原子結(jié)構(gòu)和原子核（練習(xí)）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)

第68講原子結(jié)構(gòu)和原子核

目錄

01模擬基礎(chǔ)練

【題型一】原子的核式結(jié)構(gòu)

【題型二】玻爾理論與能級(jí)躍遷氫原子光譜

【題型三】原子核的衰變及半衰期

【題型四】核反應(yīng)及核能的計(jì)算

02重難創(chuàng)新練

【題型一】原子的核式結(jié)構(gòu)

1.盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在一個(gè)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(xì)的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的

A.該實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)

B.該實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(huì)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

D.絕大多數(shù)的a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)

【題型二】玻爾理論與能級(jí)躍遷氫原子光譜

2.目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)w較大的氫原子。氫原子第〃能級(jí)的能量為瓦=口，其中Ei=—

13.6eV。圖是按能量排列的電磁波譜，要使"=20的氫原子吸收一個(gè)光子后，恰好失去一個(gè)電子變成氫離

子，被吸收的光子是（）

紅外線H.紫外線jX射線

光」

-IIIIII

10-210-,10°1011（戶103

能量（eV）

A.紅外線波段的光子B.可見光波段的光子

C.紫外線波段的光子D.X射線波段的光子

3.（2023?新課標(biāo)卷，16）葩原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，葩原子鐘利用的

兩能級(jí)的能量差量級(jí)為10-eV,躍遷發(fā)射的光子的頻率量級(jí)為（普朗克常量//=6.63義10—34j$元電荷e=

1.60X10-19C）（）

A.103HzB.106Hz

C.109HzD.1012Hz

4.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，大量處于"=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射不同頻率的光子，現(xiàn)用這

些光子照射逸出功為2.25eV的金屬鉀，會(huì)有光電子逸出。貝1（）

nE/eV

4~.....................-0-85

3------------------1.51

2-------------------3.4

1------------------13.6

A.逸出的光電子的最大初動(dòng)能為12.75eV

B.這些光子中可能有7種不同的頻率

C.這些光子中能夠從金屬鉀打出光電子的共有4種

D.處于九=3能級(jí)的氫原子能夠吸收〃=4躍遷到n=3輻射的光子發(fā)生電離

【題型三】原子核的衰變及半衰期

5.（2023?廣東卷，1）理論認(rèn)為，大質(zhì)量恒星塌縮成黑洞的過(guò)程，受核反應(yīng)甘C+Y-嬖O(shè)的影響。下列說(shuō)法正確

的是（）

A.Y是p粒子，B射線穿透能力比丫射線強(qiáng)

B.Y是p粒子，p射線電離能力比丫射線強(qiáng)

C.Y是a粒子，a射線穿透能力比7射線強(qiáng)

D.Y是a粒子，a射線電離能力比丫射線強(qiáng)

6.如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的14次衰變，其中有機(jī)次a衰變、“次|3衰變，生成穩(wěn)定的原子核Y,

則（）

質(zhì)量數(shù)

238

234

230

226

222

218

214

210

206

202

788082848688909294質(zhì)子數(shù)

A.m=8,及=6B.m=6,n=8

C.m=4,n=10D.m=2,〃=12

【題型四】核反應(yīng)及核能的計(jì)算

7.(2023.北京卷，3)下列核反應(yīng)方程中括號(hào)內(nèi)的粒子為中子的是()

A.贊U+血一甯Ba+患Kr+()

B.鑼U一筑Th+()

C.號(hào)N+，He-190+()

D4C—1?N+()

8.重核裂變和輕核聚變都釋放出能量。如圖所示為原子核的平均結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖線，下列說(shuō)法

A.鈾核裂變的一個(gè)重要核反應(yīng)方程是贊U-甯Ba+然Kr+21n

B.鎖U核的平均結(jié)合能大于第Ba核的平均結(jié)合能

C.三個(gè)中子和三個(gè)質(zhì)子結(jié)合成§Li核時(shí)釋放能量約為20MeV

D.lHe核的平均核子質(zhì)量小于§Li核的平均核子質(zhì)量

9.用中子轟擊靜止的鋰核，核反應(yīng)方程為，n+§Li-,He+X+h己知丫光子的頻率為v,鋰核的比結(jié)合能為

Ei,氫核的比結(jié)合能為E2,X核的比結(jié)合能為乙，普朗克常量為兒真空中的光速為c。下列說(shuō)法中正確的

是()

A.X核為汨核

B.y光子的動(dòng)量0=午

C.釋放的核能A￡=4E2+3￡3-6￡I

D.質(zhì)重節(jié)報(bào)\m=-----------?-------------

㈤2

1.（2024年1月?江西高考適應(yīng)性演練）在恒星演化末期會(huì)發(fā)生俗稱“燒石頭”的核聚變反應(yīng)，其核反應(yīng)方程為

交i+7，He—>iNi,下列選項(xiàng)正確的是（）

A.Z=26,A=52B.Z=26,A=28

C.Z=14,A=52D.Z=14,A=28

2.關(guān)于天然放射現(xiàn)象、射線的防止與應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）

A.所有元素都能發(fā)生衰變

B.在a、|3和丫三種射線中，a射線穿透能力最強(qiáng)，丫射線的電離能力最強(qiáng)

C.利用丫射線可以為金屬探傷或?qū)崿F(xiàn)對(duì)流水線的自動(dòng)控制，也可以用丫射線照射食品殺死細(xì)菌

D.利用丫射線可以有效消除靜電積累，利用a射線照射植物的種子，可以使產(chǎn)量顯著增加

3.我國(guó)科研人員及合作者首次合成了新原子核鋪Ac。原子核存在一種衰變鏈，其中第1次由靖Ac衰變成

原子核到Fr,第2次由鉀Fr衰變成原子核鑼At。下列說(shuō)法正確的是（）

A.兩次均為a衰變

B.兩次均為0衰變

C.第1次為a衰變，第2次為|3衰變

D.第1次為B衰變，第2次為a衰變

4.（2023?山東高考）“夢(mèng)天號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對(duì)的冷原子鐘組發(fā)射升空，對(duì)提升我國(guó)導(dǎo)航定位、

深空探測(cè)等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級(jí)體系，原子吸收頻率為vo的光子從基態(tài)

能級(jí)I躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)II,然后自發(fā)輻射出頻率為vi的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級(jí)2,并在一定條件

下可躍遷到鐘躍遷的下能級(jí)1,實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為V3的光子回到基態(tài)。該原

子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率也為（）

C.Vo-Vl+v3D.V0—Vl—V3

5.（2023?湖南高考）2023年4月13日，中國(guó)“人造太陽(yáng)”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置（EAST）創(chuàng)下新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)

403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核

反應(yīng)的說(shuō)法正確的是（）

A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多

B.笊氤核聚變的核反應(yīng)方程為歸+歸一4He+-?e

C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235

D.核聚變反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有質(zhì)量虧損

6.考古學(xué)家利用4c技術(shù)測(cè)定了位于臨淄的稷下學(xué)宮遺址下的土層，確定距今約2400年，這個(gè)年代略早

于春秋齊桓公時(shí)期。已知中C的半衰期為5730年，它很容易發(fā)生P衰變，變成一個(gè)新核。下列說(shuō)法正確的

是()

A.骨骼中以碳酸鈣(CaCCh)形式存在的甲C的半衰期比單質(zhì)軟2的半衰期更長(zhǎng)

B老C發(fā)生P衰變，其衰變方程為：￥c―理B+?e

c.。衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子

D.VC經(jīng)過(guò)2400年后，剩余的供2不到原來(lái)的一半

7.一群處于第4能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷過(guò)程中能發(fā)出6種不同頻率的光，將這些光分別照射到圖(a)

電路陰極K的金屬上,只能測(cè)得3條電流隨電壓變化的圖像如圖(b)所示，已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖(c)所示，

則下列推斷正確的是()

8------------------0

4------------------0.85

3------------------1.51

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

1-------------------13.6

圖（c）

A.只有b光照射時(shí)，僅增加其強(qiáng)度，則對(duì)應(yīng)的遏止電壓增大

B.陰極金屬的逸出功可能為Wo=2.5eV

C.圖(b)中的。光是氫原子由第2能級(jí)向基態(tài)躍遷發(fā)出的

D.圖(b)中的c光光子能量為10.2eV

8.(多選)a、b兩單色光在電磁波譜中的位置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()

a光b光

長(zhǎng)波短波微波紅外線紫外線X射線Y射線

A.若a、b光分別射入水中，a光的光速比b光小

B.若a、6光分別照射同一小孔發(fā)生衍射，a光的衍射現(xiàn)象更明顯

C.若。、6光分別照射同一光電管發(fā)生光電效應(yīng)，。光的遏止電壓低

D.若a、b光均由氫原子能級(jí)躍遷產(chǎn)生，產(chǎn)生。光的能級(jí)差大

9.核能是蘊(yùn)藏在原子核內(nèi)部的能量，合理利用核能，可以有效緩解常規(guī)能源短缺問(wèn)題。在鈾核裂變實(shí)驗(yàn)中，

核反應(yīng)方程是鍍U+向一＞1患Ba+然Kr+3X,鍍U核的結(jié)合能為繚Ba核的結(jié)合能為瓦，駕Kr核的結(jié)合

能為E3O貝女)

A.該核反應(yīng)過(guò)程動(dòng)量不守恒

B.該核反應(yīng)方程中的X為曲

C.該核反應(yīng)中釋放的核能為（昂一62一民）

D.該核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒

10.太陽(yáng)發(fā)射出的高能帶電粒子擊穿大氣層，并與大氣中的分子和原子相碰撞，使被撞擊的分子和原子處

于激發(fā)狀態(tài)，恢復(fù)常態(tài)時(shí)，其激發(fā)的能量就以光能的形式發(fā)射出來(lái)，從而形成了絢麗多彩的極光。受大地

磁暴影響，2023年12月1日北京上空罕見地出現(xiàn)了極光，已知此次出現(xiàn)的深紅色極光波長(zhǎng)約為630nm,

真空中的光速為3x108m/s,貝）

A.極光是由分子和原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的

B.大氣層中的分子和原子可以吸收任意大小的能量發(fā)生躍遷

C.深紅色極光的頻率約為4.8x1011Hz

D.對(duì)極光進(jìn)行光譜分析可以推測(cè)太陽(yáng)的物質(zhì)組成

11.（多選）硼中子俘獲療法是腫瘤治療的新技術(shù)，其原理是進(jìn)入癌細(xì)胞內(nèi)的硼核（用B）吸收慢中子，轉(zhuǎn)變成鋰

核GLi）和a粒子，釋放出丫光子。已知核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損為△，〃，丫光子的能量為質(zhì),硼核的比結(jié)合能

為昂，鋰核的比結(jié)合能為E2,普朗克常量為/?,真空中光速為c,正確的是（）

A.核反應(yīng)方程為甲B+Rn---->&Li+夕He+y

F中子O骼Li核

B.丫光子的波長(zhǎng)人第0\/