文档内容
2023届高考物理一轮基础巩固题：动量守恒、波粒二象性、近代物
理答案
一、选择题。
1、一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He。下列说
法正确的是( )
A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
2、关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )
A．发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内
从金属内逸出的光电子数目增多
B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 s
D．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生
3、我国科学家潘建伟院士预言再过十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在
通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确
的是( )
A．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电
效应现象
C．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波
动性
4、(双选)关于α粒子散射实验的说法中正确的是( )
A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，
少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至接近180°
B．使α粒子发生明显偏转的力来自带负电的核外电子，当α粒子接近电子时，
是电子的吸引力使之发生明显偏转
C．实验表明原子中心有一个核，它占有原子体积的极小部分
D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量
5、下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规
律的是( )6、用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜
色(频率)等物理量间的关系，电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的
变化如图乙所示，则( )
A．通过电流计G的电流方向由d到c
B．电压U增大，光电流I一定增大
C．用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关
D．光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应
7、一中子与一质量数为A (A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，
则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )
A． B． C． D．
8、静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速
度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a、b表示
长度)．那么碳14的核反应方程可能是( )
A.C→He＋Be B.C→e＋B
C.C→e＋N D.C→H＋B
9、在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图
画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是( )10、假设进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为m 和m ，他们携手匀速
A B
远离空间站，相对空间站的速度为v ．某时刻A将B向空间站方向轻推，A的
0
速度变为v ，B的速度变为v ，则下列各关系式中正确的是( )
A B
A．(m ＋m )v ＝m v －m v
A B 0 A A B B
B．(m ＋m )v ＝m v ＋m (v ＋v )
A B 0 A A B A 0
C．(m ＋m )v ＝m v ＋m (v ＋v )
A B 0 A A B A B
D．(m ＋m )v ＝m v ＋m v
A B 0 A A B B
11、如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为m的光滑弧形槽静止
放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一质量也为m的小物块从槽上
高h处开始下滑，下列说法正确的是( )
A．在下滑过程中，物块和槽组成的系统机械能守恒
B．在下滑过程中，物块和槽组成的系统动量守恒
C．在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒
D．被弹簧反弹后，物块能回到槽上高h处
12、在光滑水平面上有一辆平板车．一个人站在车上，人和车均静止．若该人
用大锤敲打车的左端，已知车的质量为100kg， 人的质量为50kg，锤的质量为
5kg，当大锤以大小为4m/s的水平向右的速度撞击车时，车的速度大小和方向
为（ ）
A．约0.13m/s， 水平向左 B．约0.13m/s，水平向右
C．约2.2m/s，水平向右 D．约2.2m/s， 水平向左二、填空含实验题。
13、如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板
的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：
Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用
电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平
方向上的压缩状态；
Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，
当A和B与固定挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运
动时间t ，B至D的运动时间t ；
1 2
Ⅲ.重复几次，取t 和t 的平均值．
1 2
(1)在调整气垫导轨时应注意________；
(2)应测量的数据还有________；
(3)只要关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和．
14、(1)设一对静止的正、负电子湮灭后产生两个光子A和B，已知电子质量为
m，真空中光速为c，普朗克常量为h，则光子A的频率是________；若测得光
子A的波长为λ，则光子B的动量大小为________．
(2)原子核的能量也是量子化的，钍核(Th)的能级图如图所示，Ac发生β衰变产
生钍核，钍核处于n＝3的能级．
①写出(Ac)发生β衰变的方程；
②发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求波长最长的γ光子
的能量E．
三、解答题。
15、（计算题）海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源．两个氘核
的核反应产生一个He核和一个粒子，其中氘核的质量为 2．013 0 u，氦核的
质量为3．015 0 u，中子的质量为 1．008 7 u．(1 u＝931．5 MeV)，求：
(1)核反应中释放的核能；(2)在两个氘核以相等的动能0．35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为
机械能的情况下，求反应中产生的粒子和氦核的动能．
16、(计算类)一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一个新核，α粒子垂直
进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆．已知α粒
子的质量为m，电荷量为q，新核的质量为M，光在真空中的速度大小为c.求
衰变前原子核的质量．
17、（计算类）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(He)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．
(1)放射性原子核用X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．
(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化为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.
2023届高考物理一轮基础巩固题：动量守恒、波粒二象性、近代物
理答案
一、选择题。
1、一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He。下列说
法正确的是( )
A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
【答案】B
2、关于光电效应的规律，下列说法中正确的是( )A．发生光电效应时，不改变入射光的频率，增大入射光强度，则单位时间内
从金属内逸出的光电子数目增多
B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 s
D．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能发生
【答案】A
3、我国科学家潘建伟院士预言再过十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在
通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确
的是( )
A．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
B．爱因斯坦最早认识到了能量子的意义，提出光子说，并成功地解释了光电
效应现象
C．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
D．普朗克大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波
动性
【答案】B
4、(双选)关于α粒子散射实验的说法中正确的是( )
A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，
少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90°，有的甚至接近180°
B．使α粒子发生明显偏转的力来自带负电的核外电子，当α粒子接近电子时，
是电子的吸引力使之发生明显偏转
C．实验表明原子中心有一个核，它占有原子体积的极小部分
D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量
【答案】AC
5、下列描绘两种温度下黑体辐射强度与频率关系的图中，符合黑体辐射实验规
律的是( )
【答案】A
6、用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量间的关系，电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的
变化如图乙所示，则( )
A．通过电流计G的电流方向由d到c
B．电压U增大，光电流I一定增大
C．用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关
D．光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应
【答案】C
7、一中子与一质量数为A (A>1)的原子核发生弹性正碰．若碰前原子核静止，
则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( )
A． B． C． D．
【答案】A．
8、静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速
度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a、b表示
长度)．那么碳14的核反应方程可能是( )
A.C→He＋Be B.C→e＋B
C.C→e＋N D.C→H＋B
【答案】A
9、在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动，下列各图
画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是( )
【答案】C．
10、假设进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为m 和m ，他们携手匀速
A B远离空间站，相对空间站的速度为v ．某时刻A将B向空间站方向轻推，A的
0
速度变为v ，B的速度变为v ，则下列各关系式中正确的是( )
A B
A．(m ＋m )v ＝m v －m v
A B 0 A A B B
B．(m ＋m )v ＝m v ＋m (v ＋v )
A B 0 A A B A 0
C．(m ＋m )v ＝m v ＋m (v ＋v )
A B 0 A A B A B
D．(m ＋m )v ＝m v ＋m v
A B 0 A A B B
【答案】D．
11、如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一质量为m的光滑弧形槽静止
放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一质量也为m的小物块从槽上
高h处开始下滑，下列说法正确的是( )
A．在下滑过程中，物块和槽组成的系统机械能守恒
B．在下滑过程中，物块和槽组成的系统动量守恒
C．在压缩弹簧的过程中，物块和弹簧组成的系统动量守恒
D．被弹簧反弹后，物块能回到槽上高h处
【答案】A
12、在光滑水平面上有一辆平板车．一个人站在车上，人和车均静止．若该人
用大锤敲打车的左端，已知车的质量为100kg， 人的质量为50kg，锤的质量为
5kg，当大锤以大小为4m/s的水平向右的速度撞击车时，车的速度大小和方向
为（ ）
A．约0.13m/s， 水平向左 B．约0.13m/s，水平向右
C．约2.2m/s，水平向右 D．约2.2m/s， 水平向左
【答案】A二、填空含实验题。
13、如图所示，在实验室用两端带有竖直挡板C和D的气垫导轨和有固定挡板
的质量都是M的滑块A和B做“探究碰撞中的守恒量”的实验，实验步骤如下：
Ⅰ.把两滑块A和B紧贴在一起，在A上放质量为m的砝码，置于导轨上，用
电动卡销卡住A和B，在A和B的固定挡板间放入一轻弹簧，使弹簧处于水平
方向上的压缩状态；
Ⅱ.按下电钮使电动卡销放开，同时启动两个记录两滑块运动时间的电子计时器，
当A和B与固定挡板C和D碰撞同时，电子计时器自动停表，记下A至C的运
动时间t ，B至D的运动时间t ；
1 2
Ⅲ.重复几次，取t 和t 的平均值．
1 2
(1)在调整气垫导轨时应注意________；
(2)应测量的数据还有________；
(3)只要关系式________成立，即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和．
【答案】(1)使气垫导轨水平
(2)滑块A的左端到挡板C的距离x 和滑块B的右端到挡板D的距离x
1 2
(3)(M＋m)＝
【解析】(1)导轨水平才能让滑块做匀速运动．
(2)需测出A左端、B右端到挡板C、D的距离x 、x
1 2
由计时器计下A、B到两板的时间t 、t
1 2
算出两滑块A、B弹开的速度v ＝，v ＝.
1 2
(3)由动量守恒知(m＋M)v －Mv ＝0
1 2
即：(m＋M)＝.
14、(1)设一对静止的正、负电子湮灭后产生两个光子A和B，已知电子质量为
m，真空中光速为c，普朗克常量为h，则光子A的频率是________；若测得光
子A的波长为λ，则光子B的动量大小为________．
(2)原子核的能量也是量子化的，钍核(Th)的能级图如图所示，Ac发生β衰变产生钍核，钍核处于n＝3的能级．
①写出(Ac)发生β衰变的方程；
②发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求波长最长的γ光子
的能量E．
【答案】(1) (2)见解析
【解析】(1)由E＝hv和E＝mc2可得，v＝；由动量公式可知p＝．
(2)①AcＦTh＋ 0 e．
－1
②三个能级间跃迁有C＝3条谱线
由E＝hv＝可知波长最长时，能级差最小
所以E＝E －E ＝0．072 1 MeV．
2 1
三、解答题。
15、（计算题）海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源．两个氘核
的核反应产生一个He核和一个粒子，其中氘核的质量为 2．013 0 u，氦核的
质量为3．015 0 u，中子的质量为 1．008 7 u．(1 u＝931．5 MeV)，求：
(1)核反应中释放的核能；
(2)在两个氘核以相等的动能0．35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为
机械能的情况下，求反应中产生的粒子和氦核的动能．
【答案】(1)2．14 MeV (2)2．13 MeV 0．71 MeV
【解析】(1)核反应方程为：H＋H→He＋n．
核反应中的质量亏损为Δm＝2m －m －m ，
H He n
由ΔE＝Δmc2可知释放的核能：
ΔE＝(2m －m －m )c2＝2．14 MeV．
H He n
(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的
动能相等，其动量等大反向，因此反应前后系统的总动量为零，即m v ＋
He He
m v ＝0；反应前后系统的总能量守恒，即m v＋m v＝ΔE＋2E ，又因为
n n He n kH
m ∶m ＝3∶1，所以v ∶v ＝1∶3，由以上各式代入已知数据得：E ＝0．71
He n He n kHe
MeV，E ＝2．13 MeV．
kn
16、(计算类)一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一个新核，α粒子垂直
进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆．已知α粒子的质量为m，电荷量为q，新核的质量为M，光在真空中的速度大小为c.求
衰变前原子核的质量．
【答案】(M＋m)
【【解析】】设衰变产生的α粒子的速度大小为v，洛伦兹力提供向心力，有
qvB＝m
设衰变后新核的速度大小为v′，规定v′的方向为正方向，因衰变前后动量守
恒，有
0＝Mv′－mv
设衰变前原子核的质量为M ，衰变前后能量守恒，有
0
M c2＝Mc2＋Mv′2＋mc2＋mv2
0
联立以上三式，解得M ＝(M＋m)(1＋)．
0
17、（计算类）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(He)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．
(1)放射性原子核用X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．
(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化为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.
【答案】(1)X―→Y＋He (2) (3)
【解析】(1)X―→Y＋He
(2)设α粒子的速度大小为v，
由qvB＝m，T＝，得
α粒子在磁场中运动周期T＝
环形电流大小I＝＝
(3)由qvB＝m，得v＝
设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒
Mv′－mv＝0
v′＝＝
由Δmc2＝Mv′2＋mv2
得Δm＝说明：若利用M＝m解答，亦可．
