p2但是质量不守恒；知道动量和动能的关系Ek?。
2m7．【2017·江苏卷】质子（1H）和α粒子（2H）被加速到相同动能时，质子的动量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为 ． 【答案】小于 2:1
【解析】动量与动能的关系：p2?2mEk，又质子的质量小于α粒子的质量所以质子的动量小于α粒子的动量，且
hp1m11??；根据??，可得质子和α粒子的德布罗意波波长之比为2:1．
pp2m2214【考点定位】物质波
【名师点睛】考查公式，动量与动能的关系以及物质的波的波长和公式，较容易．
8．【2017·北京卷】（18分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子（42He）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。
AX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。 （1）放射性原子核用Z（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。
（3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。
A【答案】（1）ZX?A?4Z?22πm(M?m)(qBR)2q2BY?He （2） （3） 2qB2mMc2πm42【解析】（1）根据核反应中质量数与电荷数守恒可知，该α衰变的核反应方程为ZX?AA?4Z?24Y?2He
v2（2）设α粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，由洛伦兹力提供向心力有qvB?m
R
可得v??mvqBR? MM2根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有?mc?11Mv?2?mv2 22(M?m)(qBR)2解得?m?
2mMc2说明：若利用M?A?4m解答，亦可。 4【考点定位】核反应方程、带电粒子在匀强磁场中的运动、动量守恒定律、爱因斯坦质能方程、能量守恒定律
【名师点睛】（1）无论哪种核反应方程，都必须遵循质量数、电荷数守恒。
（2）α衰变的生成物是两种带电荷量不同的“带电粒子”，反应前后系统动量守恒，因此反应后的两产物向相反方向运动，在匀强磁场中，受洛伦兹力作用将各自做匀速圆周运动，且两轨迹圆相外切，应用洛伦兹力计算公式和向心力公式即可求解运动周期，根据电流强度的定义式可求解电流大小。
（3）核反应中释放的核能应利用爱因斯坦质能方程求解，在结合动量守恒定律与能量守恒定律即可解得质量亏损。
【2016高考真题】
1．【2016·天津卷】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
1417B．查德威克用α粒子轰击7N获得反冲核8O，发现了中子
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，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
【考点定位】物理学史
【名师点睛】此题是对近代物理学史的考查；都是课本上涉及的物理学家的名字及其伟大贡献，只要多看书、多积累即可很容易得分；对物理学史的考查历来都是考试的热点问题，必须要熟练掌握。 2．【2016·上海卷】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 A．电子 【答案】D
【解析】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。
B．中子
C．质子
D．原子核
故选项D正确。
【考点定位】原子核式结构模型
【方法技巧】本题需要熟悉α粒子散射实验和原子核式结构模型。
3．【2016·上海卷】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
A．1位 B．2位 C．3位 D．4位 【答案】C
【考点定位】α衰变和β 衰变、衰变前后质量数和电荷数守恒
【方法技巧】衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β 衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量。
4．【2016·北京卷】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 【答案】C
【解析】因为是大量处于n=3能级的氢原子，所以根据Cn可得辐射光的频率可能有3种，故C正确。 【考点定位】考查了氢原子跃迁
【方法技巧】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，知道数学组合公式Cn的应用，另外需要注意题中给的是“大量”氢原子还是一个氢原子。
5．【2016·上海卷】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
2 B．2种 C．3种 D．4种
2
A．a为电源正极，到达A板的为α射线 C．a为电源负极，到达A板的为α射线 【答案】B
B．a为电源正极，到达A板的为β射线 D．a为电源负极，到达A板的为β射线
【考点定位】带电粒子在匀强电场中的偏转、α射线和β射线的本质
【方法技巧】通过类平抛运动计算粒子在竖直方向的位移关系式，根据公式分析该位移与比荷的关系，再结合图示进行比较判断。
6．【2016·江苏卷】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 ．
1414A．6C?7N?0?1e
B．
2359241951U+0n?13953I?39Y?20n
2713C．
2 141H+31H?2He+0n D．2He+
Al?30151P+0n
【答案】A
【解析】A为β衰变方程，B为重核裂变，C轻核聚变，D原子核的人工转换，所以A正确． 【考点定位】核反应方程
【方法技巧】区分几种常见的核反应方程。 7．【2016·海南卷】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．玻尔的原子理论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 【答案】ACD
【解析】爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故选项A正确；康普顿效应表明光不仅具有能量，还具有动量，故选项B错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故选项C正确；卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故选项D正确；微观粒子的德布罗意波长为??其中p为微观粒子的动量，故动量越大，则对应的波长就越短，选项E错误。 【考点定位】光电效应、康普顿效应、波尔的原子理论、核式结构模型、德布罗意波
【名师点睛】本题考查了光电效应、康普顿效应、波尔的原子理论、核式结构模型、德布罗意波等基础知识点，难度不大，关键要熟悉教材。
8．【2016·全国新课标Ⅰ卷】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
h，pA．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 【答案】ACE
【解析】根据光电效应实验得出的结论：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，故A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程得：入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；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，保持入射光的光强不变，若低于遏止频率，则没有光电流产生，故D错误，E正确。 【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；本题涉及的光电效应知识较多，很多结论都是识记的，注意把握现象的实质，明确其间的联系与区别；平时积累物理知识。
9．【2016·全国新课标Ⅲ卷】一静止的铝原子核13Al俘获一速度为1.0?10m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核14Si，下列说法正确的是
2728*A．核反应方程为p?13Al?14Si
27728*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10m/s，方向与质子初速度方向一致 【答案】ABE
5
【考点定位】考查了动量守恒、能量守恒、核反应方程
【方法技巧】由质量数、电荷数守恒可知核反应方程；由动量守恒可知硅原子核速度的数量级及速度方向，本大题包含了3-5原子物理的内容，难度不大，但从题目来看考查范围很广，要求能全面掌握。
二、非选择题
10．【2016·全国新课标Ⅱ卷】（5分）在下列描述的核过程的方程中，属于α衰变的是_______，属于β
衰变的是_______，属于裂变的是_______，属于聚变的是_______。（填正确答案标号）
1414A．6C?7N?0?1320e B．3215P?16S??1e
1441712344N?He?O?H C．238 D．U?Th?He728192902E．
2359219413241U?0n?14054Xe?38Sr?20n F．1H?1H?2He?0n
【答案】C AB E F
【解析】衰变的反应物只有一个，生成物有2He或?1e；重核裂变的反应物一般是重核和中子，生成较轻的核；氢核聚变是轻核合成为较重的核。 【考点定位】核反应方程、核反应类型
【名师点睛】此题考查核反应的基本类型；要知道核反应分为四种：衰变、重核裂变、轻核聚变和人工核转变；记住各种类型方程的特点即可解决此题。
11．【2016·江苏卷】已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为ν的光子的动量为 ．用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为 ． 【答案】
40hν2hνν
c c
【考点定位】光的粒子性，光子的动量
【方法技巧】光子的动量的公式以及动量的矢量性。 12．【2016·江苏卷】几种金属的溢出功W0见下表：
用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10~7.6×10m，普朗克常数h=6.63×10J·s． 【答案】纳、钾、铷 【解析】光子的能量E=光电效应．
【考点定位】光的效应
【方法技巧】考查对光电效应的理解，还有就是计算能力。
-7
-7
-34
hc?，取λ=4.0×10 m，则E≈5.0×10
–7–19
J，根据E>W0判断，纳、钾、铷能发生
2016 - 2024高考物理试题分项版解析专题13原子结构原子核和波粒二象性含解析
