2015年物理真题分类 原子物理(含解析) 学练案

2015高考题分类汇编:原子物理-学案1.(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 。

2.【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3.【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 4.【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。

现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。

下列说法正确的是_____。

（双选，填正确答案标号）a.该古木的年代距今约为5700年b.12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 c.14C 衰变为14N 的过程中放出β射线 d.增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 5.【2015广东-18】18.科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为： X + Y++ 4.9MeV 和++ X+ 17.6MeV ，下列表述正确的有A.X 是中子B.Y 的质子数是3，中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应6.【2015北京-14】．下列核反应方程中，属于α衰变的是（ ）A. H O He N 1117842147+→+B. e 42h 2349023892H T U +→ C. n He H H 10423121+→+ D. eP Th 01a 2349123490-+→ 7.【2015北京-17】． 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 8.【2015安徽-14】．图示是α粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹，M 、N 、P 、Q 是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。

图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是A ．M 点B ．N 点C ．P 点D ．Q 点 9.【2015江苏-12】 C ．【选修3-5】（12分） （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，23592U 是常用的核燃料。

23592U 受一个中子轰击后裂变成14456Ba 和8936Kr 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271.672610p m kg -=⨯，中子的质量271.674910n m kg -=⨯，α粒子的质量276.646710m kg α-=⨯，光速8310/c m s =⨯，请计算α粒子的结合能，（计算结果保留两位有效数字）10.【2015海南-17】17.模块3-5试题（12分） （1）氢原子基态的能量为113.6E eV =-。

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-0.961E ，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。

11.【2015海南-17】（2）运动的原子核Az X 放出α粒子后变成静止的原子核Y 。

已知X 、Y 和α粒子的质量分别是M 、1m 和2m ，真空中的光速为c ，α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α粒子的动能。

12.【2015天津-1】1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是A ．光电效应实验B ．伦琴射线的发现C ．α粒子散射实验D ．氢原子光谱的发现 13.【2015天津-1】1.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.a 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2015高考题分类汇编:原子物理参考答案 1．【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 e 2= eU c , 和 爱因斯坦光电效应方程：m e v e 2= h ν- W 0 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W 0 = -eb . 2.【答案】ACD考点：波粒二象性 3.【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。

4.【答案】ac 【解析】试题分析：因古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项a 正确；12C 、13C 、14C 具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项b 错误；根据核反应方程可知，14C 衰变为14N 的过程中放出电子，即发出β射线，选项c 正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项d 错误；故选ac.考点：半衰期；核反应方程.5.【答案】AD 【考点】核反应方程；结合能、质量亏损；聚变反应 【解析】本题中考查了原子物理的基础知识。

题目中有原子物理的两个核反应方程，根据质量数和电荷数守恒规律，由第二个核反应方程得到X 为中子()，选项A 正确；再由第一个方程得到Y 质子数为3，质量数为6，则中子数 = 质量数 – 质子数 = 3 ，选项B 错误；两个核反应都产生了能量，根据爱因斯坦质能方程可知一定有质量亏损，选项C 错误；氘和氚的核反应是核聚变反应，选项D 正确。

6.【答案】B 【难度】★【考点】原子物理衰变【解析】α 衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核，并放出α 粒子的过程。

可以很容易的选出 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 7.【答案】D 【难度】★★【考点】β衰变，动量守恒，带电粒子在磁场中的圆周运动【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大小相等，方向相反。

由Rmv qBv 2=，得qBm v 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，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。

8.【答案】C考点：考查库仑定律和牛顿第二定律。

9.（1）【解析】光电效应说明光的粒子性，所以A 正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B 正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C 错误；根据的德布罗意波长公式ph =λ，k mE p 22=，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D 错误。

（2）由质量数和电荷数守可知：n Kr Ba n U 1089361445610235923⋅++→+，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。

（3）根据爱因斯坦质能方程2mc E ∆=∆，可求：()J c m m m E n p 122103.422-⨯=-+=∆α10.【答案】10eV ，10 【解析】频率最小的光子是从2n =跃迁，即频率最小的光子的能量为()min 3.413.610E eV eV eV =---≈频率最大的光子能量为-0.961E ，即()()13.60.9613.6nE eV eV --=-⨯-，解得0.54nE eV =-即5n =，从5n =能级开始，共有51→，54→，53→，52→，41→，42→，43→，31→，32→，21→，10种不同频率的光子11.【答案】()212k E M m m c ∆=--，()2122MM m m c M m --- 【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()2222121122X m v Mv M m m c α-=-- ①反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有2X Mv m v α=，②联立①②可得()22212212M m v M m m c M m α=---12.【答案】C【解析】光电效应实验说明光具有粒子性；伦琴射线的发现说明原子核内也有结构；氢原子光谱的发现说明原子中的电子轨道量子化和定态，不同元素的原子具有不同的特征谱线。

α粒子散射实验揭示原子具有核式结构。

选项C 正确。

【考点】氢原子光谱；光电效应；原子的核式结构13.【答案】A。