人教版高中物理选修3-5第十九章、原子核---同步训练(1-4节).doc

高中物理学习材料
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第十九章、原子核---同步训练（1-4节）
一、选择题
1、下列现象中，与原子核内部变化有关是（ C ） A ．α粒子散射 B ．光电效应 C ．天然放射现象 D ．原子发光现象
2、在物理学发展史上，有一些定律或规律的发现，首先是通过推理论证建立理论，然后再由实验加以验证．下列叙述内容符合上述情况的是：（ AC ）
A ．牛顿发现了万有引力，经过一段时间后卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值，从而验证了万有引力定律
B ．爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说
C ．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在
D ．汤姆生提出原子的核式结构学说，后来由卢瑟福用α粒子散射实验给予了验证 3、下面列出的是一些核反应方程（ D ）
A ．X 是质子，Y 是中子，Z 是正电子
B ．X 是正电子，Y 是质子，Z 是中子
C ．X 是中子，Y 是正电子，Z 是质子
D ．X 是正电子，Y ，是中子，Z 是质子
4、下列说法正确的是（ BC ） A ．当氢原子从n = 2的状态跃迁到n = 6的状态时，发射出光子
B ．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间
C ．同一元素的两种同位素具有相同的质子数
D ．中子与质子结合成氘核时要吸收能量 5、天然放射性元素Th 232
90
（钍）经过一系形α衰变和β衰变之后，变成Pb 20682（铅）。

下列论断中正确的是（ CD ）
A 、铅核比钍核少24个中子
B 、衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变
C 、铅核比钍核少8个质子
D 、衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变 6、（06宿迁）图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po ）放出的A 射线轰击铍时
会产生粒子流A ，用粒子流A 轰击石蜡时会打出粒子流B ，经研究知道（A ） A ．A 为中子，B 为质子 B ．A 为质子，B 为中子
X S P +→i 30
143015Y B H Be +→+1052
19
4Z
Li He He +→+7
3424
2A B
α粒子
铍
石蜡
Po
C ．A 为γ射线，B 为中子
D ．A 为中子，B 为γ射线
7、若元素A 的半衰期为4天,元素B 的半衰期为5天,则相同质量的A 和B ,经过20天后,剩下的质量之比m A :m B 为（ C ）
A ．30∶31
B 。

31∶30
C 。

1∶2
D 。

2∶1
8、（06扬州）镅(241
95A m )是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(237
93N P )，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火
警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是（A ） A ．α粒子 B ．质子 C ．中子 D ．正电子
9、2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m 的海底．“库尔斯克”号核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视．几十年来人们向以巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用．其原因有（ABC ）
Ａ．铀、钚等核废料有放射性 Ｂ．铀、钚等核废料的半衰期很长 Ｃ．铀、钚等重金属有毒性 Ｄ．铀、钚等核废料会造成爆炸
10、从一个铅盒的小孔中射出的γβα、、三种射线沿同一直线进入同一匀强磁场或匀强电场，这三种射线在场内的径迹情况有可能是AC A ．三条重合 B ．两条重合
C ．三条分开
D ．α与β的径迹一定分开
二、填空题
11、完成下列核反应方程
ａ、+→Si P 30143015 （e 01） ｂ、+→Th U 2349023892 （He 4
2） 12、1919 年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子
核的人工转变，并由此发现_________．图中A 为放射源发出 的_________粒子，B 为_________气．完成该实验的下列核反
应方程：
（质子，α，氮，
）
三、计算题（要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤） 13、1930年发现，在真空条件下用α粒子轰击
Be 9
4时，会产生一种贯穿能力强且不带电、质
量与质子很接近的粒子和另一种原子核．
(1)写出这个过程的核反应方程．
(2)若一个这种粒子以初速度v 0与一个静止的12Ｃ核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速率为v 1，运动方向与原来运动方向相反，求12Ｃ核与该粒子碰撞后的速率． 解： （1）核反应方程为： C n He Be 12
6104294+→+ （２）设12
Ｃ碰后速度为ｖ2，根据动量守恒定律，有： ｍｖ0＝ｍ（－ｖ1）＋１２ｍｖ2， 解得 ｖ2＝（ｖ1＋ｖ0）／１２．
14、用粒子轰击原子可使其从基态跃迁到激发态，设原子基态和激态的能量差为△E 现分别用电子和质子轰击质量为M 的静止原子，试问欲使上述跃迁发生，所需的最小动能是否相等?
对你的回答给出相应的分析和计算．
分析：原子跃迁所需要的能量来自粒子与原子碰撞过程中损失的机械能．要使入射粒子的动能最小，△E 一定，据能量守恒知，需碰撞过程中机械能损最大，即必须发生完全非弹性碰撞．
解：设入射粒子的质量为m ，与原子碰撞前后动量和能量守恒分别得：
m υ1=m υ2+M υ ①
② 又因为υ2=υ（因为完全非弹性碰撞） ③
解以上三式得入射粒子的最小动能为： ④
令电子、质子质量分别为m 1、m 2，因m 1<m 2，则由④式知，电子的最小动能E 1小于质子的最小动能E 2．
15、如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B =0.500T ，MN 是磁场的左边界。

在
磁场中的A 点有一静止镭核（Ra 22688
），A 距MN 的距离OA =1.00m 。

D 为
放置在MN 边缘的粒子接收器，OD =1.00m 。

Ra 226
88发生放射性衰变，放
出某种粒子x 后变为一氡（Rn 222
86），接收器D 接收到了沿垂直于MN 方
向射来的粒子x 。

（1）写出上述过程中的衰变方程（衰变方程必须写出x 的具体符号）。

（2）求该镭核在衰变为氡核和x 粒子时释放的能量。

（保留三位有效数
字，电子电荷量e =1.60×10－19
C ）
解：（1）
He Rn Ra 4
222286226
88
+→
（2）根据题意可知，α粒子在磁场中做圆运动的半径R =1.00m ，设α粒子的速度为v ，带
电量为q ，质量为m ，则有R
v m qvB 2= (19191060.100.1500.01060.12--⨯=⨯⨯⨯⨯==qBR P kgm/s) α粒子的动能12211093.12/-⨯==m P E J 镭核衰变满足动量守恒，设氡核的质量为M ，速度为v ，有0=-Mv mv 氡核的动能12221E M
m Mv E ==
镭核衰变时释放的能量121211096.1)1(-⨯=+=+=∆E M
m E E E J 。

E m m m ∆++=22221212121υυυE M m m E ∆⋅+==)1(2121
υ
第十九章、原子核---单元测试
班级 姓名 座号 评分
一、选择题。

共10小题，每小题5分，共40分。

每小题的4个选项中至少有一个是正确的。

请将正确选项选出并填在题后的表格中，全选对每题得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分。

1、下列说法正确的是（ C ） A 、α射线与γ射线都是电磁波
B 、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流，它具有中等的穿透能力。

C 、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
D 、原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量
2、用α粒子轰击铝核(27
13Al )，产生磷核(30
15P )和x 粒子，磷核(30
15P )具有放射性，它衰变后变成硅核(30
14Si )和y 粒子，则x 粒子和y 粒子分别是（C ）
A ．质子 电子
B ．质子 正电子
C ．中子 正电子
D ．中子 电子 3、太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是（ A ）
A ．1401214H He+2e →
B ．144171
7281N+He O+H →
C ．
235113690192
054380U+n Xe+Sr+10n → D ．238234492902U Th+He →
4、图中P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a 、b 、c 三束，
以下判断正确的是（ BC ）
A ．a 为α射线、b 为β射线
B ．a 为β射线、b 为γ射线
C ．b 为γ射线、c 为α射线
D ．b 为α射线、c 为γ射线
5、关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有（ D ）
A ．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的
B ．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视
C ．用放射线照射作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种
D ．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害 6、如图所示，在α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，A 、B 、C 分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是（CD ） A ．α粒子在A 处的速度比B 处的速度小 B ．α粒子在B 处的动能最大，电势能最小 C ．α粒子在A 、C 两处的速度大小相等 D ．α粒子在B 处的速度比在C 处的速度要小
7、关于原子核，下列说法中正确的是（B ）
A ．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子
B ．核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度
C ．轻核的聚变反应可以在任何温度下进行
D ．一切核反应都能释放核能
8、已知π+介子、π—
介子都是由一个夸克（夸克u 或夸克d ）和一个反夸克（反夸克u 或反
夸克d ）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e 为元电荷。

π+ π—
u d u
d
带电量
+e
－e
+3/2e
3/e -
3/2e -
3/e +
下列说法正确的是（ AD ） A ．π+由u 和d 组成 B ．π+由d 和u 组成
C ．π—
由u 和d 组成
D ．π—
由d 和u 组成
选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案
二、填空题（共20分）
9、（6分）如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。

假如放射源能放射出α、β、γ三
种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm 厚的铝板，那么是三种射线中的___ _射线对控制厚度起主要作用。

当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M 、N 两个轧辊间的距离调节得____ _些。

（答案：β，大）
10、（8分）原来静止在匀强磁场中的放射性元素的原子核A ，发生衰变后放出的一个射线粒
子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的8字型轨迹，已知大圆半径是小圆半径的n 倍，且绕大圆轨道运动的质点沿顺时针方向旋转。

那么：⑴该匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向_____。

⑵原子核A 的原子序数是___。

⑶沿小圆运动的是________，
A
⑷其旋转方向为___________。

答案：⑴外，⑵2n +2，⑶反冲核，⑷顺时针
11、（6分）如图，纵坐标表示某放射性物质中未衰变的原子核数（N ）与原来总原子核数（N 0）
的比值，横坐标表示衰变的时间，则由图线可知该放射性物质的半衰期为_________天，若将该放射性物质放在高温、高压或强磁场等环境中，则它的半衰期将 _________（填“变长”、“不变”或“变短”）（答案：3.8，不变）
三、计算题。

共40分。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算过程，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位。

12、（12分）为确定爱因斯坦的质能方程2
mc E ∆=∆的正确性，设计了如下实验：用动能为
6.01=E 0MeV 的质子轰击静止的锂核Li 7
3
，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为9.192=E MeV ，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取u m p 0073.1=、u m 0015.4=α、u m Li 0160.7=，求：
（1）写出该反应方程。

（2）通过计算说明2
mc E ∆=∆正确。

（1u = 1.6606×10-27
㎏）
解：(1)核反应方程为:He H Li 4
211732→+ （3分）
(2)核反应的质量亏损: αm m m m p Li 2-+=∆ （2分）
= 7.0160u+1.0073u-2×4.0015u=0.0203u （1分）
由质能方程可得与质量亏损相当的能量：
9.189310203.02=⨯=∆=∆MeV mc E MeV （2分）
而系统增加的能量： 3.1912=-='∆E E E MeV （2分） 这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，
所以2
mc E ∆=∆正确。

（2分）
13、（12分）一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正负电子对撞前的质量均为m ，动能均为E k ，光速为c ，普朗克恒为h 。

求： （1）写出该反应方程；
（2）对撞过程中的质量亏损m ∆和转化成的光子在真空中波长λ．
解：（1）该反应方程为：γ20
101→+-e e （3分） （2）由于光子的静止质量为零，所以质量的亏损为：△m =2m ， （2分） 由质能方程，对应的能量为：ΔE =2mC 2
（2分）
根据能量守恒可知2hv =2E K +△E ，即有：222/2mc E hc k +=λ （3分） 所以光子在真空中波长：)/(2
mc E hc k +=λ （2分）
14、（16分）处于静止状态的某原子核X ，发生α衰变后变成质量为M 的原子核Y ，被释放
的α粒子垂直射人磁感强度为B 的匀强磁场中，测得其圆周与运动的半径为r ，设α粒子质量为m ，质子的电量为e ，试求： (1)衰变后α粒子的速率υa 和动能E k a ； (2)衰变后Y 核的速率υy 和动能E ky ； (3)衰变前X 核的质量M x ．
解：（1）α粒子在匀强磁场中做圆周与运动所需的向心力同洛仑兹力提供，
即2
a
a Bq m
r
υυ=，α粒子的带电量为q=2e （2分）
所以α粒子的速率：2Ber m αυ=， 动能：2222
122kx B e r E m m
αυ== （1分+1分）
（2）由动量守恒0y m M αυυ-=， （2分）
所以2222
2122y ky y Ber B e r E M M M
υυ===， （1分+2分） （3）由质能方程：2
E mc ∆=∆，而kx ky E E E ∆=+， （1分+1分）
所以2222211
()B e r m c m M ∆=
+ （2分） 衰变前X 核的质量：2222
211
()x B e r M m M m m M c m M
=++∆=+++ （3分）
饶 平 二 中 高 三 级 教 学 质 量 检 测
物理科试卷（选修3-5）
第Ⅰ卷（选择题）
一、本题共10小题，每小题4分，共40分。

每小题的4个选项中至少有一个是正确的。

请将正确选项选出并填在答题卷的表格中，全选对每题得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。

1、历史上，为了说明光的性质，牛顿提出了光的微粒说，惠更斯提出了光的波动说，如今人们对光的性质有了更进一步的认识．下面四幅示意图中所表示的实验中能说明光的性质的是（ ）
2、2006年3月23日央视报道，中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗努力，终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功；这种装置被称为“人造太阳”（如图所示），它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。

在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是（ ）
A ．H O He N 1
117842147+→+
B ．n He H H 1
0423121+→+ C ．He Th U 4
22349023892
+→
D ．
n 3Kr Ba n U 109236141561023592++→+
3、下列说法正确的是（）
A．动量为零时，物体一定处于平衡状态
B．动能不变，物体的动量一定不变
C．物体所受合外力大小不变时，其动量大小一定要发生改变
D．物体受到恒力的冲量也可能做曲线运动
4、我们经常可以看到，凡路边施工处总挂有红色的电灯，这除了红色容易引起人的视觉注意
外，还有一个重要的原因，这一原因是红色光：（）
A．比其它可见光更容易发生衍射B．比其它可见光更容易发生干涉
C．比其它可见光的光子能量更大D．比其它可见光更容易发生光电效应
5、下面有关光的干涉、衍射现象及光的本性的描述中，正确的是( )
A．在光的双缝干涉实验中，将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变宽
B．白光经肥皂膜前后表面反射后，反射光发生干涉形成彩色条纹
C．著名的泊松亮斑是光的衍射现象
D．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性；大量光子表现出波动性，少量光子表现出粒子性
6、从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是
( )
A．掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，掉在草地上的玻璃杯动量改变小
C．掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，掉在草地上的玻璃杯动量改变慢
D．掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长。

7、一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球
沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。

则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（）
A．Δv=0 B．Δv=12m/s C．W=0 D．W=10.8J
8、两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，m A=1 kg，m B=2 kg，v A=6 m/s，v B=2 m/s。

当A追上B并发生碰撞后，两球A、B速度的可能值是（）
A．v A′=5 m/s，v B′=2.5 m/s B．v A′=2 m/s，v B′=4 m/s
C．v A′=－4 m/s，v B′=7 m/s D．v A′=7 m/s，v B′=1.5 m/s
9、下列说法中正确的是（）
A．一群氢原子处于n=3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子
B．由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质
C．实际上，原子中的电子没有确定的轨道，但在空间各处出现的概率具有一定的规律D． 粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的
10、如图所示，三小球a、b、c的质量都是m，都放于光滑的水平面上，小球b、c与轻弹簧相连且静止，小球a以速度v0冲向小球b，碰后与小球b粘在一起运动。

在整个运动过程中，下列说法中正确的是（）
A．三球与弹簧组成的系统总动量守恒，总机械
能不守恒；
B．三球当弹簧组成的系统总动量守恒，总机械能也守恒；
C．当小球b、c速度相等时，弹簧弹性势能最大；
D．当弹簧恢复原长时，小球c的动能一定最大，小球b的动能一定为零。

第Ⅱ卷（非选择题）
二、本题共8小题，共110分。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算过程，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位。

11、（4分）牛顿、爱因斯坦对物理学的发展做出了卓越贡献，根据你对牛顿、爱因斯坦的了
解，请完成下表：
牛顿爱因斯坦主要贡献1
主要贡献2
12、（12分）为了“探究碰撞中的不变量”，小明在光滑桌面放有A、B两个小球。

A球的
质量为0.3kg，以速度8 m/s跟质量0.1kg的静止的B球发生碰撞，并测得碰撞后B球的速度变为9 m/s，A球的速度变为5 m/s，方向与原来相同。

根据这些实验数据，小明对这次碰撞的规律做了如下几项猜想。

【猜想1】碰撞后B球获得了速度，是否是A球把速度传递给了B球？经计算，B球增加的速度是m/s，A球减小的速度是m/s，因此，这种猜想。

（填“成立”或“不成立”）
【猜想2】碰撞后B球获得了动能，是否是A球把动能传递给了B球？经计算，B球增加的动能是J，A球减小的动能是J，这种猜想也。

【猜想3】请你根据以上实验数据猜想：请通过列式计算说明，有一个什么物理量，在这次碰撞中B球所增加的这个量与A球所减小的这个量相等？。

13、（14分）一辆小车在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向右运动，小车的质量为M=100kg，
一质量为m=50㎏的人从小车的右端迎面跳上小车,接触小车前的瞬间人的水平速度大小为v2=5.6m/s。

求：
（1）人跳上小车后，人和小车的共同速度的大小和方向；
（2）人跳上小车的过程中，人对小车做的功。

14、（13分）用波长为200nm 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子的最大初动能是2.94eV ；用波长为160nm 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子的最大初动能是多少J ？（普朗克恒量h=6.63×10—34
J ·s ）（结果取2位有效数字）
15、（16分）太阳光垂直射到地面上时，地面上1m 2接受的太阳光的功率为1.4kW,其中可见部分约占45%。

求：
（1）假如认为可见光的波长约为0.55μm ，日地间距离R =1.5×1011m.普朗克恒量 h =6.6×10
—34
J ·s ，估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少？
（2）若已知地球的半径为=r 6.4×106m ，估算地球接受的太阳光的总功率。

16、 ( 16分）J . J 汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷（电子的电荷量与质量之比），其实验原理示意图如图所示。

电子流平行极板射入，极板P 、P ’间同时存在匀强电场 E 和匀强磁场 B 时，电子流不发生偏转；极板间只存
在匀强磁场 B 时，电子流穿出磁场时的偏向角θ∆=8/110 rad 。

已知极板长度 L =5.0cm ，电场强度 E = 1.5×104V / m ，磁感应强度 B = 0.55×10 -3T 。

求： （1）求电子流初速度的大小；
（2）估算该实验中测得的电子比荷约为多大？（e/m =7.2×1010
）
17、（16分）如图所示，区域I 和区域II 的匀强磁场磁感应强度大小相等，方向相反。

在区域II 的A 处有一静止的原子核发生α衰变，生成的新
核X 电量为q （大于α粒子电量），新核和α粒子的运动轨迹如图，其中一个由区域II 进入区域I ，与光滑绝缘挡板PN 垂直相碰后（PN 与磁场分界线CD 平行），经过一段时间又能返回到A 处，已知区域I 的宽度为d ，试求新核X 和α粒子的轨道半径。

（基本电荷电量为e ）
18、（19分）如图所示，半径分别为R 和r （R>r ）的甲乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条光滑水平轨道CD 相连，在水平轨道CD 上一轻弹簧a 、b 被两小球夹住，同时释放两小球，a 、b 球恰好能通过各自
的圆轨道的最高点，求： （1）两小球的质量比.
（2）若m m m b a ==，要求a 、b 还都能通过各自的最高点，弹簧释放前至少具有多少弹性势能.
饶 平 二 中 高 三 级 教 学 质 量 检 测
物理科试卷（选修3-5）答案卷 评分
第Ⅰ卷（选择题）
题号
1 2 3
4
5
6
7
8
9
10
答案
第Ⅱ卷（非选择题）
11、
牛顿
爱因斯坦
主要贡献1 主要贡献2
12、【猜想1】 ， ， 。

【猜想2】 ， ， 。

【猜想3】：
13、解： 班级 姓名 坐号 学校
密 封 线 内 不 得 答 题
14解：15解：
16解：17解：
18解：
饶平二中高三级教学质量检测
物理科试卷（选修3-5）---参考答案及主评分标准
第Ⅰ卷（选择题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案
BC
B
D
A
BCD
CD
BC
B
BC
AC
第Ⅱ卷（非选择题）
11、（每空1分）
牛顿 爱因斯坦 主要贡献1 牛顿运动三定律 光子说 主要贡献2
万有引力定律
相对论
12、【猜想1】 9 ， 3 ，不成立 。

【猜想2】 4.05 ， 5.85 ，不成立 。

（每空1分） 【猜想3】：
解：在碰撞中B 球的动量增加量为：0-'=∆B B B v m p =0.1×9kg m/s=0.9㎏m/s （2分） A 球的动量减少量为：A A A A A v m v m p '-=∆=0.3×（8-5）kg m/s=0.9㎏m/s （2分） 可见，在这次碰撞中B 球的动量增加量与A 球的动量减少量相等。

（2分）
13解(1):设人跳上小车后与小车的共同加速度为v , 取向右为正方向，根据动量守恒定律得： Mv 1－mv 2=(M+m)v （4分） 则： 50
1006
.550110021+⨯-⨯=+-=
m M mv Mv v m/s =－1.2 m/s （2+1分）方向向左（1分）
(2)根据动能定理得人对小车做的功，由动能定理得：
2221211002
1
2.110021)3(2121⨯⨯-⨯⨯=-=
分Mv Mv W J=22J （3分）
14解：由光电效应规律：
对紫外线第一次入射有：/W hc W h E -=-=λγ ①（3分）
对紫外线第二次入射有：02022/W hc W h E k -=-=λγ ②（3分） 由①②得第二次入射的光电子的最大初动能是：
()J J J hc E E k k 199
99
8
34
19
2
11
212102.710
1601020010)160200(10310
63.610
6.194.24)(
------⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=-+=分λλλλ （3分）
15解：（1）设地面上垂直阳光的1m 2
面积上每秒钟接收太阳光的能量为E ，可见光光子数为n.
则：E=P ×45% （1分） 每个光子的能量为：E 0=h
λ
c
. （1分） n 个光子的能量为：E n =nE 0
（1分） 由题给条件有：E= E n 即P ×45%= nh
λ
c （2分） 所以：n=hc P λ45.0=8
3436103106.6104.11055.045.0⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-- =1.75×10
21
（2分+1分）
以太阳为球心，日、地距离为半径R 的大球面面积为：S=4πR 2
（2分） 大球面接受的光子数即等于太阳辐射的全部光子数，则所求可见光光子数为：
N=n · 4πR 2
=1.75×1021
×4×3.14×（1.5×1011
）2
=4.9×10
44
（1分+1分）
（2）地球背着阳光的半个球面没有接收太阳光。

地球向阳的半个球面面积也不都与太阳光垂直。

接收太阳光辐射且与阳光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积。

则地球接收阳光的总功率：
P 地=P ·πr 2 =1.4×103
×3.14×(6.4×106)2 W=1.8×1017 W. （2分+2分）
16解：（1）电子流无偏转时，由平衡条件有：evB eE = ① （3分）
所以电子流初速度的大小：
341055.0/105.1/-⨯⨯==B E v m/s = 2.7×107 m/s ② （1+1分）
（2）只存在匀强磁场 B 时，电子在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力，有： r mv evB /2
= ③ （2分） 由几何关系有：θ∆=sin /L r ④ （2分） 因偏转很小，有：θ∆≈/L r ⑤ （2分）
由①～⑤得比荷为：
2
2342100.5)1055.0(110/8105.1)(--⨯⨯⨯⨯⨯=
∆=∆=BL v L B E m e θθ或C/㎏=7.2×1010 C/㎏（3+2分）
17解：原子核发生α衰变前后由动量守恒定律：x x v m v m -=αα0 ①（3分） 衰变后新核X 和α粒子在磁场中分别做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力有： r mv qvB /2
= ②（3分） 所以，对α粒子的轨道半径为： αα
ααBq v m r =
③（1分） 对新核X 的轨道半径：Bq
v
m r x x x = ④（1分）
在图中作直线ob 、oh ，则△obh 为等边三角形，由图中的几何关系可知：
α粒子的轨道半径： 3/3260sin /d d r == α ⑤（3分）
由①③④得：e q q q r r x 2:::==αα ⑥（2分）
所以新核X 的轨道半径为： q
ed
q er r x 3342=
=
α （3分）
18解：（1）设释放两小球时，a 、b 球的速度分别为b a v v ,，则对a 、b 球的弹簧组成的系统，
由动量守恒定律： b b a a v m v m = ①（2分）
若a 、b 球恰好能通过各自的圆轨道的最高点时的速度为'a v 、'
b v
则对a 需满足：R
v m g m a a a 2
'
= ②（2分）
所以：gR v a =' ③（1分）
对b 同理有：gr v b =' ④（1分）
机械能守恒定律：
对a ： R g m v m v m a a a a a 22
12122+'= ⑤（2分）
对b ： r g m v m v m b b b b b 22
12
122+'= ⑥（2分）
联立①③④⑤⑥得： R
r v v m m a
b b
a == ⑦（3分）
（2）若m m m b a ==，由动量守恒定律得：v v v b a == ⑧（2分）
当a 球恰好能通过圆轨道的最高点时，b 球也能通过圆轨道的最高点，这时E 弹最小。

由能量的转化与守恒有：
2222
122121mv v m v m E b b a a ⋅=+=
弹 ⑨（2分） 由②⑤⑨得最小弹性势能为：
d
h b a
o f
c
1
(
2=
+
⨯
=
弹
（2分）
mgR
R
mg
mgR
E5
)
2
2。