高考物理5年高考真題與模擬15原子結(jié)構(gòu)與原子核

【備戰(zhàn)2013】高考物理5年高考真題精選與最新模擬專題15

原子結(jié)構(gòu)與原子核

[2012高考真題精選】

（2012?重慶）以下是物理學(xué)史上3個著名的核反應(yīng)方程：x+「Li-2y,y+』N-x

+JO,y+；Be-z+JC.x、y和z是3種不同的粒子，其中2是（）

A.a粒子B.質(zhì)子C.中子D.電子

【答案】C

【解析】將上述三個方程相加，整理后得「L:+—>?-0+產(chǎn)C+二，根據(jù)電

荷致守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，二的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為。，為中子，C正確.

【考點定位】原子物理

（2011-上海）1.在光電效應(yīng)實驗中，用單色光照時某種金屬表面，有光電子逸出，則光

電子的最大初動能取決于入射光的（）

（A）頻率（B）強度（C）照射時間（D）光子數(shù)目

【答案】A

【解析】根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程：hv-W=-mv\光電子的最大初動能只與

2

入射光的頻率在關(guān)，與其它無關(guān)，選項A正確.

【考點定位】光電效應(yīng)、光的本性

（2011?上海）2.下圖為紅光或紫光通過雙縫或單縫所呈現(xiàn)的圖樣，則

甲乙丙

（A）甲為紫光的干涉圖樣（B）乙為紫光的干涉圖樣

（C）丙為紅光的干涉圖樣（D）丁為紅光的干涉圖樣

【答案】B

【解析】當(dāng)單色光通過雙縫時形成的干涉圖樣為等間距的，而通過單縫時的圖案是中間

寬兩邊窄的衍射圖樣，因此甲、乙為干涉圖案；而丙、丁為衍射圖案.并且紅光的波長較長，

干涉圖樣中，相鄰條紋間距較大，而紫光的波長較短，干涉圖樣中相鄰條紋間距較小，因此

B選項正確.

【考點定位】原子物理

（2011?上海）3.與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的現(xiàn)象是（）

（A）電離現(xiàn)象（B）光電效應(yīng)現(xiàn)象

（C）天然放射現(xiàn)象（D）。粒子散射現(xiàn)象

【答案】C

【解析】電離現(xiàn)象是原子核外的電子脫離原子核的束縛，與原子核內(nèi)部無關(guān)因此A不

對光電效應(yīng)說明光的粒子性同樣也與原子核內(nèi)部無關(guān)，B不對；天然放射現(xiàn)冢是從原子核內(nèi)

部放出&、廣、/三種射線，說明原子核內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，放出a、尸后原子核就變成了

新的原子核，因此C正確；a粒子散射現(xiàn)冢說明原子有核式結(jié)構(gòu)模型，與原子核內(nèi)部變化無

關(guān)，D不對.

【考點定位】原子物理

（2011?上海）4.根據(jù)愛因斯坦的“光子說”可知（）

（A）“光子說”本質(zhì)就是牛頓的“微粒說”

（B）光的波長越大，光子的能量越小

（C）束單色光的能量可以連續(xù)變化

（D）只有光子數(shù)很多時，光才具有粒子性

【答案】B

【解析】愛因斯坦的洸子說’,認(rèn)為光是一份一份的不連續(xù)的它并不否定光的波動性，而

牛頓的?微粒說”而波動說是對立的，因此A不對；在愛因斯坦的光子說‘中光了的能量；

￡=加,=%上可知波長越長，光子的能量越小，因此C正確.某一單色光，波長恒定，光

子的能量也是恒定的，因此c不對；大量光子表現(xiàn)為波動性，而少數(shù)光子才表現(xiàn)為粒子性,

因此D不對.

【考點定位】原子物理

（2011?上海）9.某種元素具有多種同位素，反映這些同位素的質(zhì)量數(shù)月與中子數(shù)4關(guān)系

的是圖（）

?A

°NON

(A)(B)

【答案】B

【解析】某種元素中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)基本相當(dāng)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，因此當(dāng)中子數(shù)、增

多時，質(zhì)量數(shù)A也會增大，因此A、D兩個選項不對，只能從B、C兩個選項中選，又因為氫原子中只有

一個質(zhì)子，無中子，也就是中子數(shù)N為零時，質(zhì)量數(shù)A不為零，因此只有B正確

【考點定位】原子物理

（2011?上海）5.在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度，其檢測裝置由放射源、探測器

等構(gòu)成，如圖所示。該裝置中探測器接收到的是)

軋棍口放射源

I

力探測器

(A)x射線(B)a射線

（C）射線（D），射線

【答案】D

【解析】苜先，放射源放出的是立射線、產(chǎn)射線、：射線，無.'、射線，A不對，另外a

射線穿透本領(lǐng)最弱，一張紙就能擋住，而內(nèi)射線穿透本領(lǐng)較強能穿透幾葷米厚的鋁板，,射

線穿透本領(lǐng)最強可以穿透幾厘米厚的鉛板，而要穿過軋制鋼板只能是:射線，因此D正確

【考點定位】原子物理

（2012?廣東）18.能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋

放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有（）

A.:“+出-?；“6+（；〃是核聚變反應(yīng)

B.:-；“0+"是￡衰變

C.2款/+；〃7i；；Xe+；；Sr+2"是核裂變反應(yīng)

D.2^U+0%T：：Xe+葭Sr+2"是。衰變

【答案】AC

【解析】兩個輕核聚合成一個較重的核的反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，故A對3錯.重核被中

子轟擊后分裂成二個中等質(zhì)量的原子核并放出若干個中子的反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，故C對D

錯.原子核放出a或S粒子后變成另一種原子核的反應(yīng)稱為原子核的衰變.原子核的衰變的

反應(yīng)物只有一種，故AC選項正確.

【考點定位】原子物理

E

（2012?山東）38.（8分）【物理一物理3-5］（1）氫原子第〃能級的能量為￡〃=T，其

n

中超為基態(tài)能量。當(dāng)氫原子由第4能級躍遷到第2能級時，發(fā)出光子的頻率為匕；若氫原

子由第2能級躍遷到基態(tài)，發(fā)出光子的頻率為匕，則匕■=o

■匕

=m

（2）光滑水平軌道上有三個木塊A、B、C,質(zhì)量分別為"J=3"，、niB=mc'

開始時B、C均靜止，A以初速度向右運動，A與B相撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一

起，此后A與B間的距離保持不變。求B與C碰撞前B的速度大小。

1

【解析】（1）-根據(jù)躍遷公式％1/=耳,一耳,即可解得。

(2)設(shè)A3碰撞后，A的速度為，3與C碰撞前3的速度為，3與丫碰撞后粘在一起

的速度為，由動量守恒定律得

對A、B木塊：=in^A+mBvB①

對B、c木塊：nisvB=(nis+mc)v②

由A與3間的距離保持不變可知vA="③

6

聯(lián)立①②③式，代入數(shù)據(jù)得＞7=M''。④

【考點定位】原子物理

19.模塊3-5試題(12分)

(1)(2012?海南)產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能區(qū)，下列說法正確

的是

A.對于同種金屬，瓦與照射光的強度無關(guān)

B.對于同種金屬，瓦與照射光的波長成反比

C.對于同種金屬，瓦與光照射的時間成正比

D.對于同種金屬，目與照射光的頻率成線性關(guān)系

E.對于不同種金屬，若照射光頻率不變，后與金屬的逸出功成線性關(guān)系

【答案】ADE

【解析】根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，對于同種金屬，壇與照射光的強度無關(guān)，梟與光照射的

時間無關(guān)，聶馬照射光的頻率成線性關(guān)系，聶與照射光的波長有關(guān)，但不是成反比，選項

AD正確3c錯誤；對于不同種金屬，若照射光頻率不變，根據(jù)光電效應(yīng)方程，一如工，

盤與金屬的逸出功成線性關(guān)系，選項E正確.

【考點定位】此題考查光電效應(yīng)及其相關(guān)知識.

(2)(2012?海南)一靜止的嗡U核經(jīng)。衰變成為1：Th核，釋放出的總動能為4.27MeV。

問此衰變后1：Th核的動能為多少MeV(保留1位有效數(shù)字)？

【答案】0.07MeV

【解析】

根據(jù)題意知，此a衰變的衰變方程為用U-學(xué)四He.

根據(jù)動量守恒定律得，炊方淡心，

式中，明和以分別為c粒子和/口1核的質(zhì)量〉和以分別為々粒子和黑元核的

速度的大小.由題設(shè)條件知，:也心-;二『=梟

%_4

2Th234

式中￡.=4.27MeV,是?工粒子和強忠核的總動能.

聯(lián)立解得：1-1/=一^一■皋

2用“+如

m1

代入數(shù)據(jù)得，衰變后自Th核的動能為-^v?=0.07MeW

hVWW**2?WWW*

【蓿點定位】此題考查動量守恒定律、衰變及其相關(guān)知識.

（2012?福建）29、［物理-選修3-5］（本題共有兩小題，每小題6分，共12分。每小題

只有一個選項符合題意）

（1）關(guān)于近代物理，下列說法正確的是o（填選項前的字母）

A.a射線是高速運動的氫原子

B.核聚變反應(yīng)方程:H+汨一?:He+：n中，：n表示質(zhì)子

C.從金屬表面逸出的光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比

D.玻爾將量子觀念引入原子領(lǐng)域，其理論能夠解釋氧原子光譜的特征

（2）如圖，質(zhì)量為M的小船在靜止水面上以速率V。向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生

員站在船尾，相對小船靜止。若救生員以相對水面速率v水平向左躍入水中，則救生員躍出

后小船的速率為。（填選項前的字母）

1

.mDm

A"°+~MVB.%-方”

C.等(/+v)D,v0+--(VQ-v)

【答案】（DD;（2）C

【解析】⑴。射線是高速運動的氮原子核，答案A錯；0%是中子而不是質(zhì)子；答

案3錯；從光電效應(yīng)方程4=%/-j可知最大初動能和入射光的頻率成一次函數(shù)關(guān)系而

非正比函數(shù)關(guān)系所以C錯；正確答案選D.

。，由動量守恒可知|活+腸%=幽-我丫解得小船的速度為答案C

【考點定位】：核反應(yīng)、動量守恒等

[2011高考真題精選】

（2011?天津）1.下列說法正確的是

A.采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期

B.由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子

C.從高空對地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力

D.原子核所含核子單獨存在時的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量

【答案】B

【解析】放射性元素的半衰期是由原子核決定的，溫度、壓強、是否與其他元素化合都

不能改變原子核，因此采用物理或化學(xué)方法不能改變半衰期，A錯誤.由玻爾理論知道氫原

子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，能量減少，會放出光子，3正確.從高空對地面進(jìn)行遙感攝影是

利用紅外線良好的穿透能力，C錯誤.核子結(jié)合成原子核時，質(zhì)量虧損，因此原子核所含核

子單獨存在時的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量，D錯誤.

【考點定位】本題考查半衰期，玻爾氫原子模型、能級躍遷，紅外線、紫外線的性質(zhì)及應(yīng)用，

質(zhì)量虧損。

（2011?四川）17.如圖為氫原子能級示意圖的?部分，則氫原子

nE/cV

5-0.54

4--------------------一0.85

3--------------------------1-51

2-------------------------3.4

]13.6

A.從〃=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出電磁波的

波長長

B.從〃=5能級躍遷到〃=1能級比從〃=5能級躍遷到〃=4能級輻射出電磁波的

速度大

C.處于不同能級時.，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的

D.從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量

【答案】A

【解析】由處：=巨W-E*和Ej-￡?<￡：-￡：?可知v?<v,32?再根據(jù)c=Av?所以為式，

A正確.所有電磁波的速度都相同，B錯誤.處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率

不一樣，出現(xiàn)不同形狀的電子云，C錯誤.從高能級向低能級躍遷時，氫原子向外放出能量,

D錯誤.

【考點定位】本題考查玻爾氫原子模型，能級躍遷，電子云，波長、頻率、波速的關(guān)系。

（2011?北京）20.“約瑟夫森結(jié)”由超導(dǎo)體和絕緣體制成。若在結(jié)兩端加恒定電壓U,

則它會輻射頻率為P的電磁波，且與〃成正比，即r=kU.已知比例系數(shù)在僅與元電荷e

的2倍和普朗克常量力有關(guān)。你可能不了解此現(xiàn)象為機(jī)理,但仍可運用物理學(xué)中常用的方法，

在下列選項中，推理判斷比例系數(shù)*的值可能為

A.5B.:C.2ehD.嚎

【答案】3

【解析】根據(jù)題中給出的v=kU,和黃躡克能量子E=hv可知r=hKU,則k再根據(jù)

WW*VVSAAAAf''AAAZ'WvWWnU

電流做功V-=UIt=a￡k呼=?=胃，選B.另外本題也可根據(jù)單位制判斷，由v=kJ可得

ww?vww*nunnwws<*

k的單位為牛=rr,B選項中￡的單位為言=￡=沅，所以B正確。

VvsnjsuvsVs

【考點定位】本題屬于新信息題，考查普朗克能量子三=蚊_公式，同時也考查單位制.

屬于中等難度題.

(2011?北京)13.一個氫原子從〃=3能級躍遷到〃=2能級，該氫原子

A.放出光子，能量增加B.放出光子，能量減少

C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量增加

【答案】B

【解析】氫原子從，：=3的高能級躍遷到”=2的低能級，能量誠少，減少的能量以光

子的形式放出，B正確

【考點定位】本題考查了玻爾氫原子模型，能級躍遷.

(2012?江蘇)C.[選修3-5](12分)

(1)如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光.在下列該

原子光譜的各選項中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是

(2)一個中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng),生成一個笊核，其核反應(yīng)方程式為.

該反應(yīng)放出的能量為Q,則笊核的比結(jié)合能為.

(3)A、B兩種光子的能量之比為2:L,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的

光電子最大初動能分別為EA、EB.求A、B兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功.

【解析】

12C（1）C.⑵.+出=:H；Q2

⑶光子能量￡=%?,動量=■且“=￡得到尸=工，則以：外=2：i

aac

3艮射時光電子的最大初動能治=⑦-線同理&=&-蜀舞得外=4-24

【考點定位】光的偏振測定玻璃的折射率波的傳播原子能級理論原子核聚變動

量守恒等等

（2011?上海）21.魯Co發(fā)生一次￡衰變后變?yōu)镹i核，其衰變方程為；

在該衰變過程中還發(fā)出頻率為4、七的兩個光子，其總能量為。

【答案】,7Co-I—^e,h（I畛），

【解析】衰變方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電量數(shù)守恒；根據(jù)光子的能量E=；:r,可知兩個光

子總能量為h（H+n）

【考點定位】原子物理

（2011全國卷1）.已知氫原子的基態(tài)能量為E,激發(fā)態(tài)能量耳,=耳/〃2,其中n=2,3…。

用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波

長為

4〃c“2hc-4〃cc9hc

A.-----B..------C.-------D.-------

3￡,E]&E[

解析：原子從n=2躍遷到+8所以”==-"故：4=—2￡選C

224E,

（2011海南）.模塊3-5試題（12分）

（1）（4分）2011年3月11日，日本發(fā)生九級大地震，造成福島核電站的核泄漏事故。

在泄露的污染物中含有⑶I和,37Cs兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產(chǎn).生對人體有危

害的輻射。在下列四個式子中，有兩個能分別反映mI和，3?Cs衰變過程，它們分別是一

和（填入正確選項前的字母）。⑶I和，37Cs原子核中的中子數(shù)分別是和

A.XLB.X2f"Xe+_；ec,x3fM&+_；e口,XL胃Xe+：P

解析：由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可以得出正確選項BC7882

(2)(8分)一質(zhì)量為2nl的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示。圖中ab

為粗糙的水平面，長度為L;be為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和be均相切的長度

可忽略的光滑圓弧連接?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為V。的水平初速度從a點向左運動,

在斜面上上升的最大高度為h,返回后在到達(dá)a點前與物體P相對靜止。重力加速度為g?

求

(i)木塊在ab段受到的摩擦力f；

(ii)木塊最后距a點的距離s。

解析：(i)設(shè)木塊和物體P共同速度為v,兩物體從開始到第一次到達(dá)共同速度過程由

動量和能量守恒得：mv()=(m+2m)v①;優(yōu)％?++mgh+兒②

由①②得：/「"(IL3g.③

3L

(ii)木塊返回與物體P第二次達(dá)到共同速度與第一次相同(動量守恒)全過程能量守

恒得：

=^.(/n+2m)v;+f(2L—s)@

由②③④得：s=^6ghL

%-3g〃

35(2011全國理綜).【物理——選修3-5】

(1)在光電效應(yīng)試驗中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長為4,該金屬的逸出功為

若用波長為2(4<Ao)單色光做實驗，則其截止電壓為。已知電子的電

荷量，真空中的光速和布朗克常量分別為e,c和h

(2)如圖，ABC三個木塊的質(zhì)量均為m。置于光滑的水平面上，BC之間有一輕質(zhì)彈簧,

彈簧的兩端與木塊接觸可不固連，將彈簧壓緊到不能再壓縮時用細(xì)線把BC緊連，使彈簧不

能伸展，以至于BC可視為一個整體，現(xiàn)A以初速沿BC的連線方向朝B運動，與B相碰

并粘合在一?起，以后細(xì)線突然斷開，彈簧伸展，從而使C與A,B分離，已知C離開彈簧后

的速度恰為“0,求彈簧釋放的勢能。

解析：（1）由卬逸=/zu極限和1/=5?得W逸=//；

由愛因斯坦質(zhì)能方程E*=〃。一卬逸和￡?=Ue得U截止

AeAQA

（2）設(shè)碰后A、B和C的共同速度的大小為v,由動量守恒得3〃"，=加1①

設(shè)C離開彈簧時，A、B的速度大小為％,由動量守恒得3nw=264+機(jī)％②

設(shè)彈簧的彈性勢能為E。，從細(xì)線斷開到C與彈簧分開的過程中機(jī)械能守恒，有

；（3m）聲+Ep=1（2/n）vf+；加說③

由①②③式得彈簧所釋放的勢能為

Ep=1mv1④

1（2011天津）.下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實驗是

A.光電效應(yīng)實驗B.倫琴射線的發(fā)現(xiàn)

C.。粒子散射實驗D.氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)

【解析】物理學(xué)史、常識考查題，簡單題，其中光電效應(yīng)實驗說明光具有粒子性，A選

項錯誤；牙射線（倫琴射線）的發(fā)現(xiàn)是19世紀(jì)末20世紀(jì)初物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)（萬射線1S96

年、放射線1896年、電子1397年）之一，這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著現(xiàn)代物理學(xué)的產(chǎn)生，3選項錯誤;

氫原子光譜的發(fā)現(xiàn)解釋了原子的穩(wěn)定性以及原子光譜的分立特征,1選項錯誤;所以選擇C.

【答案】C

18（201廣東）.光電效應(yīng)實驗中，下列表述正確的是

A.光照時間越長光電流越大

B.入射光足夠強就可以有光電流

C.遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)

I）.入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子

解析：光電流的大小只與到達(dá)陽極的光電子個數(shù)有關(guān)，A錯。由分尸W+L和Uq=Ek知，CD

正確。

答案：CD

【2010高考真題精選】

1.2010?重慶?19氫原子分能級示意圖如題19所示，不同色光的光子能量如下表所

/JNo

色光赤橙黃綠藍(lán)一靛紫

光子能量1.6C2.00、2.07、2.14"2.53、2.76"

范圍(eV)2.002.072.142.532.763.10

處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為

n￡/eV

8....................0

4------------------0.85

3------------------1.51

2------------------3.40

I“3.6

題19國

1.紅、藍(lán)靛

2.黃、綠

3.紅、紫

4.藍(lán)靛、紫

t答案】A

【解析】如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級，能夠發(fā)出1Q二羔的光子，不屬于可見光；

如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級，能夠發(fā)出12.09奠、10.2成、169小的三種光子，只

有1.89》屬于可見光；如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級，能夠發(fā)出12.75或、12.09蘇、

10.2戌、2.55成、1.89更、0.66皈的六種光子，1.39蚊和2.55圾屬于可見光，LS9或

的光子為紅光，2.55點的光子為藍(lán)一馥，A正確.

2.2010?全國卷1?14原子核嘴U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍私蠺h,繼而經(jīng)放射性衰變

②變?yōu)樵雍薚Pa,再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍隋窾。放射性衰變①、②和③依次為

A.a衰變、B衰變和B衰變B.B衰變、B衰變和a衰變

C.6衰變、a衰變和B衰變D.a衰變、B衰變和a衰變

【答案】A

【解析】鼾九，質(zhì)量數(shù)少4,電荷數(shù)少2,說明①為。衰變.

2就77?」-2：：尸環(huán)質(zhì)子數(shù)加1,說明②為￡衰變，中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子.質(zhì)

子數(shù)加1,說明③為￡衰變,中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子.

【考點定位】主要考查根據(jù)原子核的衰變反應(yīng)方程，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒分析解

決。

2010?全國卷H?14原子核，X與氣核;”反應(yīng)生成一個a粒子和一個質(zhì)子。由此可

知

A.A=2,Z=1B.A=2,Z=2C.A=3,Z=3D.A=3,Z=2

【答案】D

【解析】■+出,應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒

H+2=4+l,Z+l=2+l,解得＜=3,2=2,答案D.

【考點定位】主要考查根據(jù)原子核的聚變反應(yīng)方程，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)的守恒分析解

決.

2010?北京?15太陽因核聚變釋放出巨大的能量，同時其質(zhì)量不斷減少。太陽每秒鐘輻射

出的能量約為4X102"J,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，太陽每秒鐘減少的質(zhì)量最接近

A.IO36kgB.1018kgC.10wkgD.10!，kg

【答案】D

A/74X1026

【解析】根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，△〃?=▼=—、■=4.4x109kg,D正確

c29xl0'6

2010?上海物理?1盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，這一模型建立的基礎(chǔ)是

(A)a粒子的散射實驗(B)對?陰極射線的研究

(C)天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)(D)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)

答案：A

解析：盧瑟福根據(jù)&粒子的微射實嗡結(jié)果，提出了院子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子核聚集了

院子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，電子在核外繞核運轉(zhuǎn).

2010?上海物理?4某放射性元素經(jīng)過11.4天有%的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期

為

（A）11.4天（B）7.6天（C）5.7天（D）3.8天

答案：D

I

<1V1t11.4

解析：根據(jù)=—>—=3,因為t=11.4day,所以f=;一=3.8day,選D。

2010?新課標(biāo)?34（1）用頻率為％的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中

僅能觀測到頻率分別為匕、匕、匕的三條譜線，且匕>彩>匕，則.（填入正確選項

前的字母）

A、v0<v1B、v3=v2+V]C、v0=v,+v24-v3D、一=—+—

V1V2匕

答案：B

解析：大量氫原子躍遷時只有三個頻率的光譜，這說明是從n=3能級向低能級躍遷，

根據(jù)能量守恒有，Av3=AP2+A解得：v3=v2+Vj,選項3正確

2010?海南物理?19（1）能量為用的光子照射基態(tài)氫原子，剛好可使該原子中的電子成為自

由電子.這一能耳稱為氫的電離能.現(xiàn)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子,

該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為___（用光子頻率L、電子質(zhì)量〃J氫原子

的電離能耳和普朗克常量力表示）。

2恥-名）

【答案】m

1。，2（加—鳥）

—wv=的一4V=

【解析】由能量守恒得2',解得電子速度為

(2)在核反應(yīng)堆中，常用減速劑使快中子減速.假設(shè)減速劑的原子核質(zhì)量是中子的左倍.中

子與原子核的每次碰撞都可看成是彈性正碰.設(shè)每次碰撞前原子核可認(rèn)為是靜止的，求N次

碰撞后中子速率與原速率之比.

(―),v

【答案】8+1

【解析】設(shè)中子和作減速劑的物質(zhì)的原子核A的質(zhì)量分別為陽和嘴/碰撞后速度分

別為瑞和小,碰撞前后的總動量和總能量守恒，有

氣&=氣4+"7①

猛4=；性個+"就g

222②

式中“為碰撞前中子速度，由題設(shè)

搐A=*③

由①②③式得，經(jīng)1次碰撞后中子速率與原速率之比為

經(jīng)N次碰撞后，中子速率與原速率之比為

Ar-l

k+1⑤

(2009高考真題精選】

(09?全國卷I?16)氫頰激光器能產(chǎn)生三種波長的激光，其中兩種波長分別為

4=0.6328?,4=3.39阿，已知波長為4的激光是頰原子在能級間隔為AE|=1.96eV的兩

個能級之間躍遷產(chǎn)生的。用小心表示產(chǎn)生波長為4的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔，則

的近似值為()

A.10.50eVB.0.98eVC.0.53eVD.0.36eV

解析：本題考查波爾的原子躍遷理論.根據(jù)hE=hu,u=-:可知當(dāng)

A

LE=196ev,A=0.6328的,當(dāng)4=3.39分時:連立且知=0.36ev.

答案：D

（09?全國卷H78）氫原子的部分能級如圖所示。已知可見光的光子能量在1.62eV

到3.lleV之間。由此可推知，氫原子（）

cMV

400

S一.—一<54

4-------------------------《85

3--------------------------151

2--------------------------3.40

I--------------------------13.60

A.從高能級向n=l能級躍遷時了出的光的波長比可見光的短

B.從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光

C.從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高

D.從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光

解析：本題考查玻爾的原理理論.從高能級向n=l的能級躍遷的過程中輻射出的最小光

子能量為9.2Qev,不在L62e\'到3.之間,A正確.已知可見光子能量在到3.11eV

之間從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光的能量=3.3錯.從高能級向n=3能級躍遷

時發(fā)出的光的頻率只有能量大于3.11ev的光的頻率才比可見光高（錯.從n=3到n=2的過程

中釋放的光的能量等于1.89”介于1.62到3.11之間,所以是可見光。對.

答案;AD

3.（09?北京?14）下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是（B）

A.。粒子散射現(xiàn)象B.天然放射現(xiàn)象

C.光電效應(yīng)現(xiàn)象D.原子發(fā)光現(xiàn)象

解析：a粒子散射實驗表明了原子內(nèi)部有一個很小的核，并沒有涉及到核內(nèi)部的變化，

故A項錯誤；天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部發(fā)生變化自發(fā)的放射出a粒子或電子，從而發(fā)生a

衰變或B衰變，故B項正確；光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有

涉及到原子核的變化，故C項錯誤；原子發(fā)光是原子躍遷形成的也沒有涉及到原子核的變

化，故D項錯誤.

答案，B

（09?上海物理放射性元素衰變時放出三種射線，按穿透能力由強到弱的排列順序是

（）

A.a射線，B射線，榭線B.丫射線，0射線，a射線，

C.丫射線，a射線，0射線D.[3射線，a射線，丫射線

解析：由于三種射線的能量不同，所以貫穿能力最強的是：射線，口射線次之，G.射線最

弱，故正確答案選3.

答案：B

（09?廣東物理?2）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的：〃e（氮3）。它是?種高效、清潔、

安全的核聚變?nèi)剂掀鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為[He+lHe7+關(guān)于

聚變下列表述正確的是

A.聚變反應(yīng)不會釋放能量B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核

C.聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損D.目前核電站都采用；"e聚變反應(yīng)發(fā)電

解析：聚變反應(yīng)時將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核，聚變過程會有質(zhì)量虧損，要

放出大量的能量.但目前核電站都采用采用軸核的裂變反應(yīng).因此B正確.

答案：B

（09?安徽?14）原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源。當(dāng)頰等離子體被加熱到

適當(dāng)高溫時，就核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量。這幾種反應(yīng)的總效果可以表示

為6；H.k；"e+d：〃+2（3+43.15〃eV,由平衡條件可知（)

A.k=l,d=4B.k=2,d=2C.k=l,d=6D.k=2,d=3

解析：由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，分別有4發(fā)+d=10,2上+d=6,解得』2,"=3

正確選項為B.

答案：B

（09?天津?6）下列說法正確的是（）A.：N+：〃7工+拓e是1衰

變方程

B.；H+；HT；He+丫是核聚變反應(yīng)方程

C.2；；UT22Th+：He是核裂變反應(yīng)方程

D.\He+Al-/P+；n是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程

解析：A選項中？曾在質(zhì)子的轟擊下發(fā)生的核反應(yīng)，屬于人工轉(zhuǎn)變，A錯；C選項是a

衰變，不是裂變，C錯.

答案：BD

（09?浙江?15）氮原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成，這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、

庫倫力和核力，則3種力從大到小的排列順序是（）

A.核力、萬有引力、庫倫力B.萬有引力、庫倫力、核力

C.庫倫力、核力、萬有引力D.核力、庫倫力、萬有引力

解析：核力是強力，它能將核子束縛在原子核內(nèi).萬有弓I力最弱，研究核子間相互作用

時萬有引力可以忽略.

答案:D

（09?江蘇卷物理?12.C）在/?衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的

性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探

測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中：〃的核反應(yīng)，間接地證實了中微子的存在。

（1）中微子與水中的:〃發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（7）和正電子（：逮），即中微子

+：”一；〃+：/,可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是。（填寫選項前的字母）

（A）0^0化）0和1（01和0（D）1和1

（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可

以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子（7）,即+呢+_呢12/。已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.IX10"kg,

反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為J。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原

因是?

（3）試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。

答案：C.（1）A；⑵8.2X10-M,遵循動量守恒.

解析：（1）發(fā)生核反應(yīng)前后，粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量

數(shù)和電荷數(shù)分都是3,A項正確.

（2）產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損.兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱悖?/p>

E=故一個光子的能量為三，帶入數(shù)據(jù)得三=8.2xlO*J.

22

正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動量為零，故如果只

產(chǎn)生一個光子是不可能的，因為此過程遵循動量守恒.

（09?海南物理?19）（II）杯的放射性同位素翼Pu靜止時哀變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)和a

粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)就。立即衰變?yōu)殁櫤四I。，并放出能量為0.097MeV的/光子。已

知：竽P”、腎〃和a粒子的質(zhì)量分別為%“=239.0521u、（=235.0439u和

2

ma=4.0026uIM=931.5MeV/c

（1）寫出衰變方程；

（2）已知衰變放出的光子的動量可忽略，球a粒子的動能。

解析：（II）（1）衰變方程為蕾Pu瞽5u++a

^5U,-^5U+^

或合起來有

蕾Pu7矛u+&+/

（2）上述衰變過程的質(zhì)量虧損為

△w=&一如一紹

放出的能量為

LE=c2'

這能來那個懸轆/U的動能Ev、&粒子的動能線和V光子的能量力之和

△E=E。+紇+E）,

由④⑤⑥式得

1

%+紇=伽隧一%—氣紜2_Ey

設(shè)衰變后蛹蟋粒子的速度分別為V和匕，則由動量守恒有

加加=%匕

又由動能的定義知

1210

%=5/M紇=5%彳

由⑧⑨式得

%_結(jié)

出嗎

由⑦⑩式得

紇=—［（加部—外+附.）1_紇］

代入題給數(shù)據(jù)得

￡C6=5.034MeV

［2008高考真題精選】

1.（2008?上海物理?3A）1991年盧瑟福依據(jù)a粒子散射實驗中a粒子發(fā)生了

（選填“大”或“小”）角度散射現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.若用動能為1MeV的

a粒子轟擊金箔，則其速度約為m/s.（質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為1.67X10"kg,1

MeV=lX106eV）

答案：3A.大，6.9X106

2.（2008?北京理綜?14）一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個笊核，同時輻射一個r

光子。已知質(zhì)子、中子、笊核的質(zhì)量分別為如、&、叫普朗克常量為h,真空中的光速為小

下列說法正確的是（）

A.核反應(yīng)方程是\H+'on-^lH+y

B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損勿

C.輻射出的r光子的能量E=c