复习检测：专题五·第三讲+原子结构与原子核——课前自测诊断卷+Word版含解析

专题五·第三讲原子结构与原子核——课前自测诊断卷1.[考查α如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。

下列说法正确的是()A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转解析：选A卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项A正确，B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大，选项C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原方向前进，D错误。

2．[考查对玻尔理论及氢原子能级的理解]下列关于玻尔原子理论及氢原子能级的说法，正确的是()A．原子中的电子在某一定态时，电子做加速运动，向外辐射能量B．原子中的电子运行轨道分布是连续的C．由氢原子能级示意图知，处于基态的氢原子至少要吸收13.6 eV的能量才能发生电离D．氢原子的核外电子由一个能级跃迁到另一个能级时，氢原子的能量一定增大解析：选C原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，故A错误。

原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的，故B错误。

由氢原子能级示意图知，处于基态的氢原子至少要吸收13.6 eV的能量才能发生电离，故C正确。

氢原子的核外电子由高能级向低能级跃迁时释放能量，能量减少；若从低能级向高能级跃迁，则要吸收能量，能量增大，故D错误。

3．[考查氢原子能级分布图及其应用][多选]如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子。

其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则()A．10种光子中波长最短的是从n＝5激发态跃迁到基态时产生的B．10种光子中有4种属于莱曼系C．使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量D．从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量解析：选AB n＝5激发态跃迁到基态时产生的光子的能量最大，频率最大，所以波长最短，故A正确；由题意知，从n＝5、4、3、2激发态跃迁到n＝1时发出的4种光子属于莱曼系，故B正确；由题图知，n＝5能级的电离能为0.54 eV，所以C错误；从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量大于从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量，所以D 错误。

4．[考查玻尔氢原子能级跃迁理论][多选]图示为氢原子的能级图，现有一群处于n＝3激发态的氢原子，则这些原子跃迁时()A．能发出3种不同频率的光子B．发出的光子最小能量是0.66 eVC．发出的光子最大能量是12.75 eVD．由n＝3能级跃迁到n＝1能级时发出的光子频率最高解析：选AD一群处于n＝3激发态的氢原子，可能发出C32＝3种不同频率的光子，故A正确；由n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光子能量最小，则光子频率也最小，最小能量为(－1.51 eV)－(－3.4 eV)＝1.89 eV，故B错误；由n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的光子能量最大，则光子频率也最大，波长最小。

最大能量为(－1.51 eV)－(－13.6 eV)＝12.09 eV，故C错误，D正确。

5．[考查玻尔氢原子跃迁和电离]氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于激发态时，能量为E n＝E1n2(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c＝3.0×108 m/s)。

(1)若有大量的氢原子处于n＝4的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？(2)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射光子的波长是多少？(结果保留3位有效数字)(3)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(结果保留3位有效数字)解析：(1)有大量的氢原子处于n＝4的激发态，则在跃迁过程中可能释放出C42＝6种频率的光子。

(2)由跃迁方程得hν＝E3－E1又有c＝λν，E3＝E1 32，联立解得向外辐射光子的波长是λ＝1.03×10－7 m。

(3)要使处于基态的氢原子电离，入射光子必须满足hν≥0－E1代入数据解得ν＝－E1h＝－(－13.6)×1.6×10－196.63×10－34Hz≈3.28×1015 Hz。

答案：(1)6种(2)1.03×10－7 m(3)3.28×1015 Hz6.[考查历史事实在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法不符合历史事实的是()A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析：选B密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值，故A正确；贝可勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，α粒子散射实验说明原子中存在原子核，故B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故C正确；汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，故D正确。

7．[考查三种射线的特点]如图是卢瑟福设计的一个实验：他在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后他将射线引入磁场中，发现射线立即分成三束，他把三束射线分别命名为α射线、β射线、γ射线。

基于对这三种射线的深入分析，卢瑟福获得了1907年的诺贝尔奖。

以下对这三束射线描述准确的是()A．α射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收B．β射线在真空中的运动速度是光速C．γ射线本质上是波长极短的电磁波，电离能力极强D．β射线带负电，是来自镭原子的核外电子解析：选A穿透能力最弱是α射线，电离作用强，容易被物体吸收，故A正确；β射线的速度约是光速的十分之九，故B错误；γ射线是一种波长很短的电磁波，电离能力极弱，故C错误；β射线(高速电子流)带负电，是由一个中子转化成一个质子后转化而来的，故D 错误。

8．[考查α、β衰变次数的计算]在一个238 92 U 原子核衰变为一个 20682Pb 原子核的过程中，发生β衰变的次数为( ) A ．6次B ．10次C ．22次D ．32次解析：选A 一个 238 92U 原子核衰变为一个 206 82Pb 原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A 正确。

9．[考查对半衰期概念的理解][多选]地球年龄有多大？一直是科学研究的问题，其中一种方法是利用天然放射性元素的衰变规律探测。

通过对古老岩石中铀和铅的含量的测定，设铀核衰变后全部变成铅核，通过计算推出该岩石中含有的铀是岩石形成初期的一半，铀238的相对含量随时间变化关系如图，由此可判断( )A ．铀238的半衰期为90亿年B ．地球年龄大约45亿年C ．被测定的岩石在90亿年后铀、铅粒子比例约为1∶4D ．被测定的岩石在90亿年后铀、铅粒子比例约为1∶3解析：选BD 由于测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半，由图像可知对应的时间是45亿年，即地球年龄大约为45亿年，半衰期为45亿年，故A 错误，B 正确；设被测定的岩石在90亿年后铀原子的数目为N ，铅原子的数目为N 1，则N N ＋N 1＝14，可得：N N 1＝13，即铀、铅粒子数之比为1∶3，故C 错误，D 正确。

10.[对下列各原子核变化的方程，表述正确的是( )A ．31H ＋21H →42He ＋10n 是核聚变反应B ．31H ＋21H →42He ＋10n 是α衰变C ．8234Se →8236Kr ＋2－10e 是核裂变反应D. 235 92U ＋10n →140 54Xe ＋9438Sr ＋210n 是β衰变解析：选A 31H ＋21H →42He ＋10n ，属于核聚变反应，A 正确，B 错误；8234Se →8236Kr ＋-01e 是β衰变，C 错误；235 92U ＋10n →140 54Xe ＋9438Sr ＋210n 是核裂变反应，D 错误。

11．[考查常见的核反应方程][多选]以下说法正确的是( )A ．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为：42He ＋14 7 N →17 8 O ＋11HB ．铀核裂变的核反应是： 235 92U →141 56Ba ＋9236Kr ＋210nC ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是：(m 1＋m 2－m 3)c 2D ．在衰变方程 239 94Pu →X ＋42He ＋γ中，X 原子核的质量数是235解析：选AD 卢瑟福通过α粒子轰击氮核得到质子，A 项中的核反应方程式电荷数、质量数都守恒，故A 正确；铀核裂变的核反应是 235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n ，故B 错误；根据质能方程知两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是[2(m 1＋m 2)－m 3]c 2 ，故C 错误；根据质量数和电荷数守恒可知在衰变方程 239 94Pu →X ＋42He ＋γ中，X 原子核的质量数是235，故D 正确。

12．[考查裂变与质能方程][多选]核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。

反应堆中一种可能的核反应方程式是 235 92U ＋10n →143 60Nd ＋9040Zr ＋x ＋y ，设U 核质量为m 1，中子质量为m 2，Nd 核质量为m 3，Zr 核质量为m 4，x 质量为m 5，y 质量为m 6，那么，在所给的核反应中( )A ．x 可能是321H ，y 可能是11-01eB ．x 可能是310n ，y 可能是8-01eC ．释放的核能为(m 1＋m 2－m 3－m 4－m 5－m 6)c 2D ．释放的核能为(m 3＋m 4＋m 5＋m 6＋m 1－m 2)c 2解析：选BC 根据质量数和电荷数守恒，若x 是321H ，y 是11-01e ，则质量数不守恒，若x 是310n ，y 是8-01e ，则都满足，故A 错误B 正确；根据质能方程可知释放的核能为(m 1＋m 2－m 3－m 4－m 5－m 6)c 2，故C 正确D 错误。