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专题 13.2 原子结构 原子核
一、单选题
1．1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用 粒子轰击金箔，研究 粒子被散射的情况，其实验装置如图
所示。关于 粒子散射实验，下列说法正确的是（ ）
A． 粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞
B．在 粒子散射实验中，绝大多数 粒子发生了较大角度的偏转
C． 粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量
D．通过 粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是
2．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（ ）
A．α射线是高速运动的电子流
B．氢原子辐射光子后，向低能级跃迁
C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D． Bi的半衰期是5天，100克 Bi经过10天后还剩下50克
3．下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程式为 ，可以判断X为 粒子
B．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子放出光子
C．对于同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与照射光的频率成正比关系
D．将放射性元素的温度降低，它的半衰期会发生改变
4．2012年，邓宁领导的研究人员把正常分布的电子挤压到一个紧密的范围，让其在环绕原子核的轨道运
行。邓宁自豪地说：“重新制造出玻尔原子模型花费了一个世纪，但是我们还是做到了。”根据玻尔的原
子模型，当氢原子的电子在距原子核较近的轨道Ⅰ和距原子核较远的轨道Ⅱ上运行时，下列说法正确的是
（ ）A．电子在轨道Ⅰ运行时，氢原子处在较高的能级B．电子在轨道Ⅱ运行时，动能较大
C．电子在轨道Ⅱ运行时，电势能较大 D．电子由轨道Ⅰ跃迁到轨道Ⅱ，会放出能量
5．下列说法正确的是（ ）
A．研制核武器的钚 由铀 经过2次 衰变而产生
B．升高温度可以加快 的衰变
C． 的 经过两个半衰期后，质量变为
D． 在中子轰击下，生成 和 的核反应前后，原子核的核子总数减少
6．日本福岛核事故污染水排海事关全球海洋生态环境安全，事关各国人民生命健康，国际社会普遍对日
方此举表示强烈不满。核污染水中含有大量核反应产生的放射性碘131，人吃了被碘131污染的海产品会
患病。已知碘131的衰变方程为 ，半衰期为8天。若一样品中某时刻131I与131Xe的原子数量
之比为4∶1，则通过16天后样品中131I与131Xe的质量之比（ ）
A．1∶2 B．1∶4 C．1∶8 D．1∶16
二、多选题
7．下列叙述中正确的是（ ）
A．一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半
B．根据玻尔理论，一个处于n=4能级的氢原子回到n=1能级的过程中，最多可放出3种频率不同的光子
C．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定小于原来重核的结合能
D． 吸收一个慢中子后，分裂成 和 还放出10个中子
8．关于电磁波谱，下列说法正确的是（ ）
A．医学上常用X光照片辅助进行疾病诊断
B．在烤箱中能看见一种淡红色的光线，这是电热丝发出的红外线
C．无线电波的波长小于γ射线的波长
D．适量紫外线照射人体能促使人体合成维生素D
9．原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示。下列说法正确的是（ ）A． 核的结合能约为
B． 核比 核更稳定
C．三个中子和三个质子结合成 核时释放能量
D．在核反应 中，要吸收热量
10．如图所示，表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是（ ）
A．重的原子核，例如轴核 ，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定
B．锂核 的核子的比结合能比铀核 的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定
C．导原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能；比
结合能越大的原子核越稳定
D． 核的结合能约为
1．（2022·浙江·嘉兴一中高三期中）下列说法中正确的是（ ）
A． 粒子散射实验证明原子内部的正电荷是均匀分布的
B．氢原子的发射光谱是连续谱
C．当入射光子与晶体中的电子碰撞后，这些光子散射后的波长变小D．镉棒在反应堆中的作用是控制链式反应的速度
2．（2022·天津市教育招生考试院高三期中）下面列举的事例中正确的是（ ）
A．居里夫妇用 粒子轰出铝箔时发现了正电子
B．卢瑟福的原子结构学说成功地解释了氢原子的发光现象
C．麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验方法给予证实
D．玻尔建立了量子理论，解释了各种原子发光现象
3．（2022·山西临汾·高三期中）如图为氢原子的能级示意图。已知可见光光子的能量范围为1.64~3.19V，
若使大量处于基态的氢原子被激发后，只能产生2条在可见光区的光谱线，则激发氢原子的光子能量为（
）
A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV
4．（2022·山东临沂·高三开学考试）依据玻尔的原子模型可知，电子是在量子化能级的轨道上绕着原子核
高速运转的粒子，这些能级以主量子数 ，…来描述，电子只能存在于这些状态中，并且也只能在
这些状态中转移。其中电子从 的能级直接转移到 的能级发出的谱线称为巴耳末系，并以连续的
希腊字母命名： 至 称为巴耳末 或 ， 至 称为 ， 至 称为 ，
依此类推。氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．用 的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁并辐射出巴耳末系的谱线
B．一个处于 能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出2种巴耳末系的谱线
C．用光子能量介于 范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被吸收的光子
能量只有3种D．氢原子从 能级跃迁到 能级时产生的光子a与从 能级跃迁到 能级时产生的光子b的
频率之比为
5．（2022·江苏省海头高级中学二模）如图是氦离子 的能级图。通常我们认为可见光光子的能量在
1.64－3.19eV之间。按照这一标准，下列操作中不能使处于基态的氦离子辐射可见光的是（ ）
A．用能量为48.36eV的光子照射时
B．用能量为52.89eV的光子照射时
C．用能量为53.89eV的电子轰击时
D．用能量为56.45eV的电子轰击时
6．（2022·江苏南京·高三开学考试）下列说法正确的是（ ）
A．玻尔提出了原子核式结构学说 B．查德威克发现了天然放射现象
C．J.J.汤姆生发现了正电子 D．德布罗意提出了物质波假说
7．（2022·浙江·宁波市鄞州高级中学高三开学考试）随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观
领域的认识。下列说法正确的是（ ）
A．玻尔把量子化的观念应用到原子系统，成功地解释了氢原子光谱
B．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
C．汤姆逊通过 粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子
D．用威尔逊云室探测放出的射线， 射线的轨迹直而清晰， 射线的轨迹几乎看不到
8．（2022·山西省翼城中学校高三开学考试）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n＝3能级上，下
列说法正确的是（ ）A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级比跃迁到n＝2能级辐射的光子频率低
C．从n＝3能级跃迁到n＝4能级需吸收1.51eV的能量
D．n＝3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量
9．（2022·四川内江·三模）下列说法正确的是 （ ）
A．α射线、β射线和 射线都是高速运动的带电粒子流
B．卢瑟福通过α粒子γ轰击氮核实验，发现了在原子核内部存在中子
C．当入射光的波长高于金属的极限波长时，不会发生光电效应
D．在α粒子散射实验中，大多数α粒子发生了较大角度地偏转
10．（2022·湖北·鄂南高中高三期中）对两个核反应方程（1） （2） ，下
列说法正确的是（ ）
A．反应（1）为 衰变，X为
B．反应（2）为 衰变，Y的质子数为90
C．反应（2）中产生了 ，说明 中有电子
D．已知 的半衰期为24天，则16个 经过120天后还剩1个
一、单选题
1．（2022·重庆·高考真题）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV，紫光
光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢
原子的光子能量为（ ）A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV
2．（2022·北京·高考真题）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少
3．（2022·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放
出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV
B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大
C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态
4．（2022·广东·高考真题）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能
量为 ，其中 。图是按能量排列的电磁波谱，要使 的氢原子吸收一个光子后，恰
好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（ ）
A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子5．（2022·湖南·高考真题）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C．光电效应揭示了光的粒子性
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
6．（2021·北京·高考真题）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐
射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～
105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应
用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速
器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量
约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
7．（2022·北京·高考真题）正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于
纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法
正确的是（ ）
A．磁场方向垂直于纸面向里 B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大
C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大 D．轨迹3对应的粒子是正电子
8．（2022·北京·高考真题）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（ ）取得新突
破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置
运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被
认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰
撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，
太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（ ）A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
9．（2022·辽宁·高考真题）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明
我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为 ，己知 、 、
的质量分别为 ，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（ ）
A．X为氘核 B．X为氚核
C． D．
10．（2022·湖北·高考真题）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验
方案：如果静止原子核 俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子ν，即
e
。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定
中微子的存在。下列说法正确的是（ ）
A．原子核X是 B．核反应前后的总质子数不变
C．核反应前后总质量数不同 D．中微子 的电荷量与电子的相同
11．（2022·山东·高考真题）碘125衰变时产生 射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰
期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的
（ ）
A． B． C． D．
12．（2022·全国·高考真题）两种放射性元素的半衰期分别为 和 ，在 时刻这两种元素的原子核总
数为N，在 时刻，尚未衰变的原子核总数为 ，则在 时刻，尚未衰变的原子核总数为（ ）
A． B． C． D．
13．（2021·重庆·高考真题）放射性元素 会衰变为稳定的 ，半衰期约为 ，可以用于检测人体的
甲状腺对碘的吸收。若某时刻 与 的原子数量之比为 ，则通过 后 与 的质量之比（
）
A． B． C． D．
二、多选题
14．（2022·浙江·高考真题）秦山核电站生产 的核反应方程为 ，其产物 的衰变方
程为 。下列说法正确的是（ ）
A．X是 B． 可以用作示踪原子
C． 来自原子核外 D．经过一个半衰期，10个 将剩下5个
