2025年广东省苏教版九年级物理第9章原子物理同步练习题

2025年广东省苏教版九年级物理第9章原子物理同步练习题一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在学习原子物理的过程中，小明同学提出了一个问题：“为什么原子核带正电，但原子整体不显电性？”以下解释最合理的是（）A.原子核中的质子数与核外电子数相等，电性相互抵消B.原子核的体积远小于原子，正电荷分布范围极小C.原子核的质量远大于电子，正电荷被“淹没”D.原子核的正电荷被原子内部的场屏蔽掉了参考答案：A解析：原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电。在正常状态下，原子核中的质子数与核外电子数相等，使得原子整体呈电中性。选项A准确描述了这一平衡状态，其他选项均存在错误。质子数与电子数相等导致电性抵消是原子不显电性的根本原因，而非体积、质量或场屏蔽效应。2.某同学用α粒子轰击铍核（Be）的实验中，发现了一种穿透力极强的射线。该实验首次证明了（）A.原子核的复杂结构B.中子的存在C.原子核的放射性D.原子核的质子数参考答案：B解析：1932年，查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，这一发现证实了原子核中存在中子，填补了原子核模型的空白。α粒子轰击铍核时，铍核转变为碳核，同时释放出穿透力极强的射线，经进一步实验确定该射线为中子流。选项B正确，其他选项与该实验的发现无关。3.在卢瑟福的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是（）A.原子核带正电，α粒子受斥力B.原子核体积很小，α粒子偶然穿过C.原子核质量远大于α粒子D.核外电子对α粒子有吸引作用参考答案：B解析：卢瑟福的α粒子散射实验中，绝大多数α粒子直线穿过金箔，少数发生大角度偏转，极少数甚至反弹回来。这一现象说明原子中绝大部分空间是空的，原子核体积很小但质量极大。少数α粒子发生大角度偏转是因为它们偶然接近原子核，受到强大的库仑斥力作用。选项B准确描述了这一物理现象，其他选项均存在偏差。4.氢原子的能级跃迁过程中，以下说法正确的是（）A.从高能级跃迁到低能级时，原子吸收光子B.原子的能级是连续的，可以任意跃迁C.氢原子光谱是连续谱，无法用能级解释D.能级跃迁时释放的能量等于两能级之间的能级差参考答案：D解析：氢原子的能级是分立的，原子只能处于特定的能级。当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出光子，光子的能量等于两能级之间的能级差（ΔE=hf）。原子吸收光子时，会从低能级跃迁到高能级。氢原子光谱是线状谱而非连续谱，选项C错误。选项D准确描述了能级跃迁的能量关系。5.在核反应方程₁²⁶C+₂⁴He→₂⁷₁₃Al+X中，X代表的是（）A.₃¹H（质子）B.₀¹e（正电子）C.₀⁴Be（铍核）D.₄²He（α粒子）参考答案：A解析：根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒，反应前质量数为12+4=16，电荷数为6+2=8；反应后质量数为7+质量数X，电荷数为13+电荷数X。解得质量数X=1，电荷数X=1，因此X为质子（₃¹H）。选项A正确，其他选项均不符合守恒定律。6.放射性元素衰变过程中，半衰期是指（）A.放射性元素的一半发生衰变所需的时间B.放射性元素的原子核全部转化为稳定核所需的时间C.放射性元素的衰变率减半所需的时间D.放射性元素的质量减少到一半所需的时间参考答案：A解析：半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，是放射性元素衰变快慢的物理量。半衰期与原子核本身的性质有关，与外界条件无关。选项A准确描述了半衰期的定义，其他选项均存在错误。7.在原子核的组成中，质子和中子统称为（）A.原子B.原子核C.核子D.核外电子参考答案：C解析：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。质子带正电，中子不带电，核子是组成原子核的基本粒子。选项C正确，其他选项与原子核的组成无关。8.某放射性元素经过6个半衰期后，剩余的放射性元素质量占原质量的（）A.1/4B.1/8C.3/4D.1/16参考答案：B解析：经过一个半衰期，放射性元素的质量减半；经过两个半衰期，质量减为原来的1/4；经过六个半衰期，质量减为原来的1/2⁶=1/64。因此剩余的放射性元素质量占原质量的1/64，即1/2⁶。选项B正确，其他选项均存在错误。9.在原子核反应中，下列说法正确的是（）A.质量数守恒，但电荷数不守恒B.电荷数守恒，但质量数不守恒C.质量数和电荷数均守恒D.只有轻核才能发生聚变反应参考答案：C解析：在原子核反应中，质量数和电荷数均守恒。这是核反应的基本定律，即反应前后的质量数总和相等，电荷数总和相等。选项C正确，其他选项均存在错误。10.氢原子的核外电子从n=3能级跃迁到n=2能级时，释放的光子能量（）A.大于从n=4能级跃迁到n=2能级时释放的光子能量B.小于从n=4能级跃迁到n=2能级时释放的光子能量C.等于从n=4能级跃迁到n=2能级时释放的光子能量D.无法比较参考答案：B解析：氢原子的能级跃迁时，释放的光子能量等于两能级之间的能级差。能级差越大，释放的光子能量越高。n=3能级到n=2能级的能级差小于n=4能级到n=2能级的能级差，因此前者释放的光子能量小于后者。选项B正确，其他选项均存在错误。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.卢瑟福的α粒子散射实验中，绝大多数α粒子直线穿过金箔，说明原子中绝大部分空间是空的，原子核的体积非常小。2.氢原子的能级公式为E_n=-13.6/n²eV，其中n为能级数，能级跃迁时释放的光子能量等于两能级之间的能级差。3.放射性元素衰变过程中，半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，半衰期与原子核本身的性质有关，与外界条件无关。4.在核反应方程₁²H+₁³H→₂⁴He+₀¹n中，反应类型为聚变反应，该反应释放了巨大的能量。5.原子核的组成可以用符号Z²Xⁿ表示，其中Z为质子数，X为元素符号，n为中子数。6.α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是它们偶然接近原子核，受到强大的库仑斥力作用。7.氢原子光谱是线状谱，可以用玻尔理论解释，线状谱的出现是由于电子在能级之间跃迁时释放或吸收光子。8.在核反应中，质量数守恒，即反应前后的质量数总和相等；电荷数守恒，即反应前后的电荷数总和相等。9.放射性元素衰变过程中，α衰变是指原子核释放出一个α粒子（即氦核），β衰变是指原子核释放出一个β粒子（即电子或正电子）。10.氢原子的能级跃迁过程中，从高能级跃迁到低能级时，原子释放光子；从低能级跃迁到高能级时，原子吸收光子。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.原子核带正电，但原子整体不显电性是因为原子核的体积很小。（×）解析：原子核带正电，但原子整体不显电性是因为原子核中的质子数与核外电子数相等，电性相互抵消，而非原子核体积小。2.氢原子的能级是连续的，电子可以任意跃迁到任意能级。（×）解析：氢原子的能级是分立的，电子只能跃迁到特定的能级，不能任意跃迁。能级跃迁时释放或吸收的光子能量等于两能级之间的能级差。3.在核反应方程中，质量数守恒，但电荷数不守恒。（×）解析：在核反应方程中，质量数和电荷数均守恒。这是核反应的基本定律。4.半衰期是指放射性元素的一半发生衰变所需的时间，半衰期与外界条件无关。（√）解析：半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，半衰期由原子核本身的性质决定，与外界条件无关。5.α粒子散射实验中，绝大多数α粒子发生大角度偏转，说明原子核体积很大。（×）解析：α粒子散射实验中，绝大多数α粒子直线穿过金箔，少数发生大角度偏转，说明原子核体积很小但质量极大。6.氢原子光谱是连续谱，可以用经典电磁理论解释。（×）解析：氢原子光谱是线状谱，不能用经典电磁理论解释，需要用玻尔理论解释。7.在核反应中，只有轻核才能发生聚变反应。（×）解析：在核反应中，重核也可以发生聚变反应，例如铀核的裂变反应。8.放射性元素衰变过程中，α衰变是指原子核释放出一个α粒子（即氦核），β衰变是指原子核释放出一个β粒子（即电子或正电子）。（√）解析：α衰变是指原子核释放出一个α粒子（即氦核），β衰变是指原子核释放出一个β粒子（即电子或正电子）。9.氢原子的能级跃迁过程中，从高能级跃迁到低能级时，原子吸收光子。（×）解析：氢原子的能级跃迁过程中，从高能级跃迁到低能级时，原子释放光子；从低能级跃迁到高能级时，原子吸收光子。10.在核反应方程₁²H+₁³H→₂⁴He+₀¹n中，反应类型为聚变反应，该反应释放了巨大的能量。（√）解析：该核反应是聚变反应，聚变反应释放了巨大的能量。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述卢瑟福的α粒子散射实验的主要现象和结论。解答：卢瑟福的α粒子散射实验的主要现象是：绝大多数α粒子直线穿过金箔，少数发生小角度偏转，极少数发生大角度偏转甚至反弹回来。主要结论是：原子中绝大部分空间是空的，原子核体积很小但质量极大，原子核带正电。2.解释氢原子光谱是线状谱的原因。解答：氢原子光谱是线状谱的原因是电子在能级之间跃迁时释放或吸收光子。氢原子的能级是分立的，电子只能跃迁到特定的能级，能级跃迁时释放或吸收的光子能量等于两能级之间的能级差，因此氢原子光谱是线状谱。3.什么是半衰期？半衰期与哪些因素有关？解答：半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由原子核本身的性质决定，与外界条件无关。4.解释核反应方程₁²H+₁³H→₂⁴He+₀¹n中质量数和电荷数守恒的原理。解答：在核反应方程中，质量数守恒是指反应前后的质量数总和相等，电荷数守恒是指反应前后的电荷数总和相等。该核反应中，反应前质量数为1+3=4，电荷数为1+1=2；反应后质量数为4+1=5，电荷数为2+0=2，因此质量数和电荷数均守恒。5.解释α衰变和β衰变的区别。解答：α衰变是指原子核释放出一个α粒子（即氦核），α粒子由2个质子和2个中子组成，带正电。β衰变是指原子核释放出一个β粒子（即电子或正电子），β⁻衰变是指原子核释放出一个电子，β⁺衰变是指原子核释放出一个正电子。6.解释氢原子的能级跃迁过程中，原子释放或吸收光子的原因。解答：氢原子的能级跃迁过程中，原子释放或吸收光子的原因是因为电子在能级之间跃迁时，会释放或吸收能量。能级跃迁时释放的能量等于两能级之间的能级差，因此原子释放或吸收光子。7.解释为什么原子核的半衰期与外界条件无关。解答：原子核的半衰期与外界条件无关是因为半衰期由原子核本身的性质决定，与温度、压力等外界条件无关。原子核的半衰期是原子核内部性质的表现，不受外界条件的影响。8.解释为什么氢原子光谱是线状谱，而不是连续谱。解答：氢原子光谱是线状谱，而不是连续谱，是因为氢原子的能级是分立的，电子只能跃迁到特定的能级，能级跃迁时释放或吸收的光子能量等于两能级之间的能级差，因此氢原子光谱是线状谱。如果氢原子的能级是连续的，电子可以任意跃迁到任意能级，那么氢原子光谱将是连续谱。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.某放射性元素经过3个半衰期后，剩余的放射性元素质量占原质量的多少？解答：经过一个半衰期，放射性元素的质量减半；经过两个半衰期，质量减为原来的1/4；经过三个半衰期，质量减为原来的1/8。因此剩余的放射性元素质量占原质量的1/8。2.氢原子的核外电子从n=4能级跃迁到n=2能级时，释放的光子能量是多少？已知氢原子的能级公式为E_n=-13.6/n²eV。解答：n=4能级的能量为E_4=-13.6/4²=-0.85eV，n=2能级的能量为E_2=-13.6/2²=-3.4eV。能级差为ΔE=E_2-E_4=-3.4-(-0.85)=-2.55eV。因此释放的光子能量为2.55eV。3.在核反应方程₂⁴He+₁²H→₂⁶Be+₀¹n中，反应类型是什么？该反应释放的能量是多少？解答：该核反应是聚变反应，因为两个轻核（氦核和氢核）结合成一个较重的核（铍核）。该反应释放的能量为反应前后的质量差乘以光速的平方（ΔE=Δmc²）。反应前质量数为4+2=6，反应后质量数为6+1=7，质量差为1，因此释放的能量为1c²。4.某放射性元素经过6个半衰期后，剩余的放射性元素质量占原质量的多少？解答：经过一个半衰期，放射性元素的质量减半；经过两个半衰期，质量减为原来的1/4；经过六个半衰期，质量减为原来的1/64。因此剩余的放射性元素质量占原质量的1/64。5.氢原子的核外电子从n=3能级跃迁到n=1能级时，释放的光子能量是多少？已知氢原子的能级公式为E_n=-13.6/n²eV。解答：n=3能级的能量为E_3=-13.6/3²=-1.51eV，n=1能级的能量为E_1=-13.6/1²=-13.6eV。能级差为ΔE=E_1-E_3=-13.6-(-1.51)=-12.09eV。因此释放的光子能量为12.09eV。6.在核反应方程₁²H+₁³H→₂⁴He+₀¹n中，反应类型是什么？该反应释放的能量是多少？解答：该核反应是聚变反应，因为两个轻核（氘核和氚核）结合成一个较重的核（氦核）。该反应释放的能量为反应前后的质量差乘以光速的平方（ΔE=Δmc²）。反应前质量数为1+3=4，反应后质量数为4+1=5，质量差为2，因此释放的能量为2c²。7.某放射性元素经过4个半衰期后，剩余的放射性元素质量占原质量的多少？解答：经过一个半衰期，放射性元素的质量减半；经过两个半衰期，质量减为原来的1/4；经过四个半衰期，质量减为原来的1/16。因此剩余的放射性元素质量占原质量的1/16。8.氢原子的核外电子从n=5能级跃迁到n=2能级时，释放的光子能量是多少？已知氢原子的能级公式为E_n=-13.6/n²eV。解答：n=5能级的能量为E_5=-13.6/5²=-0.544eV，n=2能级的能量为E_2=-13.6/2²=-3.4eV。能级差为ΔE=E_2-E_5=-3.4-(-0.544)=-2.856eV。因此释放的光子能量为2.856eV。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A解析：原子核带正电，核外电子带负电，正常状态下质子数与电子数相等，电性相互抵消，使原子整体不显电性。2.B解析：查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，这一发现首次证明了原子核中存在中子。3.B解析：卢瑟福的α粒子散射实验中，绝大多数α粒子直线穿过金箔，少数发生大角度偏转，说明原子核体积很小但质量极大。4.D解析：氢原子的能级跃迁时，释放或吸收的光子能量等于两能级之间的能级差。5.A解析：根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒，X的质量数为1，电荷数为1，为质子（₃¹H）。6.A解析：半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。7.C解析：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。8.B解析：经过六个半衰期，剩余的放射性元素质量占原质量的1/64。9.C解析：在核反应中，质量数和电荷数均守恒。10.B解析：n=3能级到n=2能级的能级差小于n=4能级到n=2能级的能级差，因此前者释放的光子能量小于后者。二、填空题1.原子中绝大部分空间是空的，原子核的体积非常小。2.能级跃迁时释放的光子能量等于两能级之间的能级差。3.放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，与外界条件无关。4.聚变反应，释放了巨大的能量。5.质子数，元素符号，中子数。6.它们偶然接近原子核，受到强大的库仑斥力作用。7.电子在能级之间跃迁时释放或吸收光子。8.反应前后的质量数总和相等，电荷数总和相等。9.原子核释放出一个α粒子（即氦核），释放出一个β粒子（即电子或正电子）。10.从高能级跃迁到低能级时释放光子，从低能级跃迁到高能级时吸收光子。三、判断题1.×解析：原子核带正电，但原子整体不显电性是因为原子核中的质子数与核外电子数相等，电性相互抵消。2.×解析：氢原子的能级是分立的，电子只能跃迁到特定的能级，不能任意跃迁。3.×解析：在核反应方程中，质量数和电荷数均守恒。4.√解析：半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，半衰期由原子核本身的性质决定，与外界条件无关。5.×解析：α粒子散射实验中，绝大多数α粒子直线穿过金箔，少数发生大角度偏转，说明原子核体积很小但质量极大。6.×解析：氢原子光谱是线状谱，需要用玻尔理论解释。7.×解析：在核反应中，重核也可以发生聚变反应，例如铀核的裂变反应。8.√解析：α衰变是指原子核释放出一个α粒子（即氦核），β衰变是指原子核释放出一个β粒子（即电子或正电子）。9.×解析：氢原子的能级跃迁过程中，从高能级跃迁到低能级时，原子释放光子。10.√解析：该核反应是聚变反应，聚变反应释放了巨大的能量。四、简答题1.主要现象：绝大多数α粒子直线穿过金箔，少数发生小角度偏转，极少数发生大角度偏转甚至反弹回来。结论：原子中绝大部分空间是空的，原子核体积很小但质量极大，原子核带正电。2.氢原子的能级是分立的，电子只能跃迁到特定的能级，能级跃迁时释放或吸收的光子能量等于两能级之间的能级差，因此氢原子光谱是线状谱。3.半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由原子核本身的性质决定，与外界条件无关。4.质量数守恒是指反应前后的质量数总和相等，电荷数守恒是指反应前后的电荷数总和相等。该核反应中，反应前质量数为1+3=4，电荷数为1+1=2；反应后质量数为4+1=5，电荷数为2+0=2，因此质量数和电荷数均守恒。5.α衰变是指原子核释放出一个α粒子（即氦核），α粒子由2个质子和2个中子组成，带正电。β衰变是指原子核释放出一个β粒子（即电子或正电子），β⁻衰变是指原子核释放出一个电子，β⁺衰变是指原子核释放出一个正电子。6.