1、新课标2013年高考考前预测核心考点专项突破动量守恒 原子与原子核 波粒二象性一、选择题1.原子核俘获一个慢中子后发生裂变，核反应方程式为，其中X为某种粒子，a为X的个数。则以下说法正确的是（ ）A. a3B. X为电子C.上述原子核中的核子数最多的是U D.上述原子核中的中子数最少的是U 答案：AC2元素除天然的外，还可以通过合成的方法获得新的人造元素，如1996年德国的达姆施特重离子研究所就合成了一种新的人造元素，它是由撞入一个的原子核，并立即释放出一个中子后而形成的，则该新元素的（ ）原子序数为113原子序数为112中子数为165 核子数为278答案：BC3按照玻尔的理论，氢原子的能级是
2、氢原子处于各个定态时的能量值，它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。当一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（ ）氢原子系统的电势能减小，电子的动能增加氢原子系统的电势能减小，电子的动能减小氢原子可能辐射种不同波长的光氢原子可能辐射种不同波长的光答案：AD4一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别是m1、m2、m3，则（ ）A由于反应前后质量数不变，所以m1+m2=m3，反应前后没有能量变化B由于反应时释放出了能量，所以m1+m2m3 C由于反应在高温高压下进行，从而吸收能量，所以m1+m22，真空中的光速为c，则氢原子从能级B跃迁到能级C时（ ）A
3、将吸收光子，光子的波长为B将辐射光子，光子的波长为C将吸收光子，光子的频率为 D将辐射光子，光子的频率为 答案：B24下列说法正确的是（ ）A如果地球表面没有大气层，太阳照亮地球的范围要比有大气层时略小些B对烧红的铁块发出的光做光谱分析，会发现其谱线只分布在连续光谱中红光所在区域C放射性元素发生衰变，产生的新核的化学性质不变D太阳能是指在太阳内部高温高压条件下不断地发生核聚变释放的核能，其核聚变的反应方程是答案：A25.下面列出的是一些核反应方程; ; 其中（ ）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
4、子，Z是质子答案：D26.下列说法正确的是（ ） A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应B卢瑟福的粒子散射实验可以估测原子核的大小C大量氢原子从n4的激发态跃迁到n2的激发态时，可以产生4种不同频率的光子D一种元素的同位素具有相同的质子数和不同的中子数答案：BD27.右图为不同的原子核，其核子的平均质量与原子序数的关系，则下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是（ ）A天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数总是守恒B原子核裂变或聚变时放出能量，质量亏损，所以质量数不守恒C据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能D据图可知，原子D和E聚变成原子核F要吸收能量答案：AC28目前，在居家
5、装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出、射线，这些起射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是:（ ）A.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B.已知氡的半衰期为3.8天,若取1g氡放在天平上左盘上,砝码放于右盘,左右两边恰好平衡,则7.6天后,需取走0.75g砝码天平才能再次平衡C.发生衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了4D.射线一般伴随着或射线产生,在这三种射线中,射线的穿透能力最强,电离能
6、力最弱答案：AD解析：衰变后原子核的电荷数将增加一个元电荷，即增加一个质子，同时放出一个电子，其方程为，A对，衰变只是一种核反应并不是挥发，B错，发生衰变时,生成核与原来的原子核相比,质量数减少了4，中子数减小了2，C错，根据射线的特性知D对，故选AD点评：此题主要考查核反应方程和两种衰变，注意其本质和两个守恒，即电荷数守恒，质量数守恒。29.电子和负电子的质量均为m。，电荷量相等，但电性不同。当一对正、负电子以相等的动能Ek。对撞时将发生“湮灭” ，产生两份频率相等的光子辐射出去。每份光子的能量E和频率。分别为（式中c为光速，h为普朗克常量） （ ）A.Emc2Ek B. Emc2Ek C.
7、 Emc2 D. Emc22Ek 答案：B30假设两个相同的核A与B，质量均为2.0134u，动能均为E0它们在不受其他力作用的情况下相向运动发生对心正碰，转变为C核与D粒子，且释放的核能E全部转化为动能，设C核质量为3.0151u，动能为E1，D粒子质量为1.0087u动能为E2，可以确定：（ ） A质量亏损为m=0.0030u B释放能量E=2.71014J CE1+E2=2E0+E DE1E2答案：AC31下列说法正确的是（ ）A氢原子中的电子绕核运动时，辐射一定频率的电磁波B各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光C放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，
8、它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用D比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定答案：BCD32下列关于原子核衰变和核反应的说法正确的是（ ）A衰变时放出的射线和射线都是电磁波 B射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力 C，其反应属于重核的裂变, 应用于当今的核电站中 D，其反应属于轻核的聚变答案：CD33静止的镭核发生()衰变，释放出的粒子的动能为，假设衰变时的能量全部以动能形式释放出来，则衰变过程中总的质量亏损是CABCD34静止的氡核放出一个粒子后变成钋核，粒子动能为,若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能，真空中的光速为c，则核反应中的质量亏损为
9、 （ ） A. B. 0 C. D. 答案：C甲乙丙35如图 ，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向度垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有三种。下列判断正确的是（ ）A甲是射线，乙是射线，丙是射线B甲是射线，乙是射线，丙是射线C甲是射线，乙是射线，丙是射线D甲是射线，乙是射线，丙是射线答案：A36美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（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
10、粒子x是 （ ）AA、中子 B、质子 C、电子 D、粒子答案：A37关于天然放射现象下列说法中正确的是（ ）A1903年英国物理学家汤姆生在研究铀矿的荧光现象时首次发现了天然放射现象B通常把放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做该元素的半衰期C在三种射线中射线的电离作用较弱，穿透本邻最强。D在衰变放出一个电子的过程中原子核内的一个中子变为一个质子答案：BD38许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列符合历史史事实的是（ ）A牛顿总结出了万有引力定律并测出了万有引力常量 B贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构C奥斯特发现电流的磁效应 D汤姆生通过对阴极射线的研究发
11、现了电子 答案：CD39北京奥运场馆设计新颖独特，令世人瞩目，同时体现“绿色奥运”理念，如奥运会场馆周围的路灯将利用太阳能光伏发电技术，奥运会的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的核聚变反应形成的，其核反应方程是（ ）A4HHe + 2e BN +HeO +HCU +nXe +Sr + 10nDUTh +He答案：A来源:学科网40氢原子从激发态跃迁到基态时，则核外电子（ ）A动能增加，电势能减少，动能的增加量小于电势能的减少量B动能增加，电势能减少，动能的增加量等于电势能的减少量C动能减少，电势能增加，动能的减少量大于电势能的增加量D动能减少，电势能
12、增加，动能的减少量等于电势能的增加量答案：A41用粒子轰击铝核(Al)，产生磷核(P)和x粒子，磷核(P)具有放射性，它衰变后变成硅核(Si)和y粒子，则x粒子和y粒子分别是（ ）（A）质子 H、电子 e （B）质子 H、正电子 e （C）中子 n、电子 e （D）中子 n、正电子 e答案：D42下列叙述中符合物理学史实的有（ ）A.托马斯杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有粒子性B.卢瑟福通过“粒子散射实验”的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的C.麦克斯韦根据电磁场理论，提出了光是一种电磁波D.贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构学说答案：C43下列说法中正确的是（ ）
13、（A）卢瑟福在a粒子散射实验中发现了电子，提出了原子的核式结构学说（B）查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子（C）贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Pa）和镭（Ra）（D）照相机的镜头一般都涂上增透膜，这种镀膜技术的物理学依据是光的直线传播答案：B44下列叙述中正确的是 ( ) A. 卢瑟福用粒子轰击氮核发现了质子。B. 电子的发现使人们认识到原子核有复杂的结构。C. 射线是电磁波。来源:学科网ZXXKD. 放射性元素的半衰期与温度有关。答案：A45如图所示是发现中子的实验过程，关于“不可见射线”的性质和从石蜡中“打出的粒子”的名称，下述说法中正确的是 （ ）粒子PoB
14、e不可见粒子 石蜡质子（A）这种“不可见射线”是质子流，从石蜡中“打出的粒子”是中子（B）这种“不可见射线”是中子流，从石蜡中“打出的粒子”是质子（C）这种“不可见射线”是射线，从石蜡中“打出的粒子”是中子（D）这种“不可见射线”是射线，从石蜡中“打出的粒子”是质子答案：B显微镜荧光屏金箔放射源AB46如图所示为卢瑟福a粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察a粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是 （ ）（A）在图中的A、B两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多（B）在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光（C）卢瑟
15、福选用不同金属箔片作为a粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似（D）a粒子发生散射的主要原因是a粒子撞击到金原子后产生的反弹答案：C47一个 核经一次 b 衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是（ ）A6和8 B5和9 C8和6 D7和7 答案：D48 伦琴射线管是用来产生X射线的一种装置，构造如图所示。真空度很高（约为10-4帕）的玻璃泡内，有一个阴极K和一个阳极A，由阴极发射的电子受强电场的作用被加速后打到阳极，会产生包括X光内的各种能量的光子，其中光子能量最大值等于电子的动能。已知阳极和阴极之间的电势差U，普朗克常数h，电子电量e和光速c，则可知该伦琴射线管发出的X光的（）A.最短波
16、长为B.最长波长为C.最小频率为 D.最大频率为答案：D二、填空、计算题49物理学在研究宏观、低速条件下的动力学问题时， 可采用牛顿运动定律，但在解决微观、高速问题时运用牛顿运动定律就会遇到困难物理学中有一些规律，对宏观、低速问题或微观、高速问题都能适用，如力学中的：F t = m v，式中m是所研究对象的质量，v是所研究对象的速度的变化，F是在时间t (可以是极短的时间 ) 内作用在研究对象上的平均作用力解决以下情景中的某些问题要运用到这个规律静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，从而对飞行器产生反作用推力（称之为反冲力），使飞行器获得加速度已知
17、飞行器的质量为M，发射出的是2价氧离子，发射离子的功率为P，加速电场的电压为U，每个氧离子的质量为m，基本电荷电量为e，不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：（1）请运用相关知识推导题中给出的规律；（2）射出的氧离子的速度；（3）1s内射出的氧离子数；（4）射出离子后飞行器开始运动时的加速度解析：（1）根据牛顿第二定律和加速度定义式 ， 可得F t = m v （2）在电压U加速下，射出的氧离子速度为v，根据动能定理有 解得 （3）1s内射出的氧离子数为 （4）运用题给规律，设氧离子在时间t内对飞行器的反冲力为F， 将n、v代入得 则射出离子后飞行器开始运动时的加速度为 50（1）在光电效应现
18、象中，下列说法中正确的是 A入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大 B光电子的最大初动能随照射光的频率增大而增大C对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于此波长，才能产生光电效应 D对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应底线PAPBPC碰撞前状态碰撞后状态底线（2）铀（）经过、衰变形成稳定的铅（），问在这一变化过程中，共转变为质子的中子数是 个 （3）在橄榄球比赛中，一个95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动，想穿越防守队员到底线触地得分就在他刚要到底线时，迎面撞上了对方两名均为75kg的队员，一个速度为2m/s，另一个为4m/s，然后他们就扭在了一起他
19、们碰撞后的共同速率是；碰撞后状态底线P在右面方框中标出碰撞后他们动量的方向，并说明这名前锋能否得分：答案：(1)BC (2)6 (3) 0.1m/s （ 方向见右图 51（1）根据核反应方程 ，完成下列叙述：粒子中含有 个中子，原子序数为 ；物理学家 用该粒子做了著名的散射实验，据此提出了原子的 模型。该物理学家又用该种粒子轰击氮核（），发现，写出该核反应方程：来源:Z&xx&k.Com（2）美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标坦普尔号彗星，这次撞击只能使该彗星自身的运行速度出现1107m/s的改变。探测器上所携带的重达370kg的彗星“撞击器”将以3.6104km/h的速度
20、径直撞向彗星的彗核部分，撞击彗星后融化消失。根据以上数据，估算一下彗星的质量是多少？答案：（1）2 2 卢瑟福 核式结构 质子 （或）； （2）解析：以彗星和撞击器组成的系统为研究对象，设彗星的质量为M，初速度为v01，撞击器质量，速度，撞击后速度为v由动量守恒定律得： 由于M远大于m，所以，上式可以化为： 解得： 由题给信息知，撞击后彗星的运行速度改变了 m/s，即m/s 代入式解得 53如图所示，五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为0.5m，质量为0.6 kg。在第一块长木板的最左端放置一质量为0.98 kg的小物块。已知小物块与长木板间的动摩擦因数为0.2，长木
21、板与地面间的动摩擦因数为0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。一颗质量为0.02 kg的子弹以的150 m/s水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板表面滑行，重力加速度g取10 m/s2。（1）分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动。（2）求物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离。v0解析：（1）设子弹、小物块、长木板的质量分别为m0、M、m，子弹的初速度为v0，子弹击中小物块后二者的共同速度为v1，由动量守恒定律m0 v0=(M+ m0) v1-子弹击中小物块后物块的质量为M，且M= M+ m0设当物块滑至第n块木板时，木板才开始运动1Mg2M+(6n)mg -其
22、中1、2分别表示物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数由式解得n4.3即物块滑上第五块木板时，木板才开始在地面上滑动（2）设物块刚滑上第五块木板时的速度为v2，每块木板的长度为L，由动能定理1 Mg4L=Mv22Mv12-由式解得v2=1m/s-物块在第五块木板表面做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，设经历时间t，物块与木板能获得相同的速度v3，由动量定理1 Mgt=Mv3Mv3-1 Mg2(M+m)t=m v3-由式解得v3=m/s-在此过程中，物块发生的位移为s1，由动能定理1 Mg s1=Mv32Mv22-解得s1=m0.5m即物块与木板获得m/s的共同速度，之后整体向前匀减速运动s
23、2后静止由动能定理2 （M+m）g s2=(M+m)v32 -解得s2=m所以物块总共发生的位移s=4L+ s1+ s2 -解得s2.27m-54（1）如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U若增加黄光照射的强度，则毫安表 （选填“有”或“无”）示数若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表 （选填“有”或“无”）示数若用几种都能使金属涂层发生光电效应的不同频率的光照射光电管中的金属涂层，分别测出能使毫安表的读数恰好减小到零时的不同电压值U，通过U和的几组对应数据
24、，作出U 图象则利用电子的电荷量e与U 图象的 就可求得普朗克常量h（用纵轴表示U、横轴表示）（2）一个运动的粒子撞击一个静止的14N核，它们暂时形成一个复合核，随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核已知复合核发生转化需要能量1.19MeV那么要想发生上述核反应，入射的粒子的动能至少要多大？解析：（1）无 有 直线的斜率 （2）粒子撞击14N核形成复合核，应遵循动量守恒，即由能量守恒可知，系统损失的动能变成复合核发生转化所需的能量，即 联立两式解得入射粒子的动能MeV 55（1）下列说法正确的是 （填序号）。A居里夫妇发现了铀和含铀矿物的天然放射现象B根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子
25、后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大。C德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性。D卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成.E赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以东山再起的重要现象光电效应。F为解释光电效应现象，爱因斯坦建立了量子论，并提出了光子说。（2）一个中子轰击铀核（）可裂变生成钡（）和氪（）.已知、和中子的质量分别是235.043 9 u、140.913 9 u、91.897 3 u和1.008 7 u. 写出铀裂变反应方程；并计算一个裂变时放出的能量.答案：（1）.BCE（2）.解析： .核反应方程为+3 由质能方
26、程得放出的能量为E=mc2 =200.55 MeV=3.210-11 J. 56以下说法正确的是 （ ）A当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，发射出光子 B光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性 C原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关 D比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子越稳定一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为v，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块沿原轨道返回，质量为求：（1）另一块爆炸后瞬时的速度大小；（2）爆炸过程系统增加的机械能答案：ACD解：（1）爆炸后沿原轨道返回，则该炸弹速度大小为v，方向与原方向相反 爆炸
27、过程动量守恒， 解得v1=3v （2）爆炸过程重力势能没有改变，爆炸前系统总动能 爆炸后系统总动能 系统增加的机械能E=2mv2 57（1）下列说法正确的是 A康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性B粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径C氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小D比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定 （2）一个高能光子，经过重核附近时与原子核场作用，能产生一对正负电子，请完成相应的反应方程： 已知电子质量me=9.1010-31kg，光在真空中的传播速度为速为c=3.00108m/s，则光子的能量至少为 J（3）一质量为M
28、的航天器远离太阳和行星，正以速度v0在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v1，求加速后航天器的速度大小（v0 、v1均为相对同一参考系的速度）答案：（1）BD （2） （3）设加速后航天器的速度大小为v，由动量守恒定律有解得 58（一）为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞(碰撞过程中没有机械能损失)，某同学选取了两个体积相同、质量不等的小球，按下述步骤做了如下实验：用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2，且m1m2按照如图所示的那样，安装好实验装置将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端点的切线水平将一斜面BC
29、连接在斜槽末端先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置将小球m2放在斜槽前端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处滚下，使它们发生碰撞，记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置 用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF根据该同学的实验，回答下列问题：(1)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中的 点，m2的落点是图中的 点(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式 ，则说明碰撞中动量是守恒的(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式 ，则说明两小球的碰撞
30、是弹性碰撞答案：（一） (1) D 点， F 点(2) (3)59.（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“”或“”A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应 （）来源:学_科_网Z_X_X_KB光电效应现象表明光具有波动性 （）C贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构（）D利用射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹（）E普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说 （）F氢原子的能级图如图所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是1360eV（）（2）某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生或衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并大量放出射线，从而危害人体健康。原来静止的质量为M的氡核（Rn）发生一次衰变生成新核钋（Po）。已知衰变后的粒子的质量为m、电荷量为q、速度为v，并假设衰变过程中释放的核能全部转化为粒子和新核的动能。（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）写出衰变方程；求出衰变过程中的质量亏损。答案：（1） （2）设新核钋的速度为由动量守恒定律 解得 衰变过程中释放的核能为 由爱因斯坦质能方程，得： 解得：
