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考点77 原子和原子核
强基固本对点练
知识点1 电子的发现 原子核式结构模型
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构
B．α 粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构
C．原子核发生β 衰变生成的新核原子序数增加
D．氢原子从能级3 跃迁到能级2 辐射出的光子的波长小于从能级2 跃迁到能级1 辐射
出的光子的波长
2.
如图所示是α 粒子散射实验装置的示意图．从α 粒子源发射的α 粒子射向金箔，利用
观测装置观测发现，绝大多数α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数
α 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转，极少数α 粒子偏转的角度甚至大于90°.下列说
法正确的是( )
A．α 粒子束是快速运动的质子流
B．实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内
C．α 粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对α 粒子的作用引起的
D．α 粒子散射实验装置的内部需要抽成真空
知识点2 玻尔理论 能级跃迁
3.
氢原子的能级图如图，氢原子从n＝4 能级跃迁到n＝1 能级时辐射出一种光子，这种
光子照射到逸出功为10.75 eV 的金属上，逸出的光电子最大初动能为( )
A．12.75 eV
B．2.00 eV
C．23.50 eV
D．10.75 eV
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4.
(多选)由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62 eV 到
3.11 eV 之间，则( )
A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出γ 射线
B．氢原子从n＝3 的能级向n＝2 的能级跃迁时会辐射出红外线
C．处于n＝3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离
D．大量氢原子从n＝4 能级向低能级跃迁时可辐射出2 种频率的可见光
5．用如图甲所示的装置做氢气放电管实验观测到四种频率的可见光．已知可见光的光
子能量在1.6 eV～3.1 eV 之间，氢原子能级图如图乙所示．下列说法正确的是( )
A.观测到的可见光可能是氢原子由高能级向n＝3 的能级跃迁时放出的
B．n＝2 能级的氢原子吸收上述某可见光后可能会电离
C．大量氢原子从高能级向基态跃迁时会辐射出紫外线
D．大量n＝4 能级的氢原子最多能辐射出4 种频率的光
知识点3 原子核的衰变及半衰期
6．(多选)秦山核电站生产C 的核反应方程为N＋n―→C＋X，其产物C 的衰变方程为
C―→N＋e.下列说法正确的是( )
A．X 是H B． C 可以用作示踪原子
C．e 来自原子核外 D．经过一个半衰期，10 个C 将剩下5 个
7．(多选)放射性元素在衰变过程中，有些放出α 射线，有些放出β 射线，有些在放出
α 射线或β 射线的同时，还以射线的形式释放能量．例如Th 核的衰变过程可表示为
Th―→Pa＋e＋γ，关于此衰变，下列说法正确的是( )
A．Th 核的质量等于Pa 核的质量
B．Th 核的质量大于Pa 核的质量
C．一个Th 核衰变成一个Pa 核后，中子数减少了1
D．γ 射线是由Th 原子的外层电子从高能级向低能级跃迁时释放出的
8．[2023·浙江1 月]宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的
氮14 会产生以下核反应：N＋n―→C＋H，产生的C 能自发进行β 衰变，其半衰期为5 730
年，利用碳14 的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是( )
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A．C 发生β 衰变的产物是N
B．β 衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C．近年来由于地球的温室效应，引起C 的半衰期发生微小变化
D．若测得一古木样品的C 含量为活体植物的，则该古木距今约为11 460 年
知识点4 核反应及核反应类型
9．在下列描述核过程的方程中，属于α 衰变的是________，属于β 衰变的是________，
属于裂变的是________，属于聚变的是________．(填正确答案标号)
A．C―→N＋e B．P―→S＋e
C．U―→Th＋He D．N＋He―→O＋H
E．U＋n―→Xe＋Sr＋2n F．H＋H―→He＋n
知识点5 质量亏损和核能计算
10．2022 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X＋Mg―→Al，已知
X、Mg、Al 的质量分别为m1、m2、m3，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H
B．X 为氚核H
C．E＝(m1＋m2＋m3)c2
D．E＝(m1＋m2－m3)c2
11．(多选)铀核裂变的一种方程为U＋X―→Sr＋Xe＋3n，原子核的比结合能与质量数
的关系如图所示，下列说法中正确的有( )
A．X 是中子
B．X 是质子
C．U、Sr、Xe 中，Sr 的比结合能最大，最稳定
D．U、Sr、Xe 中，U 的质量数最大，结合能最大，最稳定
培优提能模拟练
12.[2024·河南省南阳市期末考试]α 粒子散射可以用来估算核半径．对于一般的原子核，
实验确定的核半径的数量级为10－15 m，而整个原子半径的数量级是10－10 m，两者相差十
万倍之多．可见原子内部是十分“空旷”的．如果把原子放大为直径是100 m 的球，原子
核的大小相当于下列哪个物体( )
A．一粒小米 B．一粒葡萄
C．一个乒乓球 D．一个篮球
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13.
[2024·天津市北辰区第一次联考](多选)如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4
能级，下列说法中正确的是( )
A．这群氢原子跃迁时能够发出4 种不同频率的光子
B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为12.75 eV
C．这群氢原子发出的光子中，从n＝4 能级跃迁到n＝3 能级时发出的光波长最长
D．这群氢原子跃迁时发出的光子频率连续
14．[2024·河南省周口市月考]2023 年7 月我国自主研发的核磁共振设备开始量产，这
标志着我国在高端医疗设备领域迈向了新的里程碑．核磁共振成像是可进行人体多部位检
查的医疗影像技术，基本原理为：当电磁波满足一定条件时，可使处于强磁场中的人体内
含量最多的氢原子吸收电磁波的能量，其后吸收了能量的氢原子又把这部分能量以电磁波
的形式释放出来，形成核磁共振信号．关于人体内氢原子吸收的电磁波能量，正确的是(
)
A．频率足够高的电磁波氢原子才会吸收
B．能量大于13.6 eV 的电磁波氢原子才能被吸收
C．氢原子只能吸收某些特定频率的电磁波
D．吸收了电磁波的氢原子处于的状态叫基态
15．[2024·广东省学业水平测试模拟]铋是一种金属元素，元素符号为Bi，原子序数为
83，位于元素周期表第六周期VA 族，在现代消防、电气、工业、医疗等领域有广泛的用
途．一个铋210 核(Bi)放出一个β 粒子后衰变成一个钋核(Po)，并伴随产生了γ 射线．已知t
＝0 时刻有m 克铋210 核，t1时刻测得剩余m 克没有衰变，t2时刻测得剩余m 克没有衰变，
则铋210 核的半衰期为( )
A． B． C．t2－t1 D．
16．[2024·江苏省扬州市开学考试]理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反
应12
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C＋Y―→16
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O 的影响．下列说法正确的是( )
A．Y 是β 粒子，β 射线穿透能力比γ 射线强
B．Y 是β 粒子，β 射线电离能力比γ 射线强
C．Y 是α 粒子，α 射线穿透能力比γ 射线强
D．Y 是α 粒子，α 射线电离能力比γ 射线强
17．[2024·河北省沧州市联考]2023 年6 月7 日，国家核安全局给予中国科学院上海应
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用物理研究所一张核反应堆运行许可证甘肃省钍基反应堆正式开始运行，再生层钍232(Th)
吸收一个中子后会变成钍233.钍233 不稳定，会变成易裂变铀233(U)，成为新增殖铀燃料，
下列说法正确的是( )
A．钍基反应堆是通过衰变把核能转化为电能
B．钍233 的比结合能大于铀233 的比结合能
C．钍232 变成铀233 的核反应方程式是Th＋n―→U＋2e
D．铀233 的裂变方程可能为U＋n―→Ba＋Kr＋3n
18．[2024·广东省梅州市开学考试]2023 年4 月13 日，中国“人造太阳”反应堆中科院
环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403 秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，为可控核聚
变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是( )
A．核聚变的核反应燃料主要是铀235
B．氘氚核聚变的核反应方程为H＋H―→He＋e
C．核聚变反应过程中没有质量亏损
D．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
19．[2024·云南师大附中模拟]下列判断正确的是( )
A．U＋n―→Ba＋Kr＋3n 是重核裂变
B．H＋H―→He＋n 是β 衰变
C．Cs―→Ba＋e 是轻核聚变
D．He＋Be―→12
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C＋n 是α 衰变
20．[2024·福建省莆田市第一次阶段考试]山东海阳核电站一期工程建设了两台125 万
千瓦的AP1000 三代核电机组．如果铀235 在中子的轰击下裂变为Sr 和Xe，质量mU＝
235.043 9 u，mn＝1.008 7 u，mSr＝89.907 7 u，mXe＝135.907 2 u.
(1)写出裂变方程；
(2)求出一个铀核裂变放出的能量；
(3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程投产发电后，一年将消耗多少吨铀矿石？(阿伏加
德罗常数NA＝6.02×1023mol－1)
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