課時(shí)分層作業(yè)（三十六）原子結(jié)構(gòu)原子核

基礎(chǔ)題組

1.如圖是盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，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(xiàn)，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)法正確的是（）

:警子源

噂子束散射粒子

環(huán)形熒光屏」

金箔

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)

2.如圖所示是盧瑟福設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)：他在鉛塊上鉆了一個(gè)小孔，孔內(nèi)放入一點(diǎn)鐳，

使射線(xiàn)只能從這個(gè)小孔里發(fā)出，隨后他將射線(xiàn)引入磁場(chǎng)中，發(fā)現(xiàn)射線(xiàn)立即分成三束，他把這

三束射線(xiàn)分別命名為a射線(xiàn)、B射線(xiàn)、Y射線(xiàn).基于對(duì)這三種射線(xiàn)的深入分析，盧瑟福獲得

了1907年的諾貝爾獎(jiǎng).以下對(duì)這三束射線(xiàn)描述準(zhǔn)確的是（）

洞的底部

A.a射線(xiàn)的穿透能力最弱，容易被物體吸收

B.[3射線(xiàn)在真空中的運(yùn)動(dòng)速度是光速

C.丫射線(xiàn)本質(zhì)上是波長(zhǎng)極短的電磁波，電離能力極強(qiáng)

D.0射線(xiàn)帶負(fù)電，是來(lái)自鐳原子的核外電子

3.[2021?廣東卷，1]（多選）科學(xué)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(wàn)年，其衰變方程為患A1一%Mg+Y.下列說(shuō)法正確的是（）

A.Y是氫核

B.Y是質(zhì)子

C.再經(jīng)過(guò)72萬(wàn)年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半

D.再經(jīng)過(guò)144萬(wàn)年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變

?E/eV

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

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

4.[2019?全國(guó)卷I,14]氫原子能級(jí)示意圖如圖所示.光子能量在1.63eV?3.10eV的

光為可見(jiàn)光.要使處于基態(tài)（〃=1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見(jiàn)光光子，最少應(yīng)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(cè)定年代較近的湖泊沉積物形成年份時(shí)，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(shuō)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(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損

D.方程中的X來(lái)自于曾Pb內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)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(xué)生迎來(lái)了開(kāi)學(xué)，學(xué)校校門(mén)

口都設(shè)有紅外測(cè)溫儀，其原理是：被測(cè)物體輻射的電磁波只有紅外線(xiàn)可被該測(cè)溫儀捕捉，并

轉(zhuǎn)變成電信號(hào).如圖為氫原子能級(jí)示意圖，己知紅外線(xiàn)單個(gè)光子能量的最大值為1.62eV,

當(dāng)大量處于第5能級(jí)的氫原子向較低能級(jí)躍遷時(shí);所輻射出的光子中能被紅外測(cè)溫儀捕捉到

的光子頻率種類(lèi)有（）

A.1種B.2種

C.3種D.4種

7.[2021?全國(guó)乙卷，17]醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素"31n產(chǎn)生丫射線(xiàn)，而"31n是由半衰

期相對(duì)較長(zhǎng)的113Sn衰變產(chǎn)生的.對(duì)于質(zhì)量為恤的“3sn,經(jīng)過(guò)時(shí)間f后剩余”3sn質(zhì)量為處

其T圖線(xiàn)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(gè)核反應(yīng)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(shuō)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(yáng)能源于其內(nèi)部的聚變反應(yīng)，太陽(yáng)質(zhì)量也隨之不斷減少.設(shè)每次聚變反應(yīng)可看作

4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氫核，太陽(yáng)每秒鐘輻射的能量約為4.0X1026J.下列說(shuō)法正確的是（）

A.該聚變反應(yīng)在常溫下也容易發(fā)生

B.太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量約4.4X1（）9kg

C.該聚變的核反應(yīng)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(gè)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(guò)程中（）

A.原子要發(fā)出某一頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)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(dòng)能減小，原子的電勢(shì)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(dòng)能減小，原子的電勢(shì)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(dòng)能增大，原子的電勢(shì)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(shí)驗(yàn)裝置，是研究微觀(guān)粒子的重要

器材.在真空云室中的矩形區(qū)域內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在A(yíng)點(diǎn)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(chǎng)中的徑跡如圖中的曲線(xiàn)〃所示，下列說(shuō)法

正確的是（）

A.窗Th核發(fā)生的是a衰變

B.曲線(xiàn)a是新核的徑跡

C.勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向里

D.曲線(xiàn)“、匕的半徑比與新核和粒子的質(zhì)量有關(guān)

12.

XXXX

XXXX

?嚼U

XXXX

XXXX

如圖所示，在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）

A.原子核X的電荷數(shù)為91,質(zhì)量數(shù)為236

B.a粒子做順時(shí)針圓周運(yùn)動(dòng)

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(yīng)的實(shí)驗(yàn)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(guān)系曲線(xiàn)；丙圖為氫原子的能級(jí)圖；丁圖給出了幾種

金屬的逸出功和極限頻率.以下說(shuō)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(gòu)成的陰極，產(chǎn)生的大量具有最大

初動(dòng)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(chǎn)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(chǎn)

生6種不同頻率的光

1.解析：盧瑟福根據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A正確；盧瑟

福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

電子質(zhì)量太小，對(duì)a粒子的影響不大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；絕大多數(shù)的a粒子穿過(guò)金箔后，幾乎

仍沿原方向前進(jìn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

答案：A

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

的速度約是光速的99%,故B錯(cuò)誤；丫射線(xiàn)本質(zhì)是一種波長(zhǎng)極短的電磁波，電離能力極弱,

故C錯(cuò)誤；p射線(xiàn)（高速電子流）帶負(fù)電，是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子后釋放的電子組成的，故D

錯(cuò)誤.

答案：A

3.解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可知Y為正電子？e,A、B錯(cuò)誤.經(jīng)過(guò)一個(gè)半

衰期，鋁26衰變一半，經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期，鋁26還剩下四分之一，C正確，D錯(cuò)誤.

答案：C

4.解析：本題考查原子的能級(jí)躍遷問(wèn)題，體現(xiàn)了模型建構(gòu)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(jí)躍遷到"=2能級(jí)輻射出的光子能量在可

見(jiàn)光光子能量范圍內(nèi)，所以處于基態(tài)（〃=1）的氫原子最少也要躍遷到〃=3能級(jí)，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(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X是電子，A項(xiàng)正確；放射性元素的半

衰期非常穩(wěn)定，不受溫度、壓強(qiáng)以及該物質(zhì)是單質(zhì)還是化合物的影響，B項(xiàng)錯(cuò)誤；2*Pb與

猾Bi和電子X(jué)的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損，C項(xiàng)錯(cuò)誤；方程中的X來(lái)自于置Pb內(nèi)中子

向質(zhì)子的轉(zhuǎn)化，D項(xiàng)錯(cuò)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(jí)躍遷時(shí)，可能

發(fā)出10種不同頻率的可見(jiàn)光.根據(jù)能級(jí)的躍遷滿(mǎn)足E”，得躍遷產(chǎn)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(xiàn)單個(gè)光子能量的最大值為1.62eV,所以能被紅外測(cè)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(cuò)誤.

答案：C

7.解析：題中給出喘7圖線(xiàn)是向下凹的曲線(xiàn)，第時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間小于

67.3:82.4d=i24.85d,且由數(shù)學(xué)知識(shí)知其與124.85d相差不會(huì)太大，所以ABD選項(xiàng)錯(cuò)

誤，選項(xiàng)C正確.

答案:C

235+1-95-138

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

3=1,

92—38—54

電荷數(shù)為空號(hào)=0,所以凡是:n,①是核裂變反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；及的質(zhì)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(zhì)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(cuò)誤；足的質(zhì)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(cuò)誤.

答案：B

9.解析：該聚變反應(yīng)需要在高溫高壓條件下發(fā)生，所以A錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能

方程，可得太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量為=4.4X109kg,所以B正確；根據(jù)核反應(yīng)過(guò)

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

不是電子，所以C錯(cuò)誤；目前核電站采用的核燃料是鈾核，利用鈾核的裂變反應(yīng)過(guò)程中釋

放的核能，所以D錯(cuò)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(dāng)電子從5躍

遷到%時(shí)，原子能量減小，放出光子；在電子躍遷過(guò)程中，庫(kù)侖力做正功，原子的電勢(shì)能

減??；由庫(kù)侖力提供電子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即警=%，廠(chǎng)減小，電子速度增大，動(dòng)

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(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)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(yīng)方程為鏘Th-需pa+Le,故A錯(cuò)誤；衰變后新核和粒子在磁

2

場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，由卯8=竿知「=狷，衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒，新核和B粒子的動(dòng)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(zhì)量無(wú)關(guān)，所以曲線(xiàn)a半徑較大應(yīng)

是。粒子的徑跡，故B、D錯(cuò)誤；對(duì)于。粒子的軌跡曲線(xiàn)°,由左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直

紙面向里，故C正確.

答案：C

12.解析：根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)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(zhì)量數(shù)為238—4=234,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a粒子帶正電，由左手定則可知，a粒子做逆時(shí)針圓