【物理】2011版《6年高考4年模拟》：原子、原子核

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2011年物理高考全国卷推荐度：
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- 1 -

最新6年高考4年模拟（更新到2010年高考）之原

子、原子核

第一部分六年高考题荟萃

2010年高考新题

1．2010·重庆·1９氢原子分能级示意图如题19所示，不同色光的光子能量如下表所示。

处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为

1. 红、蓝靛

2. 黄、绿

3. 红、紫

4. 蓝靛、紫【答案】A

【解析】如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV 的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV 、10.2 eV 、1.89 eV 的三种光子，只有1.89 eV 属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV 、12.09 eV 、10.2 eV 、2.55 eV 、1.89 eV 、0.66 eV 的六种光子，1.89 eV 和2.55 eV 属于可见光，1.89 eV 的光子为红光，2.55 eV 的光子为蓝—靛，A 正确。

2.2010·全国卷Ⅰ·14原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492

U 。放射性衰变 ①、②和③依次为 A ．α衰变、β衰变和β衰变 B ．β衰变、β衰变和α衰变 C ．β衰变、α衰变和β衰变 D ．α衰变、β衰变和α衰变【答案】A 【解析】

Th U 23490238

?→?①

,质量数少4,电荷数少2,说明①

为α衰变. Pa Th 23491234

?→?②

,质

- 2 - 子数加1,说明②为β衰变,中子转化成质子.

U Pa 2349223491?→?③,质子数加1,说明③

为β衰变,中子转化成质子. 【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。

3. 2010·天津·2下列关于原子和原子核的说法正确的是

A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分[来源:bca52f136edb6f1aff001f9d]

B ．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化

C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短

D ．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

答案：B

4. 2010·天津·8用同一光管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图。则这两种光

A 照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大

B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大

C.通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大

D.通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大

答案：BC

5. 2010·全国卷Ⅱ·14原子核A Z X 与氘核21

H 反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知 A ．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2

【答案】D[来源:bca52f136edb6f1aff001f9d]

【解析】H He H X A Z 114221+→+，应用质量数与电荷数的守恒121,142+=++=+Z A ，

解得2,3==Z A ，答案D 。

【命题意图与考点定位】主要考查根据原子核的聚变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。

6．2010·北京·15太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近

A.1036 kg

B.1018 kg

C.1013 kg

D.109 kg

【答案】 D

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- 3 - 【解析】根据爱因斯坦的质能方程，91626

2104.410

9104?=??=?=?c E m kg ，D 正确 7．2010·上海物理·1卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是

（A ）α粒子的散射实验（B ）对阴极射线的研究

（C ）天然放射性现象的发现（D ）质子的发现

答案：A

解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出了院子的核式结构模型：原子核聚集了院子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转。

本题考查原子的核式结构的建立。

8. 2010·上海物理·4现已建成的核电站的能量来自于

（A ）天然放射性元素衰变放出的能量（B ）人工放射性同位素放出的的能量

（C ）重核裂变放出的能量（D ）化学反应放出的能量

【解析】C

本题考查原子核反应。难度：易。

9. 2010·上海物理·4某放射性元素经过11.4天有78

的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为

（A ）11.4天（B ）7.6天（C ）5. 7天（D ）3.8天答案：D

解析：根据1128t τ??= ???，3t τ=，因为t=11.4day ，所以11.43τ==3.8day ，选D 。本题考查原子核半衰期的计算。

难度：中等。

10．2010·福建·29（1）14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t 表示时间，纵坐标m 表示任意时刻14

C 的质量，0m 为t ＝0时0m 的质量。下面四幅图中能正确反映14C 衰变规律的是。（填选项前的字母）

- 4 -

答案：C

11．2010·江苏物理·12(C)(1)研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K ），钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I 与A\K 之间的电压ak U 的关系图象中，正确的是 .

（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小___▲____(选填“增大、“减小”或“不变”)，原因是___▲____。

（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV 和-1.51eV ，金属钠的截止频率为145.5310?Hz, 普朗克常量h=346.6310-?J s.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应。

答案：

12. 2010·新课标·34(1)用频率为0v

的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱

- 5 - 中仅能观测到频率分别为123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则_______.(填入正确选项前的字母)

A 、01v v ＜

B 、321v v v =+

C 、0123v v v v =++

D 、

123111v v v =+ 答案：B

解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，123νννh h h +=，解得：321v v v =+，选项B 正确

13．2010·海南物理·19(1)能量为

i E 的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能 i E 称为氢的电离能．现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_______________（用光子频率ν、电子质量m 、氢原子的电离能i E 和普朗克常量h 表示）。[来源:高&考%资(源#网] 2()

i h E m ν-

【解析】由能量守恒得 212i m h E ν=-v ，解得电子速度为2()i h E m ν-=v 。

(2) 在核反应堆中，常用减速剂使快中子减速．假设减速剂的原子核质量是中子的k 倍．中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰．设每次碰撞前原子核可认为是静止的，求N 次碰撞后中子速率与原速率之比．【答案】1(

)

1N k k -+ 【解析】设中子和作减速剂的物质的原子核A 的质量分别为n m 和A m ，碰撞后速度分别为

n 'v 和A 'v ，碰撞前后的总动量和总能量守恒，有

n n n n A A m m m ''=+v v v ①

222n n n n 111222A A m m m ''=+v v v ②

式中n v 为碰撞前中子速度，由题设

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- 6 - n A m km = ③

由①②③式得，经1次碰撞后中子速率与原速率之比为[来源:bca52f136edb6f1aff001f9d]

n 11k k '-=+v v ④

经N 次碰撞后，中子速率与原速率之比为

)1N k k -+ ⑤

2009年高考题

一、选择题

1.（09·全国卷Ⅰ·16）氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为

1λ=0.6328μm ，2λ=3.39μm ，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ?=1.96eV 的

两个能级之间跃迁产生的。用2E ?表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则

2E ?的近似值为（ D ）

A ．10.50eV

B ．0.98eV

C ．0.53eV

D ．0.36eV

解析：本题考查波尔的原子跃迁理论.根据λυυc

h E ==?,,可知当

,6328.0,196m ev E μλ==?当m μλ39.3=时,连立可知ev E 36.02=?。

2.（09·全国卷Ⅱ·18）氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV 到

3.11eV 之间。由此可推知, 氢原子（ AD ）

A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短

B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光

C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高

D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光

解析：本题考查玻尔的原理理论. 从高能级向n=1的能级跃迁的过程中辐射出的

最小光子能量为9.20ev,不在1.62eV 到3.11eV 之间,A 正确.已知可见光子能量在

1.62eV 到3.11eV 之间从高能级向n=2能级跃迁时发出的光的能量≤3.40ev ，B 错. 从高能

级向n=3能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11ev 的光的频率才比可见光高,C 错

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- 7 - 从n=3到n=2的过程中释放的光的能量等于1.89ev 介于1.62到3.11之间,所以是可见光D

对。

3.（09·北京·14）下列现象中，与原子核内部变化有关的是（ B ）

A ．α粒子散射现象

B ．天然放射现象

C ．光电效应现象

D ．原子发光现象

解析：α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故

A 项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α

衰变或β衰变，故B 项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有

涉及到原子核的变化，故C 项错误；原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变

化，故D 项错误。

4.（09·上海物理·1）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺

序是（ B ）

A ．α射线，β射线，γ射线

B ．γ射线，β射线，α射线，

C ．γ射线，α射线，β射线

D ．β射线，α射线，γ射线

解析：由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，

故正确答案选B 。

5.（09·广东物理·2）科学家发现在月球上含有丰富的32He （氦3）

。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为331422122He He H He +→+。

关于32He 聚变下列表述正确的是

A ．聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核

C ．聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用32He 聚变反应发电

解析：聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放

出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此B 正确。

6.（09·安徽·14）原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氖等离子体被加

热到适当高温时，氖核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可

以表示为

241112106H k 243.15He d H n MeV →+++，由平衡条件可知

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高考资源网 - 8 - （ B ）

A. k=1, d=4

B. k=2, d=2

C. k=1, d=6

D. k=2, d=3

解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有10=+d k 4，62=+d k ，解得 k =2，d=2。

正确选项为B 。

7.（09·天津·6）下列说法正确的是（ BD ）A.15

11247162N H C He +→+是α衰变方程

B.1

23112H H He +→+γ是核聚变反应方程

C.238

234492902U Th He →+是核裂变反应方程

D.4

27301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变方程

解析：A 选项中N 15

7在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，A 错；C 选项是α

衰变，不是裂变，C 错。

8.（09·重庆·16）某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方

程为11H +12

6C →137N +1Q

，11H +157N →126C +X+2Q 。方程式中Q 1、2Q 表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：（ B ）

A X 是32He ，21Q Q > B. X 是42He ，21Q Q >

C, X 是32He ，21Q Q < D. X 是42He ，21Q Q <

9.（09·四川·18）氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n ＝4的能级向n ＝2

的能级跃迁时辐射出可见光a ，从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出可见光b ，则（ C ）

A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线

B.氢原子从n ＝4的能级向n ＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线

C.在水中传播时，a 光较b 光的速度小

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- 9 - D.氢原子在n ＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离

10.（09·浙江·15）氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有

引力、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（ D ）

A ．核力、万有引力、库伦力

B ．万有引力、库伦力、核力

C ．库伦力、核力、万有引力

D ．核力、库伦力、万有引力

解析：核力是强力，它能将核子束缚在原子核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用时

万有引力可以忽略。

11.（09·浙江自选模块·13） “物理1-2”模块（2）科学家经过实验，发现在α粒子（氦

核），p （质子）及n （中子）这3种粒子中，中子的穿透能力最强，质子次之，α粒子最

弱。某同学对影响粒子穿透能力的因素提出了如下假设，合理的假设是（ ABC ）

A.穿透能力一定与粒子是否带电有关

B.穿透能力可能与粒子质量大小有关

C.穿透能力一定与粒子所带电荷量有关

D.穿透能力一定与质量大小无关，与粒子是否带电和所带电荷量有关

12.（09·浙江自选模块·13）（3）水（包括海水）是未来的“煤炭”，能从根本上解决人

类能源问题。这是指（填“氢能”、“核能”、“氢能和核能”）和利用。请说明理由。

答案一：核能

因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。

答案：核能和氢能

因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。氢能有便于储存

与运输的优点，也可以为解决能源问题做出贡献。

13.（09·江苏卷物理·12.C ）在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微

子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽

和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中1

1H 的核反应，间接地证实了中微子的存在。

（1）中微子与水中的11H 发生核反应，产生中子（10n ）和正电子（01e +）

，即中微子+11H →10n +01e +，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是。（填写选项前的字母）（A ）0和0 （B ）0和1 （C ）1和 0 （D ）1和1

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- 10 - （2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转

变为两个光子（γ），即01e ++01e -→2γ。已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反

应中产生的每个光子的能量约为 J 。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是。

（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。

答案：C.（1）A ； (2)14102.8-?，遵循动量守恒。

解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A 项正确。

（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由2mc E ?=，故一个光子的能量为2E ，带入数据得2

E =14102.8-?J 。正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。

14.（09·山东物理·38） (1)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV 的质子11H 轰击静止的X ，生成两个动能均为8.9MeV 的42He.（1MeV=1.6×-13J ） ①上述核反应方程为___________。

②质量亏损为_______________kg 。

解析：（1）1

7441322H X He He +→+或1

7441322H Li He He +→+，

292 3.110E m Kg C

-?==?。考点：原子核

15.（09·海南物理·19） (II)钚的放射性同位素23994Pu 静止时衰变为铀核激发态23592U *和α

粒子，而铀核激发态23592U *立即衰变为铀核23592U ，并放出能量为0.097MeV 的γ光子。已

知：23994Pu 、23592U 和α粒子的质量分别为239.0521u Pu m =、235.0439u u m =和

4.0026u m α= 21931.5MeV/c u =

（1）写出衰变方程；

（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球α粒子的动能。

解析：（Ⅱ）（1）衰变方程为 239

235*9492Pu U α→+

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- 11 -

235*2359292U U λ→+ 或合起来有

239

2359492Pu U αγ→++

（2）上述衰变过程的质量亏损为

Pu U m m m m α?=--

放出的能量为

E c m ?=??

这能来那个是轴核23592U 的动能U E 、α粒子的动能a E 和y 光子的能量y E 之和 U y E E E E α?=++

由④⑤⑥式得

2()U Pu U y E E m m m c E αα+=---

设衰变后的轴核和α粒子的速度分别为U v 和v α，则由动量守恒有

U U m v m v αα=

又由动能的定义知

2211,22U U U a E m v E m v αα=

= 由⑧⑨式得

U a a y E m E m = 由⑦⑩式得

2()U a Pu U U m E m m m c E m m αγα??=

-+-??- 代入题给数据得

5.034MeV E α=

- 12 -

2008—2005年高考题

题组一

一、选择题

1.（2008·上海物理·3A ）1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了（选

填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型.若用动能为1 MeV 的α粒子轰击金箔，则其速度约为 m/s.（质子和中子的质量均为 1.67×1027

kg ，1 MeV =1×106 eV ）

答案：3A ．大，6.9×106

2.（2008·北京理综·14）一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个r 光

子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m 1、m 2、m 3,普朗克常量为h ,真空中的光速为c 。下列说法正确的是（ B ）

A.核反应方程是γ+→+H n H 31101

B.聚变反应中的质量亏损△m = m 1+m 2-m 3

C.辐射出的r 光子的能量E =(m 3-m 1-m 2)c

D.r 光子的波

长

3.（2008·全国I 理综·18)三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y

核与质子发生核反应后

生成Z 核并放出一个氦核（42He ）,则下面说法正确的是（ CD ）

A.X 核比Z 核多一个质子

B.X 核比Z 核少一个中子

C.X 核的质量数比Z 核质量数大3

D.X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍

4.（2008·全国Ⅱ理综·20）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m ?，相应的能量

2mc E ?=?=2.2MeV 是氘核的结合能。下列说法正确的是 2123()h m m m c λ=+-

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- 13 - ( AD )

A.用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子

B.用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，

它们的动能之和为零

C.用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，

它们的动能之和为零

D.用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，

它们的动能之和不为零

5.（2008·四川理综·15）下列说法正确的是（ A ）

A.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转

B.β射线比α射线更容易使气体电离

C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变

D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变

6.（2008·上海物理·6）在下列4个核反应方程中，x 表示质子的是

A.30301514P Si+x →

B.x +→Th 2349023892U

C.27

12713012Al+n Mg+x → D.27

43013215Al+He P+x →

7.（2008·广东物理·6)有关氢原子光谱的说法正确的是（ BC ）

A ．氢原子的发射光谱是连续谱

B ．氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光

C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的

D ．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关

8.（2008·广东物理·2)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：n X He Al 10422713+→+.

下列

判

断正确的是（ BD ）

A ．n 10是质子

B ．n 10是中子

C ．X 是Si 2814的同位素

D ．X 是P 3115的同位素

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- 14 - 9.（2008·天津理综·15）一个氡核Rn 222

86衰变成钋核Po 21884并放出一个粒子，其半衰期

为3.8天。1 g 氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及Rn 22286

衰变成Po 21884的过程放出的粒子是（ B ）

A .0.25g ，α粒子

B .0.75g ，α粒子

C .0.25g ，β粒子

D .0.75g ，β粒子

10.（2008·重庆理综·14）放射性同位素针232经αβ衰变会生成氧，其衰变方程为

232

90Th →22080Rn +x α+y β，

其

中

（ D ）

A.x =1,y =3

B.x =2,y=3

C.x =3,y ＝1

D.x =3,y =2 解析：本题考查放射性元素衰变的有关知识，本题为较容易的题目。由衰变方程：

e y He Rn Th 01-42220

86232

90++→x ,由质量数守恒和电荷数守恒得：232=220+4x,90=86+2x-y

可解得：x=3、 y=2。

11.（2008·重庆理综·17）下列与能量有关的说法正确的是（ B ）

A.卫星绕地球做圆周运动的半径越大，动能越大

B.从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大

C.做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同

D.在静电场中，电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高

二、非选择题

15.（2008·宁夏理综·1）天然放射性元素23994Pu 经过次α衰变和次

β衰变，最后变成铅的同位素。（填入铅的三种同位素20682Pb 、20782Pb 、20882Pb

中的一种）

答案：8 4 207

22Pb

16.（2008·山东理综·1)在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线

属于巴耳末线系。若一群氢原于自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则

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- 15 - 这群氢原子自发跃迁时最多可发出____________条不同频率的谱线。

答案：6

17.（2008·江苏物理·C ） (选修模块3—5)

(1)下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有．

(2)场强为E 、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A 、B ，它们的质量分别为m １、m ２，电量分别为q １、 q ２．A 、B 两球由静止释放，重力加速度为g ，则小球A 和Ｂ组成的系统动量守恒应满足的关系式为．

(3)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺

贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P 30

15衰变成i S 30

14的同时放出

另一种粒子，这种粒子是．P 32

15是P 3015的同位素，被广泛

应用于生物示踪技术．1mg P 32

15随时间衰变的关系如图所示，

请估算4 mg

的P 32

15经多少天的衰变后还剩

0.25 mg?

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- 16 - . 答案：（1）AB （2）E(q 1+q 2)=(m 1+m 2)g

（3）正电子；t=56 天（54～58天都算对）

18.（2008·上海物理·3A ）1911年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了___________

（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV

的α粒子轰击金箔，其速度约为_____________m/s 。（质子和中子的质量均为1.67?10

－27

kg ，1 MeV ＝1

答案大，6.9×106

解析：卢瑟福在α粒子散射实验中发现了大多数α粒子没有大的偏转，少数发生了较

大的偏转，卢瑟福抓住了这个现象进行分析，提出了原子的核式结构模型；1MeV=1×

106×1.6×10-19= 12

mv 2，解得v =6.9×106m/s 。 19.（2008·上海物理·2B ）放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往

会同时伴随着___________辐射。已知A 、B 两种放射性元素的半衰期分别为T 1和T 2，

t ＝T 1?T 2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A :m B ＝

_________。

答案 γ 2T2 2T 1

解析：放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往以γ光子的形式释

放能量，即伴随γ辐

射；根据半衰期的定义，经过t ＝T 1·T 2时间后剩下的放射性元素的质量相同，则m A 2

T 2 = m B 2T 1

，故m A ：m B ＝ 2T 2 : 2T 1 20.（2008·上海物理·6）在下列4个核反应方程中，x 表示质子的是（ C ）

（A ）30301514P Si+x → （B ）238

2349292U Th+x →

（C ）27

12713012Al+n Mg+x →

（D ）27

43013215Al+He P+x → 解析：由核反应方程的质量数和电荷数守恒，可得各个选项中的x 分别为正电子、α

粒子、质子、中子。

21.（2008·江苏物理·2）惯性系S 中有一边长为l 的正方形（如图A 所示），从相对S

系沿x 方向以接近光速匀速飞行器上测得该正方形的图象是

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- 17 -

22.（2008·宁夏理综33）(1)天然放射性元素239

94Pu 经过次α衰变和次β衰变，最后变成铅的同位素。（填入铅的三种同位素20682Pb 、20782Pb 、208

82Pb

中的一种）

答案（1）8 4 20722Pb

23.（2008·海南物理5）质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F 与它们之间的距离r 的关系为：

0122

0, 0, 0, r r F F r r r r r ??

=-???＜＜≤≤＞

式中F 0为大于零的常量，负号表示引力．用U 表示夸克间的势能，令U 0＝F 0(r 2—r 1)，取无穷远为势能零点．下列U －r 图示中正确的是

（ B ）

24.（2008·海南物理·8）?设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的倍，粒子运动速度是光速的倍。

答案 ?k 21

k -

25.（2008·海南物理·19）?某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中126C 的含

量推断出了该生物死亡的年代．已知此骸骨中146C 的含量为活着的生物体中14

6C 的1/4，

U O

－U 0

r 1

r 2

A U O

－U 0

r 1

r 2

U O

－U 0

r 1

r 2

U 0

r r 1 r 2

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- 18 - 14

6C 的半衰期为5730年．该生物死亡时距今约年．

答案 ?1.1×104 （11460或1.0×104～1.2×104均可）

解析：该核剩下1/4，说明正好经过两个半衰期时间，故该生物死亡时距今约2×5730年=11460年。

题组二

一、选择题

1.（07·江苏·8）2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了

宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点，下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是（ ACD ）

A ．微波是指波长在10-3m 到10 m 之间的电磁波

B ．微波和声波一样都只能在介质中传播

C ．黑体的热辐射实际上是电磁辐射

D ．普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说

2.（07·北京理综·14）下列说法正确的是（ D ）

A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

B ．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构

C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短

D ．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加

3.（07·广东A 卷·2）如图所示为氢原子的四个能级，其中E 1为基态，若氢原子A 处于

激发态E 2，氢原子B 处于激发态E 3，则下列说法正确的是 ( B )

A ．原子A 可能辐射出3种频率的光子

B ．原子B 可能辐射出3种频率的光子

C ．原子A 能够吸收原子B 发出的光子并跃迁道能级E 4

D ．原子B 能够吸收原子A 发出的光子并跃迁道能级

E 4

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- 19 - 4.(07江苏·4) μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen

muon atom ），它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能

级示意图。假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n ＝2能级的

μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、和γ6的

光，且频率依次增大，则E 等于（ C ）

A ．h （γ3－γ1 ）

B ．h （γ5＋γ6）

C ．hγ3

D ．hγ4 5.（07·江苏·2）2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca 48

20（钙48）

轰击Cf 24998（锎249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫

元素周期表中原子序数最大的元素，实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x ，再连续经过3次α衰变后，变成质量为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x 是（ A ）

A ．中子

B ．质子

C ．电子

D ．α粒子

6.（07·全国理综Ⅰ·19）用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原

子，观

测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目

比原

来增加了5条。用△n 表示两次观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调

高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，△n 和E 的可能值为（ A D ）

A ．△n ＝1，13.22 eV ＜E ＜13.32 eV

B ．△n ＝2，13.22 eV ＜E ＜13.32 eV

C ．△n ＝1，12.75 eV ＜E ＜13.06 eV

D ．△n ＝2，12.72 eV ＜

E ＜13.06 eV

7.（07·全国理综Ⅱ·18）氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发生三种不同波长的

辐射光。已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，则另一个波长可能是（ CD ）

A ．λ1＋λ2

B ．λ1－λ2

C ．1212λλλλ+

D ．1212

λλλλ- 8.（07·上海理综·11）放射性同位素14C 可用来推算文物的“年龄”。14C 的含量每减少

－2529.6

－632.4 －281.1 －158.1 －101.2 0 1 2 3 4 5 ∞ n E /eV －0.54 －－3.40 －1.50 －0.85 －0.38 －0.28 1 2 3 4 5 6 7 n E /e

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- 20 - 一半要经过约5730年。某考古小组挖掘到一块动物骨骼，经测定14C 还剩余1/8，推测

该动物生存年代距今约为（ A ）

A ．5730×3年

B ．5730×4年

C ．5730×6年

D ．5730×8年

9.（07·上海·6）238

92U 衰变为22286Rn 要经过m 次α衰变和n 次β衰变，则m ，n 分别为

（ B ）

A ．2，4

B ．4，2

C ．4，6

D ．16，6

10.（07·四川理综·16）关于天然放射现象，下列说法正确的是（ D ）

A ．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期

B ．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强

C ．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变

D ．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线

11.（07·重庆理综·13）可见光光子的能量在1.61 eV~3.10 eV 范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图可判断n 为（ B ） A ．1 B ．2 C ．3 D ．4 12.（07·重庆理综·18）真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长

分别为λ1和λ2）制成，板面积为S ，间距为d 。现用波长为λ(λ1＜λ＜λ2)的单色光持续

照射两板内表面，则电容器的最终带电量

Q 正比于（ D ）

A ．???? ??-11λλλλS d

B ．???? ??-212λλλλS d

C ．???? ?

?-11λλλλd S D ．???? ?

?-22λλλλd S 13.（06·全国理综Ⅱ·14）现有三个核反应

① e mg Na 0

1241224

11-+→

②n 3r K Ba n U 1092361415610235