2015高考物理原子和原子核复习试题及答案
高考物理系统性复习 (考点分析) 第二节 原子结构和原子核(附解析)
【考点分析】第二节原子结构和原子核【考点一】对原子核式结构的理解【典型例题1】物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是()A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B．查德威克用α粒子轰击147N获得反冲核178O，发现了中子C．贝可勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；卢瑟福用α粒子轰击147N，获得反冲核178O，发现了质子，选项B错误；贝可勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，选项C正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，选项D错误．【答案】AC【考点二】玻尔理论和能级跃迁【典型例题2】(2022•江苏省南京市盐城市高三(上)一模)如图所示，氢原子的能级图。
一群处于基态的氢原子受到激发后，会辐射出6种不同频率的光。
已知可见光光子的能量范围为1.64eV～3.19eV。
下列说法正确的是()A．6种不同频率的光中包含有γ射线B．基态的氢原子受激后跃迁到n=6的能级C．从n=4能级跃迁到n=2发出的光是可见光D．从n=4能级跃迁到n=3发出的光波长最短【解析】A．γ射线是具有高能量的电磁波，能量高于1.24MeV，故6种不同频率的光中不可能包含有γ射线，A错误；B ．一群氢原子从n 级自发向低能级跃迁能辐射出2C n 种不同频率的光，由于一群处于基态的氢原子受到激发后，会辐射出6种不同频率的光， 故基态的氢原子受激后跃迁到n =4的能级，B 错误；C ．根据m n E E h ν-=，由n =4能级跃迁到n =2能级产生的光子的能量为42420.85eV ( 3.40eV) 2.55eV E E E =-=---=，在可见光范围内，C 正确；D ．从n =4能级跃迁到n =3发出的光频率最小，波长最长，D 错误。
高三物理原子核物理练习题及答案
高三物理原子核物理练习题及答案一、选择题1.以下哪个是不稳定的原子核？A. 氘核B. 氦核C. 镭核D. 铀核答案：C2.下列物质中，具有中子最多的是：A. 氢B. 氮C. 铁D. 铀答案：D3.以下哪个是半衰期较短的放射性同位素？A. 铀-238B. 铀-235C. 钍-232D. 钚-239答案：D4.下列几种放射线中，穿透能力最强的是：A. α射线B. β射线C. γ射线D. X射线答案：C5.核反应中质量守恒定律及能量守恒定律的基础是：A. 爱因斯坦质能方程B. 力守恒定律C. 电荷守恒定律D. 反射定律答案：A二、填空题1.法拉第定律指出，电流的大小与通过导线的_____成正比，与导线的长度及截面积的____成反比。
答案：电压、电阻2.铀-238衰变成钍-234时，放射出____和____。
答案：α粒子、氚核3.芬特方法通过测量放射性同位素的_____测定样品的年龄。
答案：衰变产物4.质子数为92的核素是_____。
答案：铀5.链式反应是指每个裂变核生成的中子都能引起_____个新的裂变核裂变。
答案：大于1个三、计算题1.一个铀-235核裂变时，平均产生3个中子，使周围8个铀-235核继续裂变。
假设每次裂变放出的能量为210MeV，求铀-235核裂变的倍增时间。
答案：根据倍增时间的定义，我们有Td = (N-1) × τ其中，Td为倍增时间，N为平均每次裂变释放的中子数，τ为平均裂变时间。
由题意可知，N = 3裂变时间τ = 1秒/8 = 0.125秒将N和τ代入上述公式，解得Td = (3-1) × 0.125 = 0.25秒2.一个样品中的放射性同位素含量初试为1000g，经过5个半衰期后剩余多少克？答案：根据半衰期的定义，经过一个半衰期放射性同位素的质量会剩下原来的一半。
因此，经过5个半衰期，剩余的质量为原质量的(1/2)^5倍。
即，剩余质量 = 1000g × (1/2)^5 = 1000g × 1/32 = 31.25g四、解答题1.请简述核聚变和核裂变的基本原理及其应用领域。
原子物理五套试题及答案
原子物理五套试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 原子核的组成元素是（）。
A. 质子和中子B. 电子和质子C. 电子和中子D. 质子和电子答案：A2. 根据波尔理论，氢原子的能级是（）。
A. 连续的B. 离散的C. 线性的D. 非线性的答案：B3. 电子云的概念是由哪位科学家提出的？（）A. 尼尔斯·玻尔B. 阿尔伯特·爱因斯坦C. 马克斯·普朗克D. 埃尔温·薛定谔答案：D4. 根据海森堡不确定性原理，以下说法正确的是（）。
A. 粒子的位置和动量可以同时被精确测量B. 粒子的位置和动量不能同时被精确测量C. 粒子的能量和时间可以同时被精确测量D. 粒子的能量和时间不能同时被精确测量答案：B5. 原子核外电子的排布遵循（）。
A. 泡利不相容原理B. 洪特规则C. 库仑定律D. 以上都是答案：D6. 原子核的放射性衰变遵循（）。
A. 线性规律B. 指数规律C. 正态分布D. 泊松分布答案：B7. 原子核的结合能是指（）。
A. 原子核内所有核子的总能量B. 原子核内单个核子的能量C. 原子核内所有核子的总能量与单独核子能量之和的差值D. 原子核内单个核子的能量与单独核子能量之和的差值答案：C8. 原子核的同位素是指（）。
A. 具有相同原子序数但不同质量数的原子核B. 具有相同质量数但不同原子序数的原子核C. 具有相同原子序数和质量数的原子核D. 具有不同原子序数和质量数的原子核答案：A9. 原子核的裂变是指（）。
A. 原子核分裂成两个或多个较小的原子核B. 原子核结合成更大的原子核C. 原子核的放射性衰变D. 原子核的聚变答案：A10. 原子核的聚变是指（）。
A. 原子核分裂成两个或多个较小的原子核B. 原子核结合成更大的原子核C. 原子核的放射性衰变D. 原子核的裂变答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 原子的核外电子排布遵循______原理。
原子核物理试题及答案
原子核物理试题及答案一、选择题1. 原子核由什么粒子组成？A. 电子B. 质子和中子C. 质子和电子D. 中子和电子答案：B2. 放射性衰变过程中，原子核的哪种性质会发生变化？A. 质量数B. 电荷数C. 核外电子数D. 核内质子数答案：A3. 下列哪种粒子的发现证实了原子核内部结构的存在？A. α粒子B. β粒子C. γ射线D. X射线答案：A4. 原子核的稳定性与哪种因素有关？A. 质子数B. 中子数C. 质子数与中子数的比例D. 核外电子数答案：C5. 原子核的结合能与哪种因素有关？A. 原子核的质量B. 原子核的电荷数C. 原子核的体积D. 原子核的表面答案：A二、填空题1. 原子核的组成粒子中，带正电的是______，带负电的是______。
答案：质子；电子2. 放射性同位素的半衰期是指放射性物质的原子核数量减少到原来的______所需的时间。
答案：一半3. 原子核的结合能与原子核的质量亏损有关，质量亏损越大，结合能______。
答案：越大4. 核裂变是指重原子核在吸收中子后，分裂成两个或多个较轻原子核的过程，同时释放出大量的______。
答案：能量5. 核聚变是指轻原子核在高温高压下结合成更重的原子核的过程，同时释放出______。
答案：能量三、简答题1. 请简述原子核的组成及其性质。
答案：原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
原子核的性质包括质量数、电荷数、结合能等。
2. 放射性衰变有哪几种类型？请分别简述其特点。
答案：放射性衰变主要有α衰变、β衰变和γ衰变三种类型。
α衰变是原子核放出α粒子（由两个质子和两个中子组成）的过程，导致原子核质量数减少4，电荷数减少2；β衰变是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子被放出，导致原子核电荷数增加1；γ射线是原子核在能量状态变化时放出的高能光子，不改变原子核的质量数和电荷数。
3. 核裂变和核聚变有何不同？答案：核裂变是重原子核在吸收中子后分裂成两个或多个较轻原子核的过程，释放出能量；核聚变是轻原子核在高温高压下结合成更重的原子核的过程，也释放出能量。
2015高考天津卷理综(物理)原子核能级跃迁及量子论专练
（一）原子核能级跃迁波长关系巧记在原子核能级跃迁有这么一类题：（m>k>n ）某原子从能级m 跃迁到能级n ，发出波长为1λ的光波；从能级m 跃迁到能级k ，发出波长2λ的光波，再从能级k 跃迁到能级n ，发出波长为3λ的光波。
问三种光波的波长1λ 2λ 3λ的关系。
通常此类题为选择题，给出四个差不多的选项。
通过相关公式计算即可得出答案。
但用公式计算时间长，而且易错。
但是其中发现了一些规律：可知同类题除了变量可以改名外，实质的式子内涵必然相同，便尝试对三条式子进行记忆，式子如下： )(323*21λλλλλ+=)(313*12λλλλλ-= )(132*13λλλλλ-=其实这三个式子可以靠理解记忆，这样在考试中就节省了很多时间。
（1）从式子结构看，每个式子都是“相加除以相乘”的结构，且等式左边所求波长，右边为另两个波长；（2）根据知识，知道m →n 释放能量最大，所以波长1λ一定最小，所以的分母是相加，其余两个是长的减短的（1λλ-n ）。
如此一来，考试时碰到这类题你就比其他学生多出了几分钟的优势了。
类似的记忆公式的思想还体现在动量＋能量守恒的联立式中。
这样的方法是屡试不爽。
（二）一个氢原子从 n ＝3能级跃迁到n ＝2能级，该氢原子（ B ）A ．放出光子，能量增加B ．放出光子，能量减少C ．吸收光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少[解析] 原子从高能跃迁到低能级时，会释放出光子，其能量为hν＝E m －E n (m >n )，原子本身的能量减少； 若原子从低能级跃迁到高能级，则吸收光子，能量增加。
所以本题正确答案为B 项．（三）高考能级跃迁题5点突破氢原子的跃迁是“氢原子的能级结构”一节的重点内容，应注意以下五个不同。
一. 应注意一群原子和一个原子跃迁的不同一群氢原子就是处在n 轨道上有若干个氢原子，某个氢原子向低能级跃迁时，可能从n 能级直接跃迁到基态，产生一条谱线；另一个氢原子可能从n 能级跃迁到某一激发态，产生另一条谱线，该氢原子再从这一激发态跃迁到基态，再产生一条谱……由数学知识得到一群氢原子处于n 能级时可能辐射的谱线条数为C n n n 212=-()。
2015年高考物理真题分类汇编原子物理(含解析)
2015年高考物理真题分类汇编:原子物理(2015新课标I-35（1）).【物理—选修3-5】（15分）（5分）在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为，所用材料的逸出功可表示为。
【答案】 ek (2分) -eb (3分)【考点】光电效应；爱因斯坦光电效应方程；动能和动能定理【解析】根据动能定理有:m e v e2= eU c, 和爱因斯坦光电效应方程：m e v e2= hν- W0可得：遏制电压U c = ν- ,结合U C-ν图，斜率即k = , 截距为b = , 可得：普朗克常量h = ek ,所用材料的逸出功W0 = -eb .【2015新课标II-35】35..[物理选修3-5]（15分）（1）（5分）实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是。
（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E.光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关【答案】ACD考点：波粒二象性【2015重庆-1】. 题1图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。
以下判断可能正确的是A.a、b为β粒子的经迹B. a、b为γ粒子的经迹C. c、d为α粒子的经迹D. c、d 为β粒子的经迹【答案】D考点：本题考查放射线的性质、带电粒子在磁场中的运动。
【2015山东-39（1）】.【物理-物理3-5】14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5700年。
已知植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。
2015年北京市高考物理试卷（含详细解析）
2015年北京市⾼考物理试卷（含详细解析）2015年北京市⾼考物理试卷⼀．选择题（共9⼩题）1．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能⼀定减⼩B．物体对外做功，其内能⼀定减⼩C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变2．下列核反应⽅程中，属于α衰变的是（）A．N+He→O+HB．U→Th+HeC．H+H→He+nD．Th→Pa+ e3．周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所⽰，此时质点P沿y轴负⽅向运动，则该波（）A．沿x轴正⽅向传播，波速v=20m/sB．沿x轴正⽅向传播，波速v=10m/sC．沿x轴负⽅向传播，波速v=20m/sD．沿x轴负⽅向传播，波速v=10m/s4．假设地球和⽕星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离⼩于⽕星到太阳的距离，那么（）A．地球公转周期⼤于⽕星的公转周期B．地球公转的线速度⼩于⽕星公转的线速度C．地球公转的加速度⼩于⽕星公转的加速度D．地球公转的⾓速度⼤于⽕星公转的⾓速度5．实验观察到，静⽌在匀强磁场中A点的原⼦核发⽣β衰变，衰变产⽣的新核与电⼦恰在纸⾯内做匀速圆周运动，运动⽅向和轨迹⽰意如图．则（）A．轨迹1是电⼦的，磁场⽅向垂直纸⾯向外B．轨迹2是电⼦的，磁场⽅向垂直纸⾯向外C．轨迹1是新核的，磁场⽅向垂直纸⾯向⾥D．轨迹2是新核的，磁场⽅向垂直纸⾯向⾥6．“蹦极”运动中，长弹性绳的⼀端固定，另⼀端绑在⼈⾝上，⼈从⼏⼗⽶⾼处跳下．将蹦极过程简化为⼈沿竖直⽅向的运动．从绳恰好伸直，到⼈第⼀次下降⾄最低点的过程中，下列分析正确的是（）A．绳对⼈的冲量始终向上，⼈的动量先增⼤后减⼩B．绳对⼈的拉⼒始终做负功，⼈的动能⼀直减⼩C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，⼈的动能最⼤D．⼈在最低点时，绳对⼈的拉⼒等于⼈所受的重⼒7．如图所⽰，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个⼩格，每⼀⼩格表⽰0.02A，R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若⽤电流表A的表盘刻度表⽰流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（）A．将接线柱1、2 接⼊电路时，每⼀⼩格表⽰0.04AB．将接线柱1、2 接⼊电路时，每⼀⼩格表⽰0.02AC．将接线柱1、3 接⼊电路时，每⼀⼩格表⽰0.06AD．将接线柱1、3 接⼊电路时，每⼀⼩格表⽰0.01A8．利⽤所学物理知识，可以初步了解常⽤的公交⼀卡通（IC卡）的⼯作原理及相关问题．IC 卡内部有⼀个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路．公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响⼀声的机器）向外发射某⼀特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产⽣感应电流，给电容C充电，达到⼀定的电压后，驱动卡内芯⽚进⾏数据处理和传输．下列说法正确的是（）A．IC卡⼯作所需要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效⼯作C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产⽣感应电流D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，⽽不能向读卡机传输⾃⾝的数据信息9．“测定玻璃的折射率”的实验中，在⽩纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空⽓的两个界⾯，如图所⽰，在玻璃砖的⼀侧插上两枚⼤头针P1和P2，⽤“+”表⽰⼤头针的位置，然后在另⼀侧透过玻璃砖观察，并依次插上⼤头针P3和P4．在插P3和P4时，应使（）A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像⼆．解答题（共4⼩题）10．⽤单摆测定重⼒加速度的实验装置如图1所⽰．（1）组装单摆时，应在下列器材中选⽤（选填选项前的字母）．A．长度为1m左右的细线B．长度为30cm左右的细线C．直径为1.8cm的塑料球D．直径为1.8cm的铁球（2）测出悬点O⾄⼩球球⼼的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所⽤的时间t，则重⼒加速度g=（⽤L、n、t 表⽰）．（3）如表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理．组次 1 2 3摆长L/cm 80.00 90.00 100.0050次全振动时间t/s 90.0 95.5 100.5振动周期T/s 1.80 1.91重⼒加速度g/（m?s﹣2）9.74 9.73请计算出第3组实验中的T=s，g=m/s2．（4）⽤多组实验数据做出T2﹣L图象，也可以求出重⼒加速度g，已知三位同学做出的T2﹣L图线的⽰意图如图2中的a、b、c所⽰，其中a和b平⾏，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重⼒加速度的值．则相对于图线b，下列分析正确的是（选填选项前的字母）．A．出现图线a的原因可能是误将悬点到⼩球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值⼩于图线b对应的g值（5）某同学在家⾥测重⼒加速度，他找到细线和铁锁，制成⼀个单摆，如图3所⽰，由于家⾥只有⼀根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了⼀个标记，使得悬点O到A点间的细线长度⼩于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长．实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2．由此可得重⼒加速度g=（⽤l1、l2、T1、T2表⽰）．11．如图所⽰，⾜够长的平⾏光滑⾦属导轨⽔平放置，宽度L=0.4m，⼀端连接R=1Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接解良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平⾏于导轨的拉⼒F作⽤下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求：（1）感应电动势E和感应电流I；（2）在0.1s时间内，拉⼒的冲量I F的⼤⼩；（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U．12．如图所⽰，弹簧的⼀端固定，另⼀端连接⼀个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为m，在⽔平桌⾯上沿x 轴运动，与桌⾯间的动摩擦因数为µ，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹⼒⼤⼩为F=kx，k为常量．（1）请画出F随x变化的⽰意图；并根据F﹣x图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹⼒所做的功．（2）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，a．求弹⼒所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b．求滑动摩擦⼒所做的功；并与弹⼒做功⽐较，说明为什么不存在与摩擦⼒对应的“摩擦⼒势能”的概念．13．（2015?北京）真空中放置的平⾏⾦属板可以⽤作光电转换装置，如图所⽰．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电⼦可能吸收光的能量⽽逸出．假设所有逸出的电⼦都垂直于A 板向B板运动，忽略电⼦之间的相互作⽤．保持光照条件不变，a和b为接线柱．已知单位时间内从A板逸出的电⼦数为N，电⼦逸出时的最⼤动能为E km．元电荷为e．（1）求A板和B板之间的最⼤电势差U m，以及将a、b短接时回路中的电流I短．（2）图⽰装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r．（3）在a和b之间连接⼀个外电阻时，该电阻两端的电压为U．外电阻上消耗的电功率设为P；单位时间内到达B板的电⼦，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为△E k．请推导证明：P=△E k．（注意：解题过程中需要⽤到、但题⽬没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）2015年北京市⾼考物理试卷参考答案与试题解析⼀．选择题（共9⼩题）1．下列说法正确的是（）A．物体放出热量，其内能⼀定减⼩B．物体对外做功，其内能⼀定减⼩C．物体吸收热量，同时对外做功，其内能可能增加D．物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变分析：做功和热传递都能改变内能；物体内能的增量等于外界对物体做的功和物体吸收热量的和，即：△U=Q+W．解答：解：A、物体放出热量，若外界对物体做更多的功⼤于放出的热量，内能可能增加，故A错误；B、物体对外做功，如同时从外界吸收的热量⼤于做功的数值，则内能增加，故B错误；C、物体吸收热量，同时对外做功W，如⼆者相等，则内能可能不变，若Q＞W，则内能增加，若W＞Q，则内能减少，故C正确；D、物体放出热量，Q＜0，同时对外做功，W＜0，则△U＜0，故内能⼀定减少，故D错误．故选：C．2．下列核反应⽅程中，属于α衰变的是（）A．N+He→O+HB．U→Th+HeC．H+H→He+nD．Th→Pa+ e解答：解：A、⽅程N+He→O+H；是⼈⼯核反应⽅程，是发现质⼦的核反应⽅程．故A错误；B、⽅程U→Th+He，是U原⼦核分裂并只放射出氦原⼦核的反应过程，属于α衰变．故B正确；C、⽅程H+H→He+n，是轻核的聚变反应．故C错误；D、⽅程Th→Pa+e，释放出⼀个电⼦，是β衰变的过程．故D错．故选：B．3．周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所⽰，此时质点P沿y轴负⽅向运动，则该波（）A．沿x轴正⽅向传播，波速v=20m/sB．沿x轴正⽅向传播，波速v=10m/sC．沿x轴负⽅向传播，波速v=20m/sD．沿x轴负⽅向传播，波速v=10m/s分析：根据P点的速度⽅向可运⽤波形平移法判断波的传播⽅向．由图读出波长，由v=求出波速．解答：解：由题，此时P点向y轴负⽅向运动，根据平移法可知，波形将向右平移，则知，该波沿x轴正⽅向传播．由图读出波长λ=20m，故波速v=m/s．故B正确．故选：B．4．假设地球和⽕星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离⼩于⽕星到太阳的距离，那么（）A．地球公转周期⼤于⽕星的公转周期B．地球公转的线速度⼩于⽕星公转的线速度C．地球公转的加速度⼩于⽕星公转的加速度D．地球公转的⾓速度⼤于⽕星公转的⾓速度分析：根据万有引⼒提供向⼼⼒=ma，解出线速度、周期、向⼼加速度以及⾓速度与轨道半径⼤⼩的关系，据此讨论即可．解答：解：A、B、根据万有引⼒提供向⼼⼒，得，．由此可知，轨道半径越⼤，线速度越⼩、周期越⼤，由于地球到太阳的距离⼩于⽕星到太阳的距离，所以v地＞v⽕，T地＜T⽕．故AB错误．C、据万有引⼒提供向⼼加速度，得：，可知轨道半径⽐较⼩的地球的向⼼加速度⽐较⼤．故C错误；D、根据：T=，所以：，可知轨道半径⽐较⼩的地球的公转的⾓速度⽐较⼤．故D正确．故选：D．5．实验观察到，静⽌在匀强磁场中A点的原⼦核发⽣β衰变，衰变产⽣的新核与电⼦恰在纸⾯内做匀速圆周运动，运动⽅向和轨迹⽰意如图．则（）A．轨迹1是电⼦的，磁场⽅向垂直纸⾯向外B．轨迹2是电⼦的，磁场⽅向垂直纸⾯向外C．轨迹1是新核的，磁场⽅向垂直纸⾯向⾥D．轨迹2是新核的，磁场⽅向垂直纸⾯向⾥分析：静⽌的原⼦核发⽣β衰变，根据动量守恒可知，发⽣衰变后粒⼦与反冲核的运动⽅向相反，动量的⽅向相反，⼤⼩相等．由半径公式r==，P是动量，分析两个粒⼦半径轨迹半径之⽐．解答：解：原⼦核发⽣β衰变时，根据动量守恒可知两粒⼦的速度⽅向相反，动量的⽅向相反，⼤⼩相等；由半径公式r==（P是动量），分析得知，r与电荷量成反⽐，β粒⼦与新核的电量⼤⼩分别为e和ne（n为新核的电荷数），则β粒⼦与新核的半径之⽐为：ne：e=n：1．所以半径⽐较⼤的轨迹1是衰变后β粒⼦的轨迹，轨迹2是新核的．新核沿逆时针⽅向运动，在A点受到的洛伦兹⼒向左，由左⼿定则可知，磁场的⽅向向⾥．由以上的分析可知，选项D正确，ABC错误．故选：D．6．“蹦极”运动中，长弹性绳的⼀端固定，另⼀端绑在⼈⾝上，⼈从⼏⼗⽶⾼处跳下．将蹦极过程简化为⼈沿竖直⽅向的运动．从绳恰好伸直，到⼈第⼀次下降⾄最低点的过程中，下列分析正确的是（）A．绳对⼈的冲量始终向上，⼈的动量先增⼤后减⼩B．绳对⼈的拉⼒始终做负功，⼈的动能⼀直减⼩C．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，⼈的动能最⼤D．⼈在最低点时，绳对⼈的拉⼒等于⼈所受的重⼒分析：从绳⼦绷紧到⼈下降到最低点的过程中，开始时⼈的重⼒⼤于弹⼒，⼈向下加速；然后再减速，直⾄速度为零；再反向弹回；根据动量及功的知识可明确动量、动能和弹性势能的变化．解答：解：A、由于绳对⼈的作⽤⼒⼀直向上，故绳对⼈的冲量始终向上，由于⼈在下降中速度先增⼤后减⼩；故动量先增⼤后减⼩；故A正确；B、在该过程中，拉⼒与运动⽅向始终相反，绳⼦的⼒⼀直做负功；但由分析可知，⼈的动能先增⼤后减⼩；故B错误；C、绳⼦恰好伸直时，绳⼦的形变量为零，弹性势能为零；但此时⼈的动能不是最⼤，故C错误；D、⼈在最低点时，绳⼦对⼈的拉⼒⼀定⼤于⼈受到的重⼒；故D错误．故选：A．7．如图所⽰，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个⼩格，每⼀⼩格表⽰0.02A，R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍．若⽤电流表A的表盘刻度表⽰流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是（）A．将接线柱1、2 接⼊电路时，每⼀⼩格表⽰0.04AB．将接线柱1、2 接⼊电路时，每⼀⼩格表⽰0.02AC．将接线柱1、3 接⼊电路时，每⼀⼩格表⽰0.06AD．将接线柱1、3 接⼊电路时，每⼀⼩格表⽰0.01A专题：恒定电流专题．分析：对电路结构进⾏分析，再根据串并联电路规律即可明确流过1的电流⼤⼩，再根据⽐例即可求出每⼀⼩格所表⽰的电流⼤⼩．解答：解：AB、当接线柱1、2接⼊电路时，电流表A与R1并联，根据串并联电路规律可知，R1分流为1.2A，故量程为1.2A+0.6A=1.8A；故每⼀⼩格表⽰0.06A；故AB错误；CD、当接线柱1、3接⼊电路时，A与R1并联后与R2串联，电流表的量程仍为1.8A；故每⼀⼩格表⽰0.06A；故C正确，D错误；故选：C．8．利⽤所学物理知识，可以初步了解常⽤的公交⼀卡通（IC卡）的⼯作原理及相关问题．IC 卡内部有⼀个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路．公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响⼀声的机器）向外发射某⼀特定频率的电磁波．刷卡时，IC卡内的线圈L中产⽣感应电流，给电容C充电，达到⼀定的电压后，驱动卡内芯⽚进⾏数据处理和传输．下列说法正确的是（）A．IC卡⼯作所需要的能量来源于卡内的电池B．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效⼯作C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产⽣感应电流D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，⽽不能向读卡机传输⾃⾝的数据信息分析：明确题意，根据电磁感应及电谐振规律进⾏分析，即可明确能量及IC卡的⼯作原理，即可解答本题．解答：解：A、由题意可知，该能量来⾃于电磁感应，即⼈刷卡的机械能转化为电能；故A错误；B、为了使IC卡中的感应电流达最⼤，应使LC电路产⽣电谐振，故只有发射特定频率的电磁波时，IC卡才能有效⼯作；故B正确；C、若电磁波的频率偏离该频率，L中仍可出现感应电流，但不会达到电谐振；故C错误；D、IC卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将⾃⾝数据信息发送给读卡机进⾏处理；故D错误．故选：B．9．“测定玻璃的折射率”的实验中，在⽩纸上放好玻璃砖，aa′和bb′分别是玻璃砖与空⽓的两个界⾯，如图所⽰，在玻璃砖的⼀侧插上两枚⼤头针P1和P2，⽤“+”表⽰⼤头针的位置，然后在另⼀侧透过玻璃砖观察，并依次插上⼤头针P3和P4．在插P3和P4时，应使（）A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像专题：实验题；光的折射专题．分析：根据实验的原理，连接P1、P2表⽰⼊射光线，连接P3、P4表⽰出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，才能作出光路图．解答：解：根据实验的原理，连接P1、P2表⽰⼊射光线，连接P3、P4表⽰出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线．实验的过程中，要先在⽩纸上放好玻璃砖，在玻璃砖的⼀侧插上两枚⼤头针P1和P2，然后在玻璃砖另⼀侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在⼀侧相继⼜插上两枚⼤头针P3、P4，使P3挡住P1、P2的像，使P4挡住P3和P1、P2的像．故AB错误，C正确．故选：C．⼆．解答题（共4⼩题）10．⽤单摆测定重⼒加速度的实验装置如图1所⽰．（1）组装单摆时，应在下列器材中选⽤AD（选填选项前的字母）．A．长度为1m左右的细线B．长度为30cm左右的细线C．直径为1.8cm的塑料球D．直径为1.8cm的铁球（2）测出悬点O⾄⼩球球⼼的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所⽤的时间t，则重⼒加速度g=（⽤L、n、t 表⽰）．（3）如表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理．组次 1 2 3摆长L/cm 80.00 90.00 100.0050次全振动时间t/s 90.0 95.5 100.5振动周期T/s 1.80 1.919.74 9.73重⼒加速度g/（m?s﹣2）请计算出第3组实验中的T= 2.01s，g=9.76m/s2．（4）⽤多组实验数据做出T2﹣L图象，也可以求出重⼒加速度g，已知三位同学做出的T2﹣L 图线的⽰意图如图2中的a、b、c所⽰，其中a和b平⾏，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重⼒加速度的值．则相对于图线b，下列分析正确的是B（选填选项前的字母）．A．出现图线a的原因可能是误将悬点到⼩球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值⼩于图线b对应的g值（5）某同学在家⾥测重⼒加速度，他找到细线和铁锁，制成⼀个单摆，如图3所⽰，由于家⾥只有⼀根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了⼀个标记，使得悬点O到A点间的细线长度⼩于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长．实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2．由此可得重⼒加速度g=（⽤l1、l2、T1、T2表⽰）．分析：（1）根据实验要求，摆长1m左右，体积较⼩的实⼼⾦属球；（2）根据单摆周期公式T=2π求解g的表达式．（3）单摆完成N次全振动的时间为t，所以T=，根据g=即可计算出重⼒加速度；（4）根据单摆的周期公式变形得出T2与L的关系式，再分析T2﹣L图象中g与斜率的关系，得到g的表达式．根据重⼒加速度的表达式，分析各图线与b之间的关系．（5）根据单摆的周期公式T=2π分两次列式后联⽴求解即可．解答：解：（1）单摆在摆动过程中．阻⼒要尽量⼩甚⾄忽略不计，所以摆球选钢球；摆长不能过⼩，⼀般取1m左右．故A、D正确，B、C错误．故选：AD．（2）单摆完成N次全振动的时间为t，所以T=，测得悬点O⾄⼩球球⼼的距离（摆长）L，根据T=2π解得：g=；（3）单摆完成N次全振动的时间为t，所以T==s，根据公式：g=（4）根据单摆的周期公式T=2得，T2=，根据数学知识可知，T2﹣L图象的斜率k=，当地的重⼒加速度g=．A、若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度l，则有T2=，根据数学知识可知，对T2﹣L图象来说，T2=与b线T2=斜率相等，两者应该平⾏，是截距；故做出的T2﹣L图象中a线的原因可能是误将悬点到⼩球上端的距离记为摆长L．故A错误；B、实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏⼩，导致重⼒加速度的测量值偏⼤，图线的斜率k偏⼩．故B正确；C、由图可知，图线c对应的斜率k偏⼩，根据T2﹣L图象的斜率k=，当地的重⼒加速度g=可知，g值⼤于图线b对应的g值．故C错误．故选：B．（5）根据单摆的周期公式T=2π，有：第⼀次：T1=2π第⼆次：T2=2π联⽴解得：g=故答案为：（1）AD；（2）；（3）2.01，9.76；（4）B；（5）．11．如图所⽰，⾜够长的平⾏光滑⾦属导轨⽔平放置，宽度L=0.4m，⼀端连接R=1Ω的电阻．导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．导体棒MN放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，与导轨接解良好．导轨和导体棒的电阻均可忽略不计．在平⾏于导轨的拉⼒F作⽤下，导体棒沿导轨向右匀速运动，速度v=5m/s．求：（1）感应电动势E和感应电流I；（2）在0.1s时间内，拉⼒的冲量I F的⼤⼩；（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，求导体棒两端的电压U．分析：（1）由E=BLv求出导体棒切割磁感线产⽣的感应电动势，由欧姆定律求出感应电流，根据右⼿定则判断感应电流的⽅向；（2）由F=BIL求出导体棒受到的安培⼒，由左⼿定则判断出安培⼒的⽅向，然后由平衡条件求出拉⼒，并确定拉⼒的⽅向，由I=Ft计算出拉⼒的冲量；（3）将MN换为电阻r=1Ω的导体棒时，由闭合电路的欧姆定律求出电流，然后由U=IR即可求出导体棒两端的电压．解答：解：（1）由法拉第电磁感应定律可得，感应电动势为：E=BLv=1×0.4×5V=2.0V 感应电流为：I==A=2A根据右⼿定则得导体棒MN中电流的流向为：N→M；（2）由左⼿定则判断可知，MN棒所受的安培⼒⽅向向左．导体棒匀速运动，安培⼒与拉⼒平衡，则有：F=BIL=1×2×0.4N=0.8N，拉⼒的冲量：I F=Ft=0.8×0.1=0.08N?s（3）将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，电路中的电流：I′==A=1A由欧姆定律：U=I′?R=1×1=1V答：（1）感应电动势是2.0V，感应电流是2A，⽅向导体棒MN中电流的流向为：N→M；（2）在0.1s时间内，拉⼒的冲量I F的⼤⼩是0.08N?s；（3）若将MN换为电阻r=1Ω的导体棒，其它条件不变，导体棒两端的电压是1V．12．如图所⽰，弹簧的⼀端固定，另⼀端连接⼀个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为m，在⽔平桌⾯上沿x轴运动，与桌⾯间的动摩擦因数为µ，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹⼒⼤⼩为F=kx，k为常量．（1）请画出F随x变化的⽰意图；并根据F﹣x图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹⼒所做的功．（2）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中，a．求弹⼒所做的功，并据此求弹性势能的变化量；b．求滑动摩擦⼒所做的功；并与弹⼒做功⽐较，说明为什么不存在与摩擦⼒对应的“摩擦⼒势能”的概念．分析：（1）由胡克定律可得出对应的公式，则可得出对应的图象；再根据v﹣t图象中⾯积表⽰移进⾏迁移应⽤，即可求得弹⼒做功；（2）a、根据（1）中求出功的公式可分别求出两过程中弹⼒做功，即可求出总功，再由功能关系求解弹⼒做功情况；b、根据摩擦⼒的特点求解摩擦⼒的功，通过⽐较可明确能不能引⼊“摩擦⼒势能”．解答：解：（1）F﹣x图象如图所⽰；物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中，弹⼒做负功：F﹣x图线下的⾯积等于弹⼒做功⼤⼩；故弹⼒做功为：W=﹣kx?x=﹣kx2（2）a、物块由x1向右运动到x3的过程中，弹⼒做功为：W T1=﹣（kx1+kx3）（x3﹣x1）=kx12﹣kx32；物块由x3运动到x2的过程中，弹⼒做功为：W T2=（kx2+kx3）（x3﹣x2）=kx32﹣kx22；整个过程中弹⼒做功：W T=W T1+W T2=kx12﹣kx22；弹性势能的变化量为：△E P=﹣W T=kx22﹣kx12；b、整个过程中，摩擦⼒做功：W f=﹣µmg（2x3﹣x1﹣x2）⽐较两⼒做功可知，弹⼒做功与实际路径⽆关，取决于始末两点间的位置；因此我们可以定义⼀个由物体之间的相互作⽤⼒（弹⼒）和相对位置决定的能量﹣﹣弹性势能；⽽摩擦⼒做功与x3有关，即与实际路径有关，因此不能定义与摩擦⼒对应的“摩擦⼒势能”．答：（1）图象如图所⽰；弹⼒做功为：﹣kx2；（2）弹性势能的变化量为kx22﹣kx12；摩擦⼒做功：W f=﹣µmg（2x3﹣x1﹣x2）；不能引⼊“摩擦⼒势能”．13．真空中放置的平⾏⾦属板可以⽤作光电转换装置，如图所⽰．光照前两板都不带电．以光照射A板，则板中的电⼦可能吸收光的能量⽽逸出．假设所有逸出的电⼦都垂直于A板向B板运动，忽略电⼦之间的相互作⽤．保持光照条件不变，a和b为接线柱．已知单位时间内从A板逸出的电⼦数为N，电⼦逸出时的最⼤动能为E km．元电荷为e．（1）求A板和B板之间的最⼤电势差U m，以及将a、b短接时回路中的电流I短．（2）图⽰装置可看作直流电源，求其电动势E和内阻r．（3）在a和b之间连接⼀个外电阻时，该电阻两端的电压为U．外电阻上消耗的电功率设为P；单位时间内到达B板的电⼦，在从A板运动到B板的过程中损失的动能之和设为△E k．请推导证明：P=△E k．（注意：解题过程中需要⽤到、但题⽬没有给出的物理量，要在解题中做必要的说明）分析：（1）当电容器的电压达到最⼤值时，电⼦到上极板后速度刚好减⼩为零，根据动能定理列式求解最⼤电压；短路时单位时间有N个电⼦到达上极板，根据电流的定义求解电流强度；（2）电源电动势等于断路时的路端电压，根据闭合电路欧姆定律求解电源的内电阻；（3）根据电流的定义公式求解电流表达式，根据P=UI求解外电阻消耗的电功率，根据动能定理求解单位时间内发射的光电⼦的动能的减⼩量后⽐较即可．解答：解：（1）由动能定理，有：E km=eU m，解得：U m=短路时所有溢出电⼦都到达B板，故短路电流：I短=Ne（2）电源电动势等于断路时的路端电压，即上⾯求出的U m，故：E=U m=电源的内电阻：r=（3）电容器两端的电压为U，则电源两端的电压也为U；由动能定理，⼀个电⼦经过电源内部电场后损失的动能为：△E ke=eU设单位时间内有N′个电⼦到达B板，则损失的动能之和为：△E k=N′eU根据电流的定义，此时电流：I=N′e此时流过电阻的电流也为I=N′e，外电阻上消耗的电功率：P=UI=N′eU故P=△E k．答：（1）A板和B板之间的最⼤电势差为，以及将a、b短接时回路中的电流为Ne．（2）图⽰装置可看作直流电源，则其电动势E为，内阻r为．（3）证明如上．。
高中物理,原子和原子核,典型题,精品含答案
《原子和原子核》典型题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.a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p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.(多选)下列说法中正确的是( )A. p衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C.一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D.卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型3.(多选)下列说法正确的是( )A.发现中子的核反应方程是4Be+2He f国+0nB.汤姆孙发现了电子，说明原子核有复杂的结构C.卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型D.要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值4.(多选)下列说法中正确的是( )A.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B.a、P、Y射线比较，a射线的电离作用最弱C.光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显D.原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里5.(多选)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A.紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B.每个核子只跟邻近的核子发生核力作用C.原子核式结构模型是由汤姆孙在a粒子散射实验基础上提出的D.太阳内部发生的核反应是热核反应6.（多选）下列说法正确的是（）A.方程式赞U-204Th+2He是重核裂变反应方程B.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能C.P衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力7.（多选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（）A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量8.一重原子核衰变成a粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C.铯原子核（甯Cs）的结合能小于铅原子核您Pb）的结合能D.比结合能越大，原子核越不稳定8.自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系.如图所示为锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po, 经历了次a衰变，次P衰变.9. （1）（多选）卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：2He+174N f gO+l H,下列说法正确的是（）A.卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型B.实验中是用a粒子轰击氮核的C.卢瑟福通过该实验发现了质子D.原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒（2）为确定爱因斯坦的质能方程A E=A mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E 1 = 0.60 MeV的质子轰击静止的锂核7U,生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为E2=19.9 MeV,已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取m =1.007 3 u、m a=4.001 5 u、m Li=7.016 0 u,求：①写出该反应方程；②通过计算说明A E=A mc2正确.(1 u= 1.660 6义10f kg)10．(1)(多选)关于天然放射现象，下列叙述正确的是( )A.若使放射性物质所在处的压强升高，其半衰期将减小B.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生P衰变C.在a、|3、Y这三种射线中，Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强D.铀核(燹U)衰变为铅核(/Pb)的过程中，要经过8次a衰变和6次P衰变(2)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(6Li),发生核反应后生成氚核和a 粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与a粒子的速度之比为7：8,中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.①写出核反应方程；②求氚核和a粒子的速度大小；③若核反应过程中放出的核能全部转化为a粒子和氚核的动能，求出质量亏损.11.(1)下列说法正确的是()A. P射线的穿透能力比Y射线强B.电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性C.雷Bi的半衰期是1小时，质量为m的超Bi经过3小时后还有6m没有衰变D.对黑体辐射的研究表明，温度越高，辐射强度极大值所对应的电磁波的频率不变(2)氢原子的能级如图所示.氢原子从n = 3能级向n =1能级跃迁所放出的光子，恰能使某种金属产生光电效应，则该金属的逸出功为eV;用一群处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属，产生的光电子最大初动能为eV.n.㈤足V«--- ------ 04----------------- 0.853----------------- -L5I2------------------- 3A1----------------- 13,6(3)—静止的铀核(燹U)发生a衰变转变成钍核(Th),已知放出的a粒子的质量为m,速度为v0,假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为a粒子和钍核的动能.①试写出铀核衰变的核反应方程；②求出铀核发生衰变时的质量亏损.(已知光在真空中的速度为如不考虑相对论效应)《原子和原子核》典型题参考答案1．解析：选AC.天然放射性现象说明原子核内部具有复杂的结构，选项A正确；a粒子散射实验说明原子具有核式结构，选项B错误；根据电荷数守恒和质量数守恒知，B衰变放出一个电子，新核的电荷数增加1，即原子序数增加，故C正确；氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，故从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项D错误.2．解析：选BD.P衰变现象不能说明电子是原子核的组成部分，A选项是错误的；目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变，故B选项正确；一群氢原子从n= 3的激发态跃迁到基态时，能辐射03 = 3种不同频率的光子，而一个氢原子从n = 3的激发态跃迁到基态时，只能是三种可能频率中的一种或两种，故C 选项错误；卢瑟福依据极少数a粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，D选项正确.3．解析：选ACD.发现中子的核反应方程是4Be + 4He - i62C + 0n，选项A正确；汤姆孙发现了电子，说明原子有复杂的结构，选项B错误；卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项C正确；要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值，即超过这种金属的极限频率，选项D 正确．4．解析：选AC.放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律，A正确；a、区Y三种射线电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，B错误；根据公式c 二人可得光的波长越短，频率越大，根据公式E=hv可得频率越大，光子的能量越大，光的粒子性越明显，C正确；原子的正电荷都集中在原子核里，绝大部分质量在原子核里，不是全部质量，D错误.5．解析：选BD.根据爱因斯坦光电效应方程E k= hv - %可知，最大初动能与光的照射强度无关，与光的频率有关，选项A错误；核子之间的核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，选项B正确；原子核式结构模型是由卢瑟福在a粒子散射实验基础上提出的，选项C错误；太阳内部发生的核反应是聚变反应，属于热核反应，选项D正确.6．解析：选BCD.方程式赞U-204Th+ g He的反应物只有一个，生成物有g He , 属于a衰变，选项A错误；由原子核的平均结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；B衰变所释放的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的（0n-]H+ 01 e）,选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起（斥力），又相距一定距离组成原子核（引力），选项D正确.7．解析：选ABC.原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核完全分解成核子所需要的最小能量，A正确；重核衰变时释放能量，从能量守恒的角度可以理解，要把衰变产物分解成单个核子需要更多的能量，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，B正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，铯原子核（甯Cs）的比结合能与铅原子核（208Pb）的比结合能差不多，但铯原子核。
2015年天津市高考物理试卷解析
2015年天津市高考物理试卷一、单项选择题（每小题6分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．（6分）（2015•天津）物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（）A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构C．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的2．（6分）（2015•天津）中国古人对许多自然现象有深刻认识，唐人张志和在《玄真子•涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”．从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的．如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，则两光（）A．在同种玻璃中传播，a光的传播速度一定大于b光B．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量大C．分别照射同一光电管，若b光能引起光电效应，a光也一定能D．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光3．（6分）（2015•天津）图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为x a=2m和x b=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是（）A．该波沿+x方向传播，波速为1m/sB．质点a经4s振动的路程为4mC．此时刻质点a的速度沿+y方向D．质点a在t=2s时速度为零4．（6分）（2015•天津）未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下列说法正确的是（）A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小5．（6分）（2015•天津）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（）A．圆环的机械能守恒B．弹簧弹性势能变化了mgLC．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变二、不定向选择题（每小题6分，共18分。
(完整版)原子物理试题集及答案
第一章填空1、（ ）实验否定了汤姆逊原子结构模形。
答：（α粒子散射）。
2、原子核式结构模型是（）。
3、夫兰克—赫兹实验证明了（ ）答原子能级的存在。
4、德布罗意波的实验验证是（ ）答电子衍射实验。
选择题1、原子核式模型的实验依据是：（只选一个）（A ）α粒子散射实验。
（B ）光电效应，（C ）康谱顿效应，（D ）夫兰克—赫兹实验。
答（A ）2、α粒子散射实验实验得到的结果：（A ）绝大多数α粒子的偏转角大于90。
，（B ）只有1/800的α粒子平均在2—3度的偏转角。
（C ）只有1/800的α粒子偏转角大于90。
，其中有接近180。
的。
（D ）全部α粒子偏转角大于90。
答（C ）第二章填空1、光谱的类型（ ）光谱、 （ ）光谱 ， （ ）光谱。
答：线状、带状，连续。
2、巴耳末线系的可见光区中的四条谱线颜色是（ ）、 （ ）、（ ）、（ ） 答；（红、深绿、青、紫）3、氢原子光谱的前4个谱线系是（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。
答“（赖曼系，巴巴耳末、帕邢、布喇开）4、玻尔理论的三个假设是（1）、（（2）（ ）（3）（ ）5、能级简并是指（n 个状态的能量是相同的状况）6、氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时能级是（简并）的，简并度为（n ）7、当氢原子和类氢离子在不考虑相对论效应时，在n=3的能级中可能有多少个不同状态的椭圆轨道？（答案3个）（可作填空或选择）8、氢原子的玻尔半径a 0=0.529A,在n=2能级的椭圆轨道半长轴为（ ）A ，半短轴分别为（ ）A 、（ ）A 。
解：根据半长轴20a a nZ =可得： 2.116a =A 因1,2n φ= 由n b a n φ=得 b 1=1.053A, b 2=2.116A9在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的光子能量中能是（A ）12.1eV , (B)10.2 Ev .（C ）12.1 eV 、 10.2 eV 、19 eV ，（D ）12.1 eV 、 10.2 eV 、3.4 eV . 答案(C)10在气体放电管中，用能量为12.1eV 的电子去轰击处于基态的氢原子，此时氢原子所能发射的普线有( )条答案(3)问答5、玻尔理论是建立在物理学那三方面的基础上？答（1）光谱的实验资料和经验规律，（2）以实验基础的原子核式结构模型，（3）从黑体辐射的事实发展出来的量子论。
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专题十三 原子和原子核一、选择题1. 下列说法错误的是 ( ) A ．原子核分裂成核子时会放出核能B ．α粒子散射实验使人们认识到原子核本身有复杂的结构C ．根据玻尔的原子理论，在氢原子中，量子数n 越大，原子能级的能量也越大D ．氡222衰变成钋218，半衰期为3.8天，因此200个氡222原子核经过3.8天后剩下90个2. 一群处于n =4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可能发射的谱线为 ( )A ． 3条B ． 4条C ． 5条D ． 6条3.已知氢原子核外电子的第一条可能轨道半径为r l ，此时氢原子的能量为E 1，当核外电子在第n 条可能轨道上时，有 ( ) A ． 其轨道半径为r n =n 2r 1B ．氢原子的能量为E n =E 1/n 2，由此可见n 越大，能量越小C ．氢原子在不同能量状态之间跃迁时，总能辐射出一定波长的光子D ．氢原子由能量状态E n 跃迁到能量状态E n -1时，其辐射光子的波长为1--=n n E E hc λ4. 某放射性元素，在15h 内衰变了全部原子核的7/8，则其半衰期为 ( )A ． 10hB ． 7.5hC ． 5hD ． 3h 5.Th 23290(钍)经过一系列α和β衰变，变成Pb20882 (铅)，下列说法正确的是 ( ) A ．铅核比钍核少8个质子 B ．铅核比钍核少16个中子 C ．共经过4次α衰变和6次β衰变 D ．共经过6次α衰变和4次β衰变6．卢瑟福提出原子的核式结构学说的依据是用α粒子轰击金铂，实验中发现α粒子( ) A ．全部穿过或发生很小偏转B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回C．全部发生很大偏转D．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过7．在极短的距离上，核力将一个质子和一个中子吸引在一起形成一个氘核，下述说法中正确的是 ( )A．氘核的能量大于一个质子和一个中子能量之和B．氘核的能量等于一个质子和一个中子能量之和C．氘核的能量小于一个质子和一个中子能量之和D．氘核若分裂为一个质子和一个中子时，一定要放出能量8．关于质能方程，下列说法正确的是 ( )A．人质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的9．当一个中子和一个质子结合成氘核时，产生γ光子辐射，对这一实验事实，下列说法正确的是 ( )A．核子结合成原子核时，要放出一定的能量B．原子核分裂成核子时，要放出一定的能量C．γ光子的质量为零，氘核的质量等于中子与质子的质量之和D．γ光子具有一定的能量，氘核的质量小于中子与质子的质量之和10．．原子核A经β衰变(一次)变成原子核B，原子核B再经α衰变(一次)变成原子核C，则下列说法中哪些说法是正确的? ( )A．核A的中子数减核C的中子数等于2B．核A的质子数减核C的质子数等于5C．原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数少1D．核C的质子数比核A的质子数少111．氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时，可能发生的情况是 ( ) A．原子吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子放出光子，电子的动能减少，原子的电势能减少，原子的能量减少C．原子吸收光子，电子的动能减少，原子的电势能增大，原子的能量增大D．原子放出光子，电子的动能增加，原子的电势能减少，原子的能量减少12．氢原子从第4能级跃迁到第2能级发出蓝光，那么，当氢原子从第5能级跃迁到第2能级应发出 ( )A．X射线 B．红光 C．黄光 D．紫光13．氢原子第一能级是-13.6eV，第二能级是-3.4eV．如果一个处于基态的氢原子受到一个能量为11eV的光子的照射，则这个氢原子 ( )A．吸收这个光子，跃迁到第二能级，放出多余的能量B．吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍高的状态C．吸收这个光子，跃迁到比第二能级能量稍低的状态D．不吸收这个光子二、计算题14.处于静止状态的原子核X经历一次α衰变后变成质量为M的Y原子核，放出的α粒子垂直射人磁感应强度为B的匀强磁场，测得其做圆周运动的半径为r，已知α粒子的质量为m，电量为q，设衰变过程中出现的能量全部转化为新核和α粒子的动能．求此衰变过程亏损的质量．15. 核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来，受控核聚变的科学可行性已得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦，并释放一个中子若已知氘原子的质量为，氚原子的质量为，氦原子的质量为4.0026u ，中子的质量为1.0087u ，.(1)写出氘和氚聚合的反应方程. (2)试计算这个核反应释放出来的能量.(3)若建一座功率为的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量？（一年按计算，光速，结果取二位有效数字）16. 图示为氢原子能级示意图，现有每个电子的动能都是E e =12.89eV 的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰。
已知碰撞前一个电子和一个原子的总动量为零。
碰撞后，氢原子受到激发，跃迁到n ＝4的能级。
求碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能。
已知电子的质量e m 与氢原子的质量H m 之比为4/ 5.44510e H m m -=⨯。
acbO17. 如图所示，在半径为r 的圆形区域内有磁感应强度为B ，方向垂直纸面向里的匀强磁场， 磁场区域的边界上有a 、 b 、c 三点，三点与圆心O 的连线互成1200角度．某时刻静止在b 点处的原子核X 发生α衰变，α粒子沿bc 连线方向射入磁场，经磁场偏转后恰好由a 点射 出且与ac 连线相切．已知α粒子的质量为m ，电量为2e ，剩余核质量为M ，衰变过程释放 的核能全部转化为动能，求原子核X的质量18. 两个氘核聚变产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量为2.0136 u ， 氦核质量为3.0150u ，中子的质量为1.0087u 。
（1）写出聚变方程，求出释放能量；（2）若反应前两氘核的动能均为0.35 MeV ，正面相碰发生反应，且反应中释放的结合能全部变为动能，则反应后氦核和中子的动能各为多少？参考答案一、选择题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 ABD DADCABDBCBDADCDCDDD二、计算题14.解：α粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力rv m qvB 2=，所以，α粒子的动能mr B q m qvB m m v E 2)(212122222===αX 核衰变后生成的新核Y 的速度设为u ,则依据动量守恒有Mu =mv ，所以Y 核的动能Mr B q M m m v Mu E M2212122222=== 衰变过程释放的总能量ΔE =E α+E M .释放的能量由衰变过程亏损的质量转化而来，根据质能方程ΔE=Δmc 2，得亏损的质量为)11(222222M m cr B q c E m +=∆=∆15.解：（1）acOb（2）（3）一年中产生的电能发生的核反应次数为所需氘的质量16.解：已v e 和v H 表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有0=-H H e e v m v m ①碰撞前，氢原子与电子的总动能为 222121e e H H k v m v m E +=② 解①②两式并代入数据得 90.12897.12≈=k E eV ③ 氢原子从基态激发到n =4的能级所需能量由能级图得74.12)59.13(85.0=---=∆E eV ④碰撞后电子和受激氢原子的总动能16.074.1290.12=-=∆-='E E E k keV ⑤17. 解：原子核衰变过程，系统动量守恒，设沿bc 为正方向，有：120mv Mv =- （2分）根据能量守恒，有：22121122E mv Mv ∆=+ （2分） 对а粒子，有： rm vevB 22=又由几何关系可知： r R = 则可得： 12mv R eB= （2分） 即RBe Mv mv 221== （1分）根据 22k P E m =，得22222114222P e B R mv m m ==22222214222P e B R Mv M M== （2分）又2E mc ∆=∆ （2分）()m M M m '∆=-+ （1分）22222()e B R M m M M m mMc +'∴=++ （2分）18.解： （1）核反应方程为n He H 1032212+→反应中质量亏损为u m m m m n H e H 0035.0)2(=--=∆所以释放的能量为MeV uc mc E 26.30035.022==∆=∆ （2）由动量守恒和能量守恒知H e H e n n v m v m +=0 ①22212120He He n n K v m v m E E +=+∆ ② 由①②解得MeV E He K 99.0=，MeV E n K 97.2=。