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1、步步学 2012 年物理高考真题解析 12012 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 1 2012 年 上 海 物 理 高 考 大 纲 原 子 结 构 与 原 子 核 部 分 内 容固体的微观结构 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
2、 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原子核的人工转变 B只要求写出简单的核反应方程不涉及衰变规律核能的应用 核电站 A 我国核工业发展 A 宇宙的基本结构 A 物质天体的演化 A 1: (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
3、、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_步步学 2012 年物理高考真题解析 2(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_(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、E B. 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): 1201;QnH(c): c00=h,=,p: -.-=2hABc AABWEW光 子 能 量 动 量 且得 则照 射 时 ，
4、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： ，式中 x 是某种粒子。已知： 、 、 和21H+31H42He+x 21H31H 42He粒子 x 的质量分别为 2.0141u、3.0161u、4.0026u 和1.0087u
5、；1u=931.5MeV/c 2，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=mc 2=931.5*（ 2.0141+3.0161-4.0026-1.0087）MeV=17.6 MeV。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
6、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 是核聚变反应 nHe104213步步学 2012 年物理高考真题解析 3B. 是 衰变nHe104213C 是核裂变反应KrBaU10893650259D 是 衰变SXe48132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。 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。 衰变过程是一个原子核释放一个 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 、核裂变
7、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E n=E1/n2，其中E 1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v 1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为v 2，则v 1/v2= 。解析：，根据跃迁公式hv=E m-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
8、 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： 23923549PuUX(a): 方程中的“X”符号为： ；(b): 钚核的质量为 239.0522 u，铀核的质量为 235.0439 u，X 的质量为4.0026 u，已知 1 u 相当于 931 MeV，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=（239.0522-235.0439-4.00
9、26）u=0.0057 u；释放能量为E=0.0057*931 MeV=5.31MeV。(c) 由动量守恒得 mUvU=mXvX; Ek=mv2。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步步学 2012 年物理高考真题解
10、析 4D. 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； ；答是 中 子 而 不 是 质 子n10案 B 错；从光电效应方程 可知最大初动能和入射光的频率成一次逸WhEK函数关系而非正比函数关系所以 C 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 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
11、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
12、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 ) 经过 m 次 a 衰变和 n 次 衰变 ，则2359U2359PbAm=7，n=3 Bm=7，n=4 C m=14，n=9 Dm=14，n=18 解析:B 发生一次 衰变，质量数减 4，核电荷数减 2，发生一次 衰
13、变质量数不变，核电荷数增 1，故 衰变次数为 m=（235-207）=7； 衰变次数为n=72-（92-82）=4，故 B 项正确点评: 该题考察了 衰变与 衰变的相关知识，需要考生理解 衰变与 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。步步学 2012 年物理高考真题解析 510. (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
14、迁到 n=4 能级辐射出电磁波的速度大C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 再根据 ，所以432432,mnhvEEv和 可 知 cv，A 正确。所有电磁波的速度都相同，B 错误。处于不同能级时，432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, , 、
15、 和 是 323xLiy 141778NxO91246yBexCyz种不同的粒子，其中 是( )zA 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 2 2012 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
