文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
第54 讲 原子结构 原子核
目录
01 课标达标
练.................................................................................................................................................................................2
题型01 α 粒子散射实验及分析...........................................................................................................................2
题型02 氢原子的能级跃迁问题...........................................................................................................................3
题型03 谱线条数的确定.......................................................................................................................................4
题型04 受激跃迁与电离.......................................................................................................................................4
题型05 三种射线的性质和特点...........................................................................................................................4
题型06 α、β 衰变及衰变次数的确定.................................................................................................................5
题型07 半衰期的理解与计算...............................................................................................................................6
题型08 核反应方程及应用...................................................................................................................................8
题型09 核能的计算................................................................................................................................................8
02 核心突破练.......................................................................................................................................................9
03 真题溯源练.....................................................................................................................................................11
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
01 α 粒子散射实验及分析
1．（2024·福建宁德·模拟预测）下列四张图为对原子及原子核结构规律的研究：图①中穿透能力最强的射
线是 （填“1”、“2”或“3”）；卢瑟福根据图③中的实验现象提出了原子的 模型；图④中的
核反应属于原子核的 （填“裂变”、“衰变”或“人工转变”）。
2．（2024·福建福州·一模）在物理学发展过程中，许多物理学家做出了贡献，他们的科学发现和所采用的
科学方法推动了人类社会的进步，以下说法正确的是（ ）
A．亚里士多德猜想自由落体运动的速度与下落时间成正比，并直通过实验进行了验证
B．牛顿根据行星运动的规律，并通过“月—地检验”，得出了万有引力定律
C．卢瑟福通过
粒子散射实验，发现原子核是由质子和中子组成
D．爱因斯坦的相对论否定了牛顿力学理论，成功解决了宏观物体的高速运动问题
02 氢原子的能级跃迁问题
3．（2025·福建泉州·一模）我国首颗探日卫星“羲和号”获得太阳多种谱线，研究发现，太阳谱线包含氢
原子光谱。氢原子能级如图，现有大量氢原子从
能级自发向低能级跃迁。已知金属锡的逸出功为
4.42eV。则大量氢原子（ ）
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．从
向
能级跃迁发出光的频率最大
B．从
向
能级跃迁发出光的频率最小
C．从
向
能级跃迁发出的光，能使锡发生光电效应
D．从
向
能级跃迁发出的光，不能使锡发生光电效应
4.（2024·福建福州·模拟预测）图示为氢原子的能级结构图。在某正四面体密闭容器的其中一个器壁上有一
个红外光子接收仪，可以接收红外光子（能量范围在0.001eV~1.6eV）并计数。假设到达该器壁的所有红外
光子均被接收仪吸收。现将容器内的氢原子全部激发到n=4 的能级，接收仪在之后的较短时间内接收到
1mol 的红外光子，假定这段时间内每个氢原子只发生一次跃迁，且激发态的氢原子跃迁到每个能级的概率
相同。能发射红外光子的能级跃迁是 （填“4→1”或“4→2”或“4→3”），该容器中氢原子的物质
的量为 mol
03 谱线条数的确定
5．（2024·福建漳州·三模）氢原子的能级图如图所示。现有一群氢原子处在
能级，向低能级跃迁的过
程中最多能辐射出 种频率的光子，其中波长最长的光子能量为
；用
能级
直接跃迁到
能级时辐射出的光子照射金属钾（逸出功为
），发生光电效应时光电子的最大初
动能为
。
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
6．（2023·福建·模拟预测）一群氢原子处于量子数n=4 能级状态，氢原子的能级图如图甲所示，氢原子可
能发射 种频率的光子；用n=4 的能级跃迁到n=2 的能级时辐射的光子照射图乙表中金属，发生光电
效应时，光电子的最大初动能最大为 eV。
几种金属的逸出功
金属
钨
钙
钠
钾
铷
逸出功W0/eV
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
乙
04 受激跃迁与电离
7．（2024·福建龙岩·三模）光电管中金属材料的极限波长为
，现用一群处于
能级的氢原子向低能
级跃迁时发出的光照射该光电管，只有一种频率的光能发生光电效应，其频率为
，已知普朗克常量为
h，真空中光速为c，则用该光照射时光电子的最大初动能为 ，氢原子基态能量为 （用题中所
给物理量表示）。
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
8．（2024·福建三明·模拟预测）如图为氢原子在可见光区域的四条谱线
、
、
、
与能级图，可
以判定（ ）
A．
谱线对应的能级差为1.89eV
B．同一介质对
光的折射率最小
C．同一介质中
光的传播速度最大
D．用
光照射某金属能发生光电效应则
光照射该金属一定能发生光电效应
05 三种射线的性质和特点
9.（23-24 高三上·福建·期末）烟草内含有较高的放射性元素钋、铅、镭等，其中钋元素在衰变过程中会释
放射线，严重可致人肺癌。已知钋元素的衰变方程是
，半衰期为138 天，则下列说法正
确的是（ ）
A．
的衰变为α 衰变
B．X 的穿透能力比γ 射线强
C．X 的电离能力比γ 射线弱
D．随着
的不断衰变，其半衰期会变小
10．（24-25 高三上·福建龙岩·开学考试）下列说法正确的是（ ）
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
A．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构
B．α、β 和γ 三种射线，α 射线的穿透力最强
C．
衰变成
要经过5 次β 衰变和8 次α 衰变
D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能
06 α、β 衰变及衰变次数的确定
11．（2023·福建厦门·二模）嫦娥五号月壤样品研究取得了最新成果，科研人员利用铀—铅（U—Pb）定年
法，对样品中的富铀玄武岩矿物进行分析，证实了月球最“年轻”玄武岩年龄为20.30±0.04 亿年。该定年
法中的一个衰变链为
经一系列α、β 衰变后形成稳定的
，此过程中衰变方程为
，则x、y 分别为（ ）
A．6，4
B．5，8
C．8，6
D．8，10
12．（2023·福建漳州·模拟预测）我国科研人员利用铀-铅定年技术对“嫦娥五号”月球样品玄武岩岩屑中
的富铀矿物进行分析，确定月球直到20 亿年前仍存在岩浆活动。该技术依赖的其中一种衰变链为
经
一系列α、β 衰变后形成稳定的
，关于该衰变链下列说法正确的是（ ）
A．
衰变成
的过程中，不可能放出γ 射线
B．
衰变成
需经8 次α 衰变和6 次β 衰变
C．
的半衰期随外界环境温度的增大而变短
D．β 衰变是原子核内一个质子转变成中子的结果
13．（24-25 高三上·福建莆田·期中）由于放射性元素
的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知
经过一系列α 衰变和β 衰变后变成
，下列判断中
正确的是（ ）
A．
的原子核比
的原子核少28 个中子
B．
的原子核比
的原子核少19 个中子
C．衰变过程中共发生了7 次α 衰变和4 次β 衰变
D．衰变过程中共发生了4 次α 衰变和7 次β 衰变
07 半衰期的理解与计算
14．（2024·福建龙岩·一模）自2023 年8 月以来，日本政府无视国际社会的强烈反对，单方面强行启动福
岛核事故污染水排海，经检测福岛附近某鲈鱼体内的铯137 含量严重超标，铯137 衰变方程为
，X 的质量数和电荷数分别为 、 ，已知铯137 的半衰期为30 年，则从现在
开始算起，60 年后此鲈鱼体内已衰变与未衰变的铯137 的质量比为 。
15．（2024·福建福州·二模）“玉兔二号”装有核电池，能将
衰变释放的核能一部分转换成电能。
的衰变方程为
，其中x 等于 ，
的平均结合能 （选填“大于”、
“等于”或“小于”）
的平均结合能，从地球到月球，
的半衰期 （选填“变大”、“不
变”或“变小”）。
08 核反应方程及应用
16．（2024·福建泉州·一模）“嫦娥六号”从月球背面南极的艾特肯盆地带回的月壤里富含氦3 元素。氦3
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
可与氘发生核反应，生成无害的氦气且不产生中子，因此被认为是非常完美的核燃料。该过程的核反应方
程为
，该核反应为 反应（选填“聚变”“裂变”或“衰变”），该核反应
释放的总能量为18.5MeV，平均每个核子释放的能量为 MeV。
17.（2025·福建漳州·模拟预测）2024 年12 月报道，新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。
“人造太阳”每次发生的主要核反应是两个
结合成
并放出一个新粒子即 （填“质子”
“中子”或“电子”），同时释放出能量E。此核反应为 （填“核聚变”或“核裂变”）。若
的质量为m1，
的质量为m2，光在真空中的传播速度为c，则新粒子的质量为 （用题中
物理量符号表示）。
09 核能的计算
18．（2024·福建泉州·模拟预测）全球首座球床模块式高温气冷堆核电站——山东荣成石岛湾高温气冷堆
核电站示范工程送电成功，标志着我国成为世界少数几个掌握第四代核能技术的国家之一。目前核电站获
取核能的基本核反应方程：
，这个核反应方程中的
表示 。这个核反应释
放出大量核能；
的比结合能 （选填“大于”“等于”或“小于”）
的比结合能。已知
、
、
、
的质量分别为
、
、
、
，真空中的光速为，这个核反应中释放的核能ΔE=
。
19.（2024·福建·一模）中国的核聚变研究已进入世界前列，主要利用2 个氘核聚变成
，被称为人造太阳，
已知氘核的质量为
，
的质量为
，中子质量为
，质子的质量为
，α 粒子的质量为
，光在真
空中的传播速度为c，该核反应中产生的新粒子为 ，该核反应中释放出的核能为
（用题中的字母表示）
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
1．（2025·福建·模拟预测）铀（
）静止时衰变为
和
粒子，并放出能量为
的
光子。已知铀
、
和
粒子的质量分别记为
、
和
，衰变放出光子的动量可忽略且该过程释放的核能除
去
光子的能量
外全部转化为
和
粒子的动能。静止的铀（
）在匀强磁场中衰变产生的
和
粒子两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．
和
粒子在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆
B．
的比结合能大于
的比结合能
C．1000 个铀核（
）经过2 个半衰期衰变了250 个
D．
与
粒子的动能之和为
2．（2025·福建厦门·二模）2025 年1 月20 日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置首次
完成1 亿摄氏度1000 秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为
，已知
该反应过程中质量亏损为
，则（ ）
A．
为电子
B．该反应为
衰变
C．该反应放出能量
D．
的平均结合能大于
的平均结合能
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
3．（2024·福建福州·模拟预测）一群处于
能级的氢原子，向低能级跃迁的过程中能发出6 种不同频率
的光。将这些不同频率的光分别照射到图甲所示电路的阴极K 表面的金属上，只能测得2 条电流随电压变
化的图像，如图乙所示。已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．动能为1eV 的电子能使处于
能级的氢原子电离
B．图乙中的a 光光子能量为12.75eV
C．图乙中的a 光是氢原子从
能级向基态跃迁发出的
D．阴极金属的逸出功可能为
4．（2025·福建·模拟预测）甲图，一群处于
能级的氢原子受到动能为
的自由电子碰撞
（填“能”或“不能”）跃迁至
能级；从
跃迁至
能级释放出的谱线称为“巴尔末系”，现
从
、
、
三个能级跃迁至
能级产生的光子照射至乙图的光电管，形成的
图线如丙
图所示，则从
跃迁至
所形成的
图线为丙图中的 （填“a 光”、“b 光”或“c
光”）。
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
5．（2025·福建福州·三模）2025 年3 月28 日，我国自主研制的“中国环流三号”首次实现原子核温度
1.17 亿度、电子温度1.6 亿度的参数水平，标志着中国核能开发迈出重要一步。该核反应方程为
，方程式中的X 为 （选填“电子”、“中子”或“质子”），该反应属于核
（选填“聚变”或“裂变”）；反应前后质量亏损约为0.02u，释放能量约为 MeV（质量亏损1u 释
放931.5MeV 的核能）。
1．（2024·福建·高考真题）2024 年我国研发出一款安全性高、稳定发电时间长的新微型原子能电池。该
电池将
衰变释放的能量转化为电能，衰变方程为
，式中
，是质量可忽略不计的
中性粒子，则 X 表示的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2．（2022·福建·高考真题）2011 年3 月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染物中
含有大量放射性元素
，其衰变方程为
，半衰期为8 天，已知
，
，
，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变产生的射线来自于
原子的核外电子
B．该反应前后质量亏损
C．放射性元素
发生的衰变为
衰变
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考高考-总复习”~~~
D．经过16 天，75%的
原子核发生了衰变
12
