2012年高考物理试卷中‘原子结构与原子核’部分试题解析

步步学2012年物理高考真题解析年高考物理试卷“原子结构与原子核”部分试题解析A.考纲要求不同考区对“原子结构与原子核”这部分内容的考纲要求略有差异，但是总体情况对这部分内容的考察要求主要为“认识”与“理解”，即对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。下表是2012年上海地区的高考物理大纲中对“原子结构与原子核”这块内容的考察范围以及能力要求。表12012年上海物理高考大纲原子结构与原子核部分内容物质固体的微观结构A1只要求初步了解，不作深入讨论。液体的微观结构A原子的核式结构A物质的放射性A原子核的组成A重核裂变链式反应A放射性元素的衰变B2只要求写出简单的核反应方程不涉及衰变规律原子核的人工转变B核能的应用核电站A我国核工业发展A宇宙的基本结构A天体的演化A1:(A)“知道”是指对知识有初步的认识，要求能够识别和记忆学习内容，说出要点、大意，或在有关现象中能够辨别它们.2:(B)“理解”是指对知识有进一步的认识。要求能初步把握知识内容的由来、意义和主要特征，并能用来分析、解释简单的物理现象或进行简单的计算。B.2012年高考中该部分知识点考题解析1.(2012年江苏卷，12分)(a)如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是_________(b)一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为_________________.该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为步步学2012年物理高考真题解析(c)A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功.[解析]：(a):C(b):1120112;QnHH(c):c000=h,=,==,p:p=2:1=-.=-=-2hABcAABBABpAWEWWEE光子能量动量p且得则照射时，光电子的最大初动能为E同理，解得：[点评]：该题考察了能级跃迁、核反应方程、结合能和光电效应等基础知识点，考察的原子核物理的知识比较全面。该题从能力上，主要考察了考生对基本知识和基本技能的掌握，重点考察了考生图像阅读理解能力，简单的运算能力。该题相对容易，但需要对核物理基础知识掌握全面才能够不失分。2.（2012全国卷，6分）氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：21H+31H→42He+x，式中x是某种粒子。已知：21H、31H、42He和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________MeV（结果保留3位有效数字）[解析]：根据质量数和电荷数守恒有x的电荷数为0，质量数为（2+3-4）=1.可知x为中子；根据只能方程有△E=△mc2=931.5*（2.0141+3.0161-4.0026-1.0087）MeV=17.6MeV。[点评]：该题考察了核反应方程、能量亏损方面的基础知识。需要考生理解核反应方程中的质量数与核电荷数守恒，并通过简单计算得到亏损的能量值。这道题考察了考生基础知识与基本计算能力。3.(2012年广东卷，6分)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有A．nHeHH10422131是核聚变反应B.nHeHH10422131是β衰变C．nKrBanU1089361445610235923是核裂变反应步步学2012年物理高考真题解析．nSrXenU1094381405410235922是α衰变[解析]：AC核聚变是由轻原子核融合生成较重的原子核的过程，故A项正确。β衰败是核电荷数改变一个单位而质量数不改变的核衰变过程，故B项错误。核裂变是由重原子分裂成较轻原子的一种核反应，故C项正确。α衰变过程是一个原子核释放一个α粒子转变成一个新原子核的过程，故D项错误。[点评]：该题主要是利用核反应方程考察了α、β、核裂变和核聚变的基本知识。需要考生对这些基本概念理解认识。这道题是不定项选择，一定程度上加大了该题的难度，如果基础知识不牢固，很有可能失分。4.(2012年山东卷，4分)氢原子第n能级的能量为En=E1/n2，其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为v1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为v2，则v1/v2=。[解析]：¼，根据跃迁公式hv=Em-En即可解得。[点评]：该题考察了能级跃迁及光电效应的基本概念，并会用光子能量公式简单计算光子的频率。需要考生对这部分基本知识理解，并会做简单的应用。该题属于简单题。5.(2012年浙江卷，10分)一个静止的钚核23992Pu自发衰变成一个铀核23592U和另一个原子核X，并释放出一定的能量。其衰变方程为：2392359492PuUX(a):方程中的“X”符号为：；(b):钚核的质量为239.0522u，铀核的质量为235.0439u，X的质量为4.0026u，已知1u相当于931MeV，则该衰变过程中释放出的能量是MeV；(c)假设钚核衰变释放出的能量全部转化为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是。[解析]：(a)由质量数及电荷数守恒可知X=42He.(b)该核反应损失能量△m=（239.0522-235.0439-4.0026）u=0.0057u；释放能量为△E=0.0057*931MeV=5.31MeV。(c)由动量守恒得mUvU=mXvX;Ek=½mv2。解方程组得，EkX:EkU=235:4=58.7[点评]：该题考察了核反应方程中的质量数及电荷数守恒，并要求会计算核反应中的能量亏损。在第三问中，需要结合动量守恒的知识计算原子能的动能之比，有一定的综合性。总体来看，该题为容易题。6.(2012年福建卷，6分)关于近代物理，下列说法正确的是________。A．射线是高速运动的氦原子B.核聚变反应方程表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征[解析]：射线是高速运动的氦原子核，答案A错；是中子而不是质子n10；答案B错；从光电效应方程逸WhEK可知最大初动能和入射光的频率成一次函数步步学2012年物理高考真题解析错；正确答案选D.[点评]：该题考察的是核物理基础知识，考察的知识点有α粒子、中子的特点，光电效应及玻尔原子核理论。难度容易，但考察面较广，需要考生对这部分知识有较为全面的理解。7.(2012年北京卷，6分)一个氢旅子从n=3能级跃迁到n=2能级.该氢原子A放出光子，能力增加B放出光子，能量减少C吸收光子，能量增加D吸收光子，能量减少[解析]:B由玻尔原子模型、跃迁的特点，由高能级向低能级跃迁过程中能量减少，减少的能量以光子的形式放出，故B项正确。[点评]:该题考察了玻尔原子模型的跃迁的特点，属于基础知识的考察，只要考生理解课本知识，这道题属于送分题。8.(2012年天津卷，6分)下列说法正确的是：A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会发出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量[解析]:B半衰期由原子核内部因素决定，不受原子所处的物理、化学条件的影响，A项错误；氢原子从高能级跃迁到低能级时，要放出光子，B项正确；从高空对地面进行遥感摄影是利用的红外线的穿透能力，C项错误；由于轻核聚变要释放能量，根据质能方程可知D项错误。[点评]:这道题是对核物理基础知识的考察，考察的基本概念有半衰期、能级跃迁、遥感与结合能。考察的内容容易但较全面，需要考生对核物理基础知识理解，属于容易题。9.(2012年全国卷，6分)23592U经过m次a衰变和n次β衰变23592Pb，则A．m=7，n=3B．m=7，n=4C．m=14，n=9D．m=14，n=18[解析]:B发生一次α衰变，质量数减4，核电荷数减2，发生一次β衰变质量数不变，核电荷数增1，故α衰变次数为m=¼（235-207）=7；β衰变次数为n=7×2-（92-82）=4，故B项正确[点评]:该题考察了α衰变与β衰变的相关知识，需要考生理解α衰变与β衰变中核电荷数与质量数的变化关系，并且通过信息提取列出方程解答。对考生的阅读理解能力与计算能力有一定要求，该题属于容易题。10.(2012年四川卷，6分)如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子（）A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长B．从n=5能级跃迁到n=l能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大步步学2012年物理高考真题解析．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量[解析]：由43324332,,mnhvEEEEEEvv和可知再根据cv，所以4332，A正确。所有电磁波的速度都相同，B错误。处于不同能级时，核外电子在各自出现的概率不一样，出现不同开关的电子云，C错误。从高能级向低能级跃迁时，氢原子向外放出能量，D错误。[点评]：本题考查了能级、电子云、频率、波长、波速等基本概念，强调其间的关联，考查方式较为细致，尤以C、D两项为甚。11.(2012年重庆卷，6分)以下是物理学史上3个著名的核反应方程232xLiy141778yNxO,91246yBexC,x、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．粒子B．质子C．中子D．电子[解析]:C由于核反应前后核电荷数守恒，则：x+3=2y;y+7=x+8;y+4=z+6,由左边三式可以解得：x=1;y=2;z=0,故z为中子，C项正确。[点评]:该题主要考察了核反应方程中的核电荷数守恒，并对考生的信息提取能力与计算能力有一定要求。总体来讲难度不大，属于容易题。C.小结2012年全国12套高考物理试卷中有11套考了这部分内容，它们的考察形式及分值分布如下表所示：表22012年全国高考中知识模块“原子结构与原子核”的考察情况统计试卷题型分值（分）难度江苏卷填空、计算12容易全国卷1填空6容易广东卷选择6容易山东卷填空4容易浙江卷填空10容易福建卷选择6容易安徽卷---北京卷选择6容易天津卷选择6容易全国卷2选择6容易四川卷选择6容易重庆卷选择6容易通过上表可以看出，高考对这部分知识的考察主要以选择填空题的形式出现，而且分值在4-12分之间（平均6分）。从内容上来讲，这些题考察的是衰变反应、能级跃迁、核反应方程、质能方程等原子核物理所必备的基础知识。从难度上来步步学2012年物理高考真题解析讲，这些题目主要从概念定义出发，结合一些简单的计算，属于容易题。从能力上来讲，这些题型主要考察了基本技能，如：能理解物理概念、规律、公式的基本含义并知道其发展历程；能用简单的数学运算处理问题；能理解用图像描述的物理状态、物理过程和物理规律。在原子物理学的复习过程中，可以按照原子物理学发展的历史把各个部分的知识有机的联系在一起，形成系统的知识链。这样很容易把各个部分的分散知识系统化，在理解的基础上更加记忆深刻。例如，原子结构发展史的三个阶段及其结论;原子核的四个基本变化(衰变、裂变、聚变、人工转变);三种射线及其特点，质能方程、结合能、质子、中子的发现等等，顺着这些知识