2015年高考物理真题分类汇编：原子物理

(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Uc与入射光的频率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 。 【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:meve2 = eUc , 和 爱因斯坦光电效应方程：meve2 = h- W0 可得：

遏制电压Uc =

- ,结合UC-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W0 = -eb .

【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 【答案】ACD

考

点：波粒二象性

【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粒子的经迹 B. a、b为粒子的经迹 C. c、d为粒子的经迹 D. c、d为粒子的经迹 【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。 【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 【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.

【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6 C.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

【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。

【2015北京-14】．下列核反应方程中，属于α衰变的是（ ）

A. 1441712387N2He8O1H B. U23449290Th2He C. 231H1H42He10n D. 234Th23409091Pa1e 【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

【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 【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

mv2向相反。由qBvmvR ，得RqB，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。

【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 【答案】C

考点：考查库仑定律和牛顿第二定律。 【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，23523592U是常用的核燃料。92U受一个中子轰击后裂变成1448956Ba和36Kr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mp1.67261027kg，中子的质量mn1.67491027kg，粒子的质量

m276.646710kg，光速c3108m/s，请计算粒子的结合能，（计算结果保留两位有效数字）

（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hp，p22mEk，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：2351n14489192U056Ba36Kr30n，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Emc2，可求：E2mp2mnmc24.31012J

【2015海南-17】17.模块3-5试题（12分）

（1）氢原子基态的能量为E113.6eV。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0.96E1，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。 【答案】10eV，10 【解析】

频率最小的光子是从n2跃迁，即频率最小的光子的能量为Emin3.4eV13.6eV10eV 频率最大的光子能量为0.96E1，即En13.6eV0.9613.6eV，解得En0.54eV 即n5，从n5能级开始，共有51，54，53，52，41，42，43，

31，32，21，10种不同频率的光子

A【2015海南-17】（2）运动的原子核zX放出粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和粒子

的质量分别是M、m1和m2，真空中的光速为c，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粒子的动能。 【答案】E2M2kMm1m2c，

MmMm1m2c

2【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

12m2122v2MvXMm1m2c2 ① 反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有MvXm2v，② 联立①②可得

1m2M222vMmMm1m2c 2【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．粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现 【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。 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

【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 【答案】A