发布时间 : 星期一 文章考前三个月2015届高考物理名师考点点拨专题讲义：专题17+原子物理和动量（含14真题及原创解析）更新完毕开始阅读
高考定位
本专题考查的重点和热点有：①动量守恒定律及其应用；②原子的能级跃迁；③原子核的衰变规律；④核反应方程的书写；⑤质量亏损和核能的计算；⑥原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．应考策略：本专题涉及的知识点多，而且多是科技前沿的知识，题目新颖，但难度不大，因此应加强对基本概念和规律的理解，抓住动量守恒定律和核反应两条主线，强化典型题目的训练，提高分析综合题目的能力．
考题1 原子物理基础知识、核反应与动量的组合
例1 (1)下列说法正确的是________．
A．玻尔原子理论不仅能解释氢原子光谱，而且也能解释其他原子光谱 B．法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂结构 C. 23592U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短 D．处于n＝3激发态的一群氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光子
11212(2)速度为v0的中子0n击中静止的氮核14 7N，生成碳核 6C和另一种新原子核，已知 6C与新核
的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后12 6C核与新核的动量之比为2∶1. ①写出核反应方程．
②求12 6C与新核的速度各是多大？
1212解析 (2)②设10n、 6C、新核质量分别为m0、m1和m2，碰后 6C、新核速度分别为v1、v2.
由动量守恒得m0v0＝m1v1＋m2v2 又m1v1＝2m2v2
v0v0联立求得：v1＝，v2＝ 189
v0v01123
答案 (1)BD (2)①14N＋n→C＋H ② 70 61
189
1．(1)以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是________(填正确答案标号)． A．卢瑟福用实验得出原子核具有复杂的结构
B．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 C．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损
D．自然界中含有少量的14C, 14C具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用
14
C来测定年代
E．光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关
(2)如图1所示，内壁光滑半径为R的圆形轨道，固定在竖直平面内．质量为m1的小球静止在轨道最低点，另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放，运动到最低点时与m1发生碰撞并粘在一起．求：
图1
(ⅰ)小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小；
(ⅱ)碰撞后，m1、m2能沿内壁运动所能达到的最大高度(相对碰撞点)．
2m 2R
答案 (1)BDE (2)(ⅰ)2gR (ⅱ)
?m1＋m2?2解析 (2)(ⅰ)设小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小为v0.由机械能守恒定律，得
12
m2gR＝m2v 0 2
①
②
解得v0＝2gR
(ⅱ)设两球碰撞后，m1、m2两球粘在一起的速度为v，由动量守恒定律，得 m2v0＝(m1＋m2)v
③
设两球碰撞后上升的最大高度为h，由机械能守恒得 1
(m1＋m2)v2＝(m1＋m2)gh 2
m2 2R
由②③④三式解得h＝ ?m1＋m2?22．(1)下列说法正确的是( )
④
A．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动 B．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性 C．β射线是原子核外电子高速运动形成的
D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短
(2)1896年法国物理学家贝克勒尔在对含铀的矿物进行研究时，发现了天然放射现象，从而揭开了原子核的秘密．静止的铀核 23892U发生α衰变后，生成新核Th并释放出γ光子．已知铀的质量为m1，α粒子的质量为m2，Th核的质量为m3，并测得α粒子的速度为v.(已知光在真空中的传播速度为c)
①写出核反应方程式并求出此反应过程中释放的核能； ②求出反应后Th核的速度大小．
m22234423823442
答案 (1)BD (2)① 238v(v92U→ 90Th＋2He(或 92U→ 90Th＋2He＋γ) (m1－m2－m3)c ②m3117也算对)
23442382344解析 (2)① 23892U→ 90Th＋2He(或 92U→ 90Th＋2He＋γ)
根据爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2得 ΔE＝(m1－m2－m3)c2.
②根据动量守恒定律：m2v－m3vTh＝0
m22
Th核的速度为：vTh＝v(v也算对)．
m3117
1．核反应方程的书写
(1)核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替． (2)核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．
(3)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程． 2．原子核的衰变
(1)衰变实质：α衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氦核并射出；β衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出；γ衰变伴随着α衰变或β衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中产生的能量． (2)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子无意义．
考题2 原子物理基础知识、能级与动量的组合
例2 (2014·山东·39)(1)氢原子能级如图2所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________(双选，填正确答案标号)．
图2
a．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm b．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 c．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 d．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级
(2)如图3所示，光滑水平直轨道上两滑块A、B用橡皮筋连接，A的质量为m.开始时橡皮筋
松弛，B静止，给A向左的初速度v0.一段时间后，B与A同向运动发生碰撞并粘在一起，碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍，也是碰撞前瞬间B的速度的一半．求：
图3
(ⅰ)B的质量；
(ⅱ)碰撞过程中A、B系统机械能的损失．
解析 (1)能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a错误；由Em－En＝hν可知，b错误，d正确；根据C23＝3可知，辐射的光子频率最多3种，c正确．
(2)(ⅰ)以初速度v0的方向为正方向，设B的质量为mB，A、B碰撞后的共同速度为v，由题
vv
意知：碰撞前瞬间A的速度为，碰撞前瞬间B的速度为2v，由动量守恒定律得m·＋2mBv
22＝(m＋mB)v
① ②
m
由①式得mB＝
2
(ⅱ)从开始到碰撞后的全过程，由动量守恒定律得 mv0＝(m＋mB)v
③
设碰撞过程A、B系统机械能的损失为ΔE，则
1v11
ΔE＝m()2＋mB(2v)2－(m＋mB)v2
2222
12
联立②③④式得ΔE＝mv 0 6
m12
答案 (1)cd (2)(ⅰ) (ⅱ)mv 0 26
3．(1)下列说法中正确的是________．
A．电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性
④
B．裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行
C．原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子 D．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
(2)氢原子的能级如图4所示．有一群处于n＝4能级的氢原子，若原子从n＝4向n＝2跃迁时所发出的光正好使某种金属产生光电效应，则：
图4