6.

%V

“80

5

4

-0..5&4

3-O.

2-1.51

40

-3.

1-13.60

抗戰(zhàn)疫情取得階段性的勝利，2020年5月6日湖北省高三學生迎來了開學，學校校門

口都設有紅外測溫儀，其原理是：被測物體輻射的電磁波只有紅外線可被該測溫儀捕捉，并

轉變成電信號.如圖為氫原子能級示意圖，己知紅外線單個光子能量的最大值為1.62eV,

當大量處于第5能級的氫原子向較低能級躍遷時;所輻射出的光子中能被紅外測溫儀捕捉到

的光子頻率種類有（）

A.1種B.2種

C.3種D.4種

7.[2021?全國乙卷，17]醫(yī)學治療中常用放射性核素"31n產生丫射線，而"31n是由半衰

期相對較長的113Sn衰變產生的.對于質量為恤的“3sn,經過時間f后剩余”3sn質量為處

其T圖線如圖所示.從圖中可以得到”3sn的半衰期為（）

A.67.3dB.lOl.Od

C.115.1dD.124.9d

8.有四個核反應方程如下：

①$U+in-Sr+劈Xe+3xi

②；H+及—>2He+on

③$UTTh+黑

④為Mg+iHe—Al+%4

下列說法正確的是（）

A.①是核聚變B.X2為；H

C.③是核裂變D.同為中子

9.太陽能源于其內部的聚變反應，太陽質量也隨之不斷減少.設每次聚變反應可看作

4個氫核結合成1個氫核，太陽每秒鐘輻射的能量約為4.0X1026J.下列說法正確的是（）

A.該聚變反應在常溫下也容易發(fā)生

B.太陽每秒鐘減少的質量約4.4X1（）9kg

C.該聚變的核反應方程是4；H-；He+2_?e

D.目前核電站采用的核燃料主要是氫核

綜合題組

10.[2022?福建三明模擬]按照玻爾理論，一個氫原子中的電子從一半徑為小的圓軌道

自發(fā)地直接躍遷到一半徑為〃的圓軌道上，已知心＞仍，則在此過程中（）

A.原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量也

減小

B.原子要吸收某一頻率的光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也

減小

C.原子要發(fā)出一系列頻率的光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也

減小

D.原子要吸收一系列頻率的光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量

也增大

11.

[2022?濰坊模擬]威耳遜云室是能顯示帶電粒子徑跡的實驗裝置，是研究微觀粒子的重要

器材.在真空云室中的矩形區(qū)域內存在著勻強磁場，在A點有一靜止的原子核留Th發(fā)生了

某種衰變，生成的新核和釋放出的粒子在磁場中的徑跡如圖中的曲線〃所示，下列說法

正確的是（）

A.窗Th核發(fā)生的是a衰變

B.曲線a是新核的徑跡

C.勻強磁場方向垂直紙面向里

D.曲線“、匕的半徑比與新核和粒子的質量有關

12.

XXXX

XXXX

?嚼U

XXXX

XXXX

如圖所示，在垂直紙面向里的勻強磁場中，靜止的黃U發(fā)生a衰變，生成新原子核X,

己知a粒子和新核X在紙面內做勻速圓周運動，則（）

A.原子核X的電荷數(shù)為91,質量數(shù)為236

B.a粒子做順時針圓周運動

C.a粒子和原子核X的周期之比為10：13

D.a粒子和原子核X的半徑之比為45：2

13.（多選）如圖所示，甲圖為演示光電效應的實驗裝置；乙圖為八仄c三種光照射下

得到的三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關系曲線；丙圖為氫原子的能級圖；丁圖給出了幾種

金屬的逸出功和極限頻率.以下說法正確的是（）

幾種金屬的逸出功和極限頻率

金屬WeVoj（x10I4HZ）

鈉2.295.53

鉀2.255.44

鋤2.135.15

T

A.若匕光為綠光，c光可能是紫光

B.若“光為綠光，c光可能是紫光

C.若匕光光子能量為2.81eV,用它照射由金屬鋤構成的陰極，產生的大量具有最大

初動能的光電子去轟擊大量處于〃=3激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產生6種不同頻率的光

D.若b光光子能量為2.81eV,用它直接照射大量處于"=2激發(fā)態(tài)的氫原子，可以產

生6種不同頻率的光

1.解析：盧瑟福根據(jù)a粒子散射實驗，提出了原子核式結構模型，選項A正確；盧瑟

福提出了原子核式結構模型的假設，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，選項B錯誤；

電子質量太小，對a粒子的影響不大，選項C錯誤；絕大多數(shù)的a粒子穿過金箔后，幾乎

仍沿原方向前進，選項D錯誤.

答案：A

2.解析：a射線穿透能力最弱，電離能力最強，容易被物體吸收，故A正確；0射線

的速度約是光速的99%,故B錯誤；丫射線本質是一種波長極短的電磁波，電離能力極弱,

故C錯誤；p射線（高速電子流）帶負電，是由中子轉變成質子后釋放的電子組成的，故D

錯誤.

答案：A

3.解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒與質量數(shù)守恒可知Y為正電子？e,A、B錯誤.經過一個半

衰期，鋁26衰變一半，經過兩個半衰期，鋁26還剩下四分之一，C正確，D錯誤.

答案：C

4.解析：本題考查原子的能級躍遷問題，體現(xiàn)了模型建構的核心素養(yǎng).

由題圖數(shù)據(jù)分析可知，只有氫原子從"=3能級躍遷到"=2能級輻射出的光子能量在可

見光光子能量范圍內，所以處于基態(tài)（〃=1）的氫原子最少也要躍遷到〃=3能級，氫原子

吸收的能量最小為AE=E3-Ei=12.09eV,故選A.

答案:A

5.解析：根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X是電子，A項正確；放射性元素的半

衰期非常穩(wěn)定，不受溫度、壓強以及該物質是單質還是化合物的影響，B項錯誤；2*Pb與

猾Bi和電子X的質量差等于衰變的質量虧損，C項錯誤；方程中的X來自于置Pb內中子

向質子的轉化，D項錯誤.

答案：A

5X4

6.解析：根據(jù)C：=10種知，大量處于"=5的氫原子向低能級躍遷時，可能

發(fā)出10種不同頻率的可見光.根據(jù)能級的躍遷滿足E”，得躍遷產生的光子能量分

別是13.06eV,12.75eV,12.09eV,10.2eV,2.86eV,2.55eV,1.89eV,0.97eV,0.66eV,

0.31eV.由于紅外線單個光子能量的最大值為1.62eV,所以能被紅外測溫儀捕捉的光子能量

有0.97eV,0.66eV,0.31eV,共3種，故C正確，A、B、D錯誤.

答案：C

7.解析：題中給出喘7圖線是向下凹的曲線，第時對應的時間小于

67.3:82.4d=i24.85d,且由數(shù)學知識知其與124.85d相差不會太大，所以ABD選項錯

誤，選項C正確.

答案:C

235+1-95-138

8.解析：根據(jù)質量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，M的質量數(shù)為而

3=1,

92—38—54

電荷數(shù)為空號=0,所以凡是:n,①是核裂變反應，故A錯誤；及的質量數(shù)為3+1

-2=2,而電荷數(shù)為2-1=1,所以念是；H,故B正確；心的質量數(shù)為238—234=4,而

電荷數(shù)為92—90=2,所以用是；He,③是a衰變，故C錯誤；足的質量數(shù)為24+4—27

=1,而電荷數(shù)為12+2-13=1,所以心是；H,故D錯誤.

答案：B

9.解析：該聚變反應需要在高溫高壓條件下發(fā)生，所以A錯誤；根據(jù)愛因斯坦的質能

方程，可得太陽每秒鐘減少的質量為=4.4X109kg,所以B正確；根據(jù)核反應過

程中的質量數(shù)守恒可得，該聚變的核反應方程為4；H-；He+2?e,生成物中是正電子，

不是電子，所以C錯誤；目前核電站采用的核燃料是鈾核，利用鈾核的裂變反應過程中釋

放的核能，所以D錯誤.故選B.

答案：B

10.解析：由玻爾氫原子理論知，電子軌道半徑越大，原子能量越大，當電子從5躍

遷到%時，原子能量減小，放出光子；在電子躍遷過程中，庫侖力做正功，原子的電勢能

減?。挥蓭靵隽μ峁╇娮幼鰣A周運動的向心力，即警=%，廠減小，電子速度增大，動

能增大，綜上所述可知A正確.

答案：A

11.解析：衰變后生成的新核和釋放的粒子的初速度反向，由題圖可知新核和釋放出的

粒子在磁場中做圓周運動的方向相反，則新核和釋放出的粒子的電性相反，所以$Th核發(fā)

生的是p衰變，其核反應方程為鏘Th-需pa+Le,故A錯誤；衰變后新核和粒子在磁

2

場中做圓周運動，由卯8=竿知「=狷，衰變過程中動量守恒，新核和B粒子的動量大

小相等，其軌跡半徑比為新核和B粒子電荷量的反比，與質量無關，所以曲線a半徑較大應

是。粒子的徑跡，故B、D錯誤；對于。粒子的軌跡曲線°,由左手定則可知磁場方向垂直

紙面向里，故C正確.

答案：C

12.解析：根據(jù)核反應的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，原子核X的電荷數(shù)為92—2=90,

質量數(shù)為238—4=234,選項A錯誤；a粒子帶正電，由左手定則可知，a粒子做逆時針圓