专题11：原子与原子核(教师版).doc

第十一章：原子与原子核
1．【2017·天津卷】我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是

A． B．
C． D．
【答案】A

【考点定位】核反应的种类
【名师点睛】本题的关键是知道核反应的分类，区别衰变和核反应。
2．【2017·新课标Ⅰ卷】大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为
A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV
【答案】B
【解析】根据质能方程，释放的核能，，则
，故B正确，ACD 错误。
【考点定位】质能方程
【名师点睛】本题考查质能方程，注意原子核的质量单位不是kg，由质能方程求核能时要细心。
4．【2017·新课标Ⅲ卷】在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb。h为普朗克常量。下列说法正确的是
A．若νa>νb，则一定有Uaνb，则一定有Eka>Ekb
C．若Uaνb，则一定有hνa–Eka>hνb–Ekb
【答案】BC
【解析】由爱因斯坦光电效应方程，又由动能定理有，当时，，，A错误，B正确；若，则有，C正确；同种金属的逸出功不变，则不变，D错误。
【考点定位】光电效应
【名师点睛】本题主要考查光电效应。发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；光电子的最大初动能和遏止电压由照射光的频率和金属的逸出功决定；逸出功由金属本身决定，与光的频率无关。
5．【2017·北京卷】2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm（1 nm=10–9 m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。
一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.6×10–34 J·s，真空光速c=3×108 m/s）
A．10–21 J B．10–18 J C．10–15 J D．10–12 J
【答案】B

【考点定位】光子的能量、电离
【名师点睛】根据题意可知光子的能量足以电离一个分子，因此该光子的能量应比该分子的电离能大，同时又不能把分子打碎，因此两者能量具有相同的数量级，不能大太多。
6．【2017·新课标Ⅱ卷】一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为。下列说法正确的是
A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小
C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间
D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
【答案】B
【解析】根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，选项B正确；根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，选项A错误；铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，选项C错误；由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项D错误；故选B。
【考点定位】半衰期；动量守恒定律；质能方程
【名师点睛】此题考查了原子核的反冲问题以及对半衰期的理解；对于有能量放出的核反应，质量数守恒，但是质量不守恒；知道动量和动能的关系。
1. （全国新课标I卷，35）（15分）
（1）（5分）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是________填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
（2）（10分）某游乐园入口旁有一喷泉，喷出的水柱将一质量为的卡通玩具稳定地悬停在空中。为计算方便起见，假设水柱从横截面积为的喷口持续以速度竖直向上喷出；玩具底部为平板（面积略大于）；水柱冲击到玩具底板后，在竖直方向水的速度变为零，在水平方向朝四周均匀散开。忽略空气阻力。已知水的密度为，重力加速度大小为，求：
(i)喷泉单位时间内喷出的水的质量；
(ii)玩具在空中悬停时，其底面相对于喷口的高度。
【答案】（1）ACE。
2. （全国新课标II卷，35）（15分）
⑴（5分）在下列描述核过程的方程中，属于衰变的是 ，属于衰变的是 ，属于裂变的是 ，属于聚变的是 ．（填正确答案标号）
A． B．
C． D．
E． F．
3. （全国新课标III卷，35）（15分）
（1）一静止的铝原子核俘获一速度为m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是_________（填正确的答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，没错选1个扣3分，最低得分为零分）
A、核反应方程为
B、核反应方程过程中系统动量守恒
C、核反应过程中系统能量不守恒
D、核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E、硅原子核速度的数量级为m/s，方向与质子初速度方向一致
4.(北京卷13)处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
6.（上海卷，1）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在（ D ）。
（A）电子 （B）中子 （C）质子 （D）原子核
7.（上海卷，6）放射性元素A经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了（ C ）。
（A）1位（B）2位（C）3位（D）4位
8.（上海卷，10）研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则（ A ）。
（A）a为电源正极，到达A板的为α射线
（B）a为电源正极，到达A板的为β射线
（C）a为电源负极，到达A板的为α射线
（D）a为电源负极，到达A板的为β射线
11.（天津卷，6）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粒子轰击获得反冲核，发现了中子
C、贝克勒尔发现的天然放射性向下，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。
答案：AC。
13.(江苏卷，12C) [选修3-5]（12分）
（1）贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是 ．
（A）（B）
（C）（D）
14.（海南卷）17.[选修3-5]（12分）
（1）（4分）下列说法正确的是_________。
A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量
C．成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
E．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长
1.（15江苏卷）（1）波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有_______
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等
（2）核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，是常用的核燃料。受一个中子轰击后裂变成和两部分，并产生_____个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要_________（选填“大于”或者“小于”）它的临界体积。
（3）取质子的质量，中子的质量，粒子的质量，光速，请计算粒子的结合能，（计算结果保留两位有效数字）

【答案】
（1）BC
(2) 1.5 不容易
（3）质量亏损
结合能
代入数据得
【点评】本题考查波粒二象性，原子核裂变，爱因斯坦质能方程，难度：容易
2.（15福建卷）(1)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是。(填选项前的字母)
A.射线是高速运动的电子流
B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大
C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
D. 的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克
答案：（1）B

3.（15海南卷）（1）氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为0.96，频率最小的光子的能量为 eV（保留2位有效数字），这些光子可具有 种不同的频率。
【答案】，10
【解析】
频率最小的光子是从跃迁，即频率最小的光子的能量为
频率最大的光子能量为0.96，即，解得
即，从能级开始，共有，，，，，，，，，，10种不同频率的光子
（2）运动的原子核放出粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和粒子的质量分别是M、和，真空中的光速为c，粒子的速度远小于光速。求反应后与反应前的总动能之差以及粒子的动能。
【答案】，
【解析】反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，
故根据爱因斯坦质能方程可得 ①
反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有，②
联立①②可得
4.（15新课标2卷）（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

1.（15北京卷）下列核反应方程中，属于α衰变的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】★
【考点】原子物理突然放射--衰变
【解析】α 衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核，同时放出α 粒子的过程。 B 正确；A 选项为人工转变方程；C 选项为轻核聚变；D 选项为β衰变。

2.（15北京卷） 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
【答案】D
【难度】★★
【考点】动量守恒、带电粒子在磁场中的圆周运动、β衰变
【解析】由动量守恒可知，原子核静止在磁场中，发生β衰变后的新核与电子的动量等大，反向。由qBv= ，得R=，粒子运动的半径与电荷量成反比。新核带电量大于电子，因此R 较小，知轨迹 2 为新核轨迹，由左手定则判断，磁场方向垂直纸面向里。

5.（15新课标2卷）[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
35．[物理——选修3－5][2014·新课标全国卷Ⅰ] (1)关于天然放射性，下列说法正确的是________．
A．所有元素都可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强
E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线
35．(1)BCD　[解析] 本题考查了原子核的衰变．原子序数大于83的元素才可以发生衰变，原子序数小于83的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理 、化学状态无关，B、C正确；三种射线α、β、γ穿透能力依次增强，D正确；原子核发生α或β衰变时常常伴随着γ光子的产生，但同一原子核不会同时发生α衰变和β衰变，E错误．
35．[2014·新课标Ⅱ卷] [物理——选修3－5](1)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．贝克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．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
E．汤姆逊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
35．[答案] (1)ACE
[解析] (1)密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B、D两项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的比荷，E项正确．
14． [2014·北京卷] 质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)(　　)
A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)c
C．(m1＋m2－m3)c2 D．(m1－m2－m3)c2
14．C　本题考查质能方程，ΔE＝Δmc2，其中Δm＝(m1＋m2－m3)，则ΔE＝(m1＋m2－m3)c2 ，C正确，A、B、D错误．
21． [2014·全国卷] 一中子与一质量数为A (A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为(　　)
A. B.
C. D.
21．A　[解析] 本题考查完全弹性碰撞中的动量守恒、动能守恒．设碰撞前后中子的速率分别为v1，v′1，碰撞后原子核的速率为v2，中子的质量为m1，原子核的质量为m2，则m2＝Am1.根据完全弹性碰撞规律可得m1v1＝m2v2＋m1v′1，m1v＝m2v＋m1v′，解得碰后中子的速率v′1＝v1＝v1，因此碰撞前后中子速率之比＝，A正确．
30． [2014·福建卷Ⅰ] (1)如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是________．(填选项前的字母)

A．①表示γ射线，③表示α射线
B．②表示β射线，③表示α射线
C．④表示α射线，⑤表示γ射线
D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
30．(1)C　[解析] α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中，α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板，γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中，由左手定则可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力，不发生偏转．故C项正确．

18． [2014·广东卷] 在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是(　　)
A．增大入射光的强度，光电流增大
B．减小入射光的强度，光电效应现象消失
C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应
D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大
18．AD　[解析] 增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数增加，则光电流增大，选项A正确；光电效应能否发生与照射光频率有关，与照射光强度无关，选项B错误；改用频率较小的光照射时，如果光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，否则，不能发生光电效应，选项C错误；光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，故改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大，选项D正确．
[2014·江苏卷] [选修3－5] (1)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的________．
A．波长 B．频率 C．能量 D．动量
(2)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是86Rn→84Po＋________．已知86Rn的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16 g的86Rn衰变后还剩1 g.
(1)A　[解析] 两种金属的截止频率不同，则它们的逸出功也不同，由W＝hν0可知截止频率大的，逸出功也大．由Ek＝hν－W可知，用同样的单色光照射，钙逸出的光电子的最大初动能较小，由p＝知，其动量也较小，根据物质波p＝知，其波长较长．
(2)He(或α粒子)　15.2　[解析] ①根据核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可推得该反应的另一种生成物为He.②根据m余＝m原知＝4，解得t＝3.8×4＝15.2天．
39．[2014·山东卷] 【物理35】 (1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．(双选，填正确答案标号)
a．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
b．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级
c．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
d．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级
39．(1)cd
[解析] (1)由氢原子能级图可知氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级的能级差大于从n＝3跃迁到n＝2的能级的能级差，根据|En－Em|＝hν和ν＝可知，|En－Em|＝h，选项a错误；同理从n＝1跃迁到n＝2的能级需要的光子能量大约为从n＝3跃迁到n＝2的能级差的五倍左右，对应光子波长应为从n＝3跃迁到n＝2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项b错误；氢原子从n＝3跃迁到n＝1的能级的能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项c正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|En－Em|＝h，选项d正确．
6． [2014·天津卷] 下列说法正确的是(　　)
A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立
B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施
C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同
6．BD　[解析] 本题是对玻尔理论、天然放射现象及多普勒效应等知识的考查，α粒子散射实验导致原子核式结构模型的建立，A错误；紫外线可以使荧光物质发光，B正确；天然放射现象中产生的γ射线在电场或磁场中不会发生偏转，C错误；观察者和波源发生相对运动时，观察者接收到的频率就会发生改变，D正确．
[2014·浙江卷] (2)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV.
(电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)
n　　　　　　　E/eV
∞……………… 0
6—————— －0.38
5—————— －0.54
4—————— －0.85
3—————— －1.51

2—————— －3.40

1—————— －13.60
　图2
[答案] (2)6.2×1014Hz　0.3 eV
[解析] (2)本题考查能级、光电效应方程等知识．由跃迁条件可知hν＝E4－E2＝(3.40－0.85 )eV＝4.08×10－19 J，解得辐射出的光子的频率为6.2×1014Hz，根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.
1． [2014·重庆卷] 碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有(　　)
A. B. C. D.
1．C　[解析] 本题考查元素的半衰期．根据半衰期公式m＝m0，将题目中的数据代入可得C正确，A、B、D错误．
（2014上海）2核反应方程式Be+HeC+X中的X表示 ( D )
（A）质子 （B）电子 （C）光子 （D）中子
2.D [解析]本题考查核反应时电荷数和质量数守恒
（2014上海）3.不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是 （B ）
（A）原子中心有一个很小的原子核 （B）原子核是由质子和中子组成的
（C）原子质量几乎全部集中在原子核内（D）原子的正电荷全部集中在原子核内
（2014上海）5.链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是（B）
（A）质子 （B）中子 （C） 粒子 （D）粒子
（2014上海）6.在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是 （C）
（A）光电效应是瞬时发生的 （B）所有金属都存在极限频率
（C）光电流随着入射光增强而变大（D）入射光频率越大，光电子最大初动能越大
1、(2013年新课标Ⅰ卷) 一质子束入射到能止靶核上，产生如下核反应：式中P代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核.由反应式可知，新核X的质子数为 ，中子数为 。
【答案】14 13
【解析】发生核反应的方程
由质量数守恒和电荷数守恒得
1＋27＝ｂ＋1
1＋13＝a ＋0
解得质子数a=14,质量数b=27,则中子数c=b-a=13
2、(2013年新课标Ⅱ卷)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
B．一重原子核衰变成α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()的结合能小于铅原子核()的结合能
D．比结合能越大，原子核越不稳定
E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能最大于该原子核的结合能
【答案】(1)ABC
【解析】原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量，也等于将原子核分解成核子所需要的最小能量，A正确；重核的比结合能比中等核小，因此重核衰变时释放能量，衰变产物的结合能之和小球原来重核的结合能，B项正确；原子核的结合能是该原子核的比结合能与核子数的乘积，虽然銫原子核()的比结合能稍大于铅原子核()的比结合能，但銫原子核()的核子数比铅原子核()的核子数少得多，因此其结合能小，C项正确；比结合能越大，要将原子核分解成核子平均需要的能量越大，因此原子核越稳定，D错；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能最等于该原子核的结合能，E错。中等难度。
3、(2013重庆理综) 铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：则a+b可能是
A． B．
O
Q
N
M
题3图
C． D．
【答案】D
4、(2013重庆理综) 如题3图所示，高速运动的α粒子被位于O点的重原子核散射，实线表示α粒子运动的轨迹，M、N和Q为轨迹上的三点，N 点离核最近，Q点比M点离核更远，则
A．α粒子在M点的速率比在Q点的大
B．三点中，α粒子在N点的电势能最大
C．在重核产生的电场中，M点的电势比Q点的低
D．α粒子从M点运动到Q点，电场力对它做的总功为负功
【答案】B
5、（2013年大纲卷）放射性元素（）经α衰变变成钋（），半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石，其原因是（ ）
A．目前地壳中的主要来自于其它放射性元素的衰变
B．在地球形成初期地壳中的元素的含量足够多
C．当衰变产物积累到一定量以后，的增加会减慢的衰变进程
D．86(222)Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期
【答案】A
6、(2013年北京理综) 以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。用频率为v的普通光源照射阴极k，没有发生光电效应，换同样频率为v的强激光照射阴极k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极k接电源正极，阳极A接电源负极，在kA之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的（其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】由题意可知，用强激光照射发生光电效应时有（n=2，3，4，5，6……），在kA之间逐渐增大U，当光电流恰好减小到零时，由动能定理可得，联立可得（n=2，3，4，5，6……），对比各选项可知选B。
7、(2013年广东理综)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应，下列说法正确的有
A．上述裂变反应中伴随着中子放出
B．铀块体积对链式反应的发生无影响
C．铀核的链式反应可人工控制
D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响
【答案】AC
【解析】由核反应方程式可以看出该反应生成了3个中子，A项错；铀块体积需达到临界体积才能发生链式反应，B项错；铀核的链式反应可以通过控制棒进行人工控制，C项对；放射性物质的半衰期是元素本身的属性，与外界物理环境和化学环境均无关，D项错。
【答案】D
8、(2013年福建理综) 在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。（填选图下方的字母）

【答案】 C
【解析】 粒子带正电，原子核也带正电，根据同种电荷相互排斥，粒子受到的是斥力作用，且指向曲线的内侧，C对。
9、(2013年福建理综) 将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在及短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体。忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是 。（填选项前的字母）
A． B． C． D．
【答案】 D
【解析】火箭向下喷气的过程，动量守恒；取向下为正方向，有
，D对。
10、(2013年天津理综) 下列说法正确的是
A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
【答案】C
【解析】原子在发生衰变时遵守电荷守恒和质量数守恒规律，质量有亏损，故选项A错误；α射线是氦原子核，β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，所以选项B错误；氢原子从能量较高的激发态向能量较低的激发态（基态）跃迁时，由知，发出光子的频率由两个能级差决定，所以氢原子从激发态向基态跃迁时只能辐射特定频率的光子，故选项C正确；由爱因斯坦光电效应方程可知，发生光电效应时光子电子的最大初动能与入射光的频率有光，与入射光的强度无关，故选项D错误。
11、(2013年天津理综)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠。观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则
A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量
B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反
C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量
D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功
【答案】B
【解析】甲、乙运动员相互作用时，根据作用力与反作用力的特点，力的大小相等，作用时间也相等，所以冲量的大小相等，但冲量是矢量，它们的方向相反，故选项A错误；在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则由甲与乙构成的系统动量守恒，由动量守恒定律可知，甲、乙动量变化量大小相等，方向相反，故选项B正确；甲乙互相作用时是非弹性碰撞，所以机械能会有损失，所以甲的动能增加量和乙的动能的减小量不相等，所以选项C错误；根据选项C可知，甲、乙的动能增加量与减小量不相等，所以由动能定理可知，甲对乙做功的绝对值和乙对甲做的功的绝对值不相等，所以选项D错误。
题9图
h
ph
A
B
12、(2013重庆理综)在一种新的“子母球”表演中，让同一竖直线上的小球A和小球B，从距水平地面的高度为ph（p＞1）和h的地方同时由静止释放，如题9图所示。球A的质量为m，球B的质量为3m。设所有碰撞都是弹性碰撞，重力加速度大小为g，忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间。
（1）求球B第一次落地时球A的速度大小；
（2）若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰，求p的取值范围；
（3）在（2）情形下，要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置，求p应满足的条件。
【答案】（1）A球的速率
（2）110次(C)22次(D)32次
【答案】A
【解析】 一个原子核衰变为一个原子核的过程中，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。
14、（2013年上海物理）当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时
(A)锌板带负电(B)有正离子从锌板逸出
(C)有电子从锌板逸出(D)锌板会吸附空气中的正离子
【答案】C
【解析】当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，有电子从锌板逸出，锌板带正电，选项C正确ABD错误。

15、(2013年江苏物理) 如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的___也相等。
A．速度 B．动能 C．动量 D．总能量
【答案】C
16、(2013年江苏物理)根据玻尔原子结构理论，氦离子（）的能级图如题12C-1图所示。 电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离_______ （选填“近”或“远”）。 当大量处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_______条。
【答案】近 6

17、(2013年江苏物理) 如题12C-2图所示，进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100kg，他们携手远离空间站，相对空间站的速度为0.1m/ s。 A将B向空间站方向轻推后，A的速度变为0.2m/ s，求此时B的速度大小和方向。

【答案】根据动量守恒解得 ， 离开空间站方向

18、(2013年江苏物理)水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等。 碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的
A．30%
B．50%
C．70%
D．90%
【答案】A
19、(2013年海南物理) 原子核具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核。下列原子核中，有三种是Th衰变过程中可以产生的，它们是 （填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分.选对3个得4分;每选错1个扣2分，最低得分为0分）
A． B． C． D． E．
【答案】ACD
【解析】发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0-1e，根据质量数和电荷数守恒有，每发生一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，每发生一次β衰变质量数不变化，电荷数增加1，由质量数的变化可确定α衰变的次数（必须是整数），进而可知β衰变的次数。逐一判断可知ACD符合要求。
A

B

C

20、(2013年海南物理)如图，光滑水平面上有三个物块A、B和C，它们具有相同的质量，且位于同一直线上。开始时，三个物块均静止，先让A以一定速度与B碰撞，碰后它们粘在一起，然后又一起与C碰撞并粘在一起，求前后两次碰撞中损失的动能之比。
【答案】3
【解析】：设三个物块A、B、C的质量均为m，A与B碰撞前A的速度为v，碰撞后的共同速度为v1；A、B与C碰撞后的共同速度为v2。由动量守恒定律得
①
②
设第一次碰撞中动能的损失为，第二次碰撞后动能的损失为，由能量守恒定律得：
③
④
联立①②③④式，解得
⑤
21、(2013年新课标Ⅰ卷) 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B，两者相距为d。现给A一初速度，使A与B发生弹性正碰，碰撞时间极短:当两木块都停止运动后相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ. B的质量为A的2倍，重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。
【答案】见解析
【解析】设在发生碰撞前的瞬间，木块Ａ的速度大小为v；在碰撞后的瞬间，A和Ｂ的速度分别为v1和v2.在碰撞过程中，由动量和能量守恒定律，得
①
②
式中，以碰撞前木块Ａ的速度方向为正。由①②式得
　③
设碰撞后Ａ和Ｂ运动的距离分别为d1和d2，由动能定理得