资源简介

2025-2026学年辽宁省沈阳市和平区回民中学高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。以下实验解读错误的是( )
A. 卢瑟福利用图甲装置实验提出了原子的核式结构模型
B. 汤姆孙利用图乙装置发现电子，并测得了电子的比荷
C. 图丙中用单色光垂直照射图丙中的牛顿环，得到的条纹是等间距的同心圆环
D. 图丁康普顿在研究石墨对射线的散射时，发现在散射的射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于的成分
2.下列图片所对应描述正确的是( )
A. 图的图样证实了电子的波动性
B. 图中三种射线中射线是核外电子
C. 图中镉棒可使快中子减速变成慢中子，从而控制核反应速度
D. 图中测厚装置利用的是粒子
3.声呐系统利用声波探测水下障碍物。某次监测中，声呐传感器接收到一列反射横波，图甲为时刻的波形，其中是处的质点，点位于处。图乙为点振动的图像。下列说法正确的是( )
A. 波沿轴负方向传播
B. 该声波的传播速度为
C. 时刻点正经过平衡位置向上运动
D. 再经过秒，点位移达到正向最大值
4.一列横波沿轴传播，、时刻波的图像分别如图实线和虚线所示，已知，波速，则( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 图中质点在时刻运动方向沿轴正方向
C. 图中质点在内向左平移
D. 从时刻开始，图中质点在内通过的路程为
5.如图所示，一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态开始先后变化到状态、，再回到状态。已知状态气体温度为。则下列说法正确的是绝度零度取
A. 气体在状态时的温度为
B. 从状态的过程中，气体对外界做功
C. 气体在过程中吸收热量为
D. 气体在过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数减少
6.年，“中国聚变工程实验堆”取得重大突破，首次实现稳态运行。在某核反应中，反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是( )
A. 核反应方程中为
B. 核反应中的质量亏损可表示为
C. 核聚变需要极高的温度，是为了克服原子核间的万有引力
D. 半衰期为年，现有个氚原子核，经过年后剩下个氚原子核
7.如图甲所示，在平静的水面下深处有一个点光源，它发出不同颜色的光和光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由、两种单色光所构成的复色光圆形区域，外围为环状区域，且为光的颜色见图乙。设光的折射率为，则下列说法正确的是( )
A. 在水中，光的波长比光的短 B. 光的光子能量比光的大
C. 复色光圆形区域的面积为 D. 光从水中射到空气中，光的临界角小
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，甲为演示光电效应的实验装置，乙图为、、三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，丙图为氢原子的能级图，如表给出了几种金属的逸出功和极限频率关系。以下说法正确的是( )
几种金属的逸出功和极限频率
金属
钠
钾
铷
A. 若光为黄光，光可能是紫光
B. 图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压
C. 若光光子能量为，用它照射一群处于激发态的氢原子，可以产生种不同频率的光
D. 用某特定频率的光分别照射金属钠和金属铷，从两种金属打出的光电子初动能可能相等
9.如图，倾角为的斜面固定在水平面上，上端封闭、下端开口的细玻璃管与斜面间的动摩擦因数为。静置于斜面上的玻璃管内有长度为的水银柱，封闭的空气柱长度也为。释放玻璃管，达到稳定后水银柱与玻璃管相对静止。过程中玻璃管的温度保持不变，外界大气压为，重力加速度，，，则( )
A. 玻璃管静止时，管内气体的压强为
B. 玻璃管稳定下滑时，其加速度为
C. 玻璃管稳定下滑时，管内气体的压强为
D. 玻璃管稳定下滑时，管内空气柱长度约为
10.我们常用以下实验装置观察水波的干涉现象。在水槽中，波源是固定在同一个振动片上的两根细杆，当振动片振动时，固连在振动片上的两根完全相同的细杆周期性的击打水面，并且两细杆击打的深度和频率完全相同，可看作两个波源。这两列波相遇后，在它们的重叠区域会形成如图甲所示的稳定干涉图样。如图乙所示，振动片以周期做简谐运动时，两细杆同步周期性地击打水面上的、两点，两波源发出的水波在水面上形成稳定的干涉图样。若以线段为直径在水面上画一个半圆，半径与垂直。除点外，圆周上还有其他振幅最大的点，其中在点左侧距点最近的加强点为点。已知半圆的直径为，，，，则( )
A. 沿着圆弧到应有振动减弱点处
B. 水波的波长为
C. 水波的传播速度为
D. 若减小振动片振动的周期，点可能变为振动减弱
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.现用如图甲所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。
在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
某次测量时，手轮上的示数如图乙，其示数为 。
为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有 。
A.探究两个互成角度的力的合成规律的实验中合力的测量
B.用单摆测重力加速度实验中单摆周期的测量
C.探究弹簧弹力与形变量的关系实验中弹簧形变量的测量
若双缝的间距为，屏与双缝间的距离为，测得第条亮条纹中心到第条亮条纹中心之间的距离为，则单色光的波长 。
12.某实验小组利用图甲所示装置进行“探究气体的等温变化规律”的实验，汽缸竖直放置，用轻质导热活塞密封住一定质量的理想气体，通过在活塞上缓慢多次加入细沙改变被封闭气体的状态，每次加入细沙前后，均记录细沙总质量，并测量汽缸内气柱的长度；一次实验中，该小组测量记录多组和的数据，然后以为纵坐标、以为横坐标作出图像如图乙所示，图像与纵轴的截距为，已知活塞横截面积为，重力加速度为。以上物理量均为国际单位
实验中，每次加入细沙时都要缓慢，其目的是 ；
根据上述条件可知，大气压强为 用所给的字母表示；
某次实验中，测得图像的斜率为，则不加细沙时封闭气柱的长度为 用所给的字母表示；
该小组先后进行了两次实验，两次实验中封闭的气体质量相同，但在第一次实验中的环境温度要比第二次实验的环境温度高，则第一次实验得到的图像的斜率比第二次实验得到的图像的斜率 填“大”“相等”或“小”。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.容积为的保温壶，向壶内倒入热水，然后盖上壶盖，此时壶内气体压强为、温度为。不计壶内水的蒸发和凝结，壶内气体视为理想气体。
若保温壶不漏气，经后壶内温度降到，求此时壶内气体压强；
若保温壶漏气，足够长时间后，求壶内逸出的气体与壶内剩余气体质量之比。环境大气压强为、温度为
14.、这两年间，火星与地球多次相距较近，是观测这颗离地球最近的类地行星的最好时机。很多天文爱好者利用手中的天文望远镜对其进行观测，有些天文望远镜中会在目镜和物镜之间安装三棱镜，起到修正和调整光路的作用，使观测到的天体更清晰。如图所示，是一折射率的直角三棱镜的横截面，其中，一束平行于边的单色光从边的点射入三棱镜，若边长为，点和点距离为，求：
该光由点射入三棱镜时的折射角；
该光由三棱镜射出的位置与点之间的距离。不考虑二次反射现象
15.吸烟有害健康，香烟中含有重核钋，具有天然放射性，为了探究发生的是什么衰变。现将静止的重原子核放在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，发生衰变后，产生的粒子的运动轨迹如图所示，已知轨迹对应粒子的动量大小为，电荷量大小为。
请你根据运动轨迹，判断放出的是射线，还是射线？同时写出衰变方程新核用表示。
求轨迹的大、小圆对应半径之比；
卢瑟福当年让粒子以初速度轰击静止的氮原子核打出一种新的粒子，同时产生一个氧原子核，请写出此过程的核反应方程式？如果氧原子核速度为，方向与粒子的初速度方向一致，且核反应过程中释放的能量完全转化为系统增加的动能，已知中子质量为，质子质量和中子质量相等，光速为，试计算此反应过程中的质量亏损。
答案解析
1.【答案】
【解析】解：、图甲为粒子散射实验，卢瑟福利用此装置实验提出了原子的核式结构模型，故A正确；
B、汤姆孙利用乙图装置发现了电子，并测得了电子的比荷，故B正确；
C、空气膜的上下两个表面反射的两列光波发生干涉，依据光程差是光的半个波长的偶数倍即为亮条纹，是光的半个波长的奇数倍即为暗条纹，因凸透镜压在平面玻璃上，空气薄膜不等间距，可以看到内疏外密的明暗相间的圆环状条纹，故C错误；
D、康普顿在研究石墨对射线的散射时，发现在散射的射线中，除了与入射波长相同的成分外，还有波长大于的成分，故D正确。
本题选择错误的，故选：。
根据物理学史，结合各图的意义判断即可。
弄清楚每个图像的作用及代表的物理知识，熟练掌握物理规律的来龙去脉是掌握此类知识的前提。
2.【答案】
【解析】解：电子束穿过铝箔后形成的衍射图样，衍射是波特有的现象，该图样直接证实了电子的波动性，故A正确；
B.射线的本质是原子核内的中子衰变时放出的电子，并非核外电子，故B错误；
C.镉棒的作用是吸收中子，从而控制核反应速度；使快中子减速变成慢中子的是减速剂，故C错误；
D.射线测厚装置利用的是穿透能力较强的射线，粒子穿透能力弱，无法用于此类测厚装置，故D错误。
故选：。
逐一分析四幅图对应的物理原理，结合电子衍射、三种射线本质、核反应堆控制棒作用、射线测厚装置原理，判断各选项说法的正误。
本题以四幅典型物理装置图为载体，考查了原子物理与原子核物理的多个核心知识点，侧重对基础概念、原理及应用的理解与辨析，覆盖了物质波、射线性质、核反应控制及射线应用等内容。
3.【答案】
【解析】解：、由图乙可知，点在内加速度正向增大，所以点正在向下运动，根据上下坡法可知该波正在向轴正方向传播，所以在时刻正向下振动，故AC错误；
B、有图甲可得该波的波长，由图乙可得该波的周期，则该波的波速为，故B正确；
D、再过，点加速度为正向最大，由于回复力方向与位移方向相反，所以点的位移为负向最大，故D错误。
故选：。
根据上下坡法分析波的传播方向；根据波速和波长、周期的关系计算；根据图乙分析加速度的方向，结合回复力方向总是与位移方向相反判断。
能够根据上下坡法判断出该波的传播方向是解题的关键。
4.【答案】
【解析】解：根据波形图可知，该波的波长，由波速公式，解得周期。在时间间隔内，波传播的距离为，计算得。
A、对比时刻实线与时刻虚线的波形，时刻位于处的波峰，在时刻向左移动了，到达处，这与波传播的距离相符，表明该波沿轴负方向传播，故A错误；
B、由于波沿轴负方向传播，根据波形平移法判断，在时刻，图中质点正沿轴正方向运动，故B正确；
C、在横波传播过程中，介质中的质点仅在其平衡位置附近上下振动，并不随波迁移，故C错误；
D、波的振幅，时间。一个周期内质点通过的路程为，在最后的内，由于时刻质点既不在平衡位置也不在最大位移处，它先向波峰运动再折返，此过程通过的路程小于一个振幅即小于，故在内通过的总路程小于，故D错误。
故选：。
已知波长与波速，可确定波的周期。结合两时刻波形图的时间差为四分之一周期，分析波传播的距离，判断波的传播方向。根据波的传播方向，利用波形平移法确定质点在时刻的振动方向。明确质点只在平衡位置附近振动而不随波迁移，理解路程计算需考虑质点初始位置及在四分之一周期内的具体运动过程。
本题以波动图像为载体，综合考查机械波传播方向判断、质点振动分析、波速与周期关系以及质点振动路程计算等核心知识点。题目计算量适中，难度中等偏上，需要学生准确提取波形图中的波长信息，并利用求出周期，进而分析与的关系。解题关键在于通过波形平移距离确定波的传播方向，并深刻理解质点振动与波传播的本质区别，即质点不随波迁移。此外，计算质点路程时需注意其初始位置对后续振动过程的影响，避免简单套用公式。本题有效考查学生的图像分析能力、逻辑推理能力和对波动现象物理本质的把握。
5.【答案】
【解析】解：、根据理想气体状态方程，
结合、两状态图像，可求得气体在状态时的温度
代入数据可得，故A错误；
B、理想气体在过程中，气体体积增大，则气体对外界做功，外界对气体做的功，所以气体对外界做功为，故B错误；
C、气体在过程中，外界对气体做的功
代入数据可得
根据热力学第一定律
代入数据可得，所以放出热量为，故C错误；
D、气体在过程中，气体压强不变，体积变大，则温度升高，分子平均动能增大，则单位时间内撞击单位面积器壁的气体分子个数变少，故D正确。
故选：。
结合图像的状态变化过程，利用理想气体状态方程、气体做功计算、热力学第一定律及压强的微观解释分析各选项的正误。
本题考查理想气体状态变化相关知识，结合图像考查状态方程、热力学第一定律和压强微观解释，可有效检验对气体状态变化过程的理解与应用能力。
6.【答案】
【解析】解：根据核反应电荷数守恒、质量数守恒可知，故为中子，故A错误；
B.核反应释放的核能等于反应后总结合能减去反应前总结合能，即
由质能方程可得
解得质量亏损，故B正确；
C.核聚变需要极高温度，是为了克服原子核间的库仑斥力，原子核间万有引力极小可忽略，故C错误；
D.半衰期是对大量原子核的统计规律，对少量原子核不适用，个氚核经过一个半衰期后剩余数量不确定，故D错误。
故选：。
先利用核反应方程的电荷数与质量数守恒确定的种类，再根据比结合能的变化计算反应释放的核能，结合质能方程推导质量亏损表达式，然后分析核聚变高温条件的成因及半衰期的统计性适用条件，逐一判断选项正误。
本题围绕氘氚核聚变展开，考查核反应方程、比结合能、质能方程、核聚变条件及半衰期等核心知识点，综合性较强，侧重对核反应基本规律和概念的理解与应用。
7.【答案】
【解析】解：、光在水面上有光射出的区域面积较大，知光的临界角较大，根据
，知光的折射率较小，频率较小，故光的光子能量比光的小，再由可知，在水中，光的波速比光的大，光的波长比光的长，故ABD错误；
C、根据，结合几何关系，可知，而复色光圆形区域的面积为，故C正确。
故选：。
点光源形成的圆形区域中间为复色光，外围为光，说明光的全反射临界角较小，只能在更小范围内射出。由此可判断光折射率小于光，进而比较频率、波长、光子能量及临界角大小。再结合几何关系求复色区面积。
解决此类问题关键是理解全反射临界角与折射率的关系，结合几何图形找到边长关系，同时明确光的频率、折射率、波长之间的联系。
8.【答案】
【解析】解：、根据光电效应方程和
可得
由乙图可知光的遏止电压大于光的遏止电压，所以光的频率大于光的频率。若光为黄光，光频率比黄光高，可能是紫光，故A正确；
B、图甲所示的光电效应实验装置所加的是正向电压，故B错误；
C、若光光子能量为，照射某一群处于激发态的氢原子，氢原子吸收光子后的能量
氢原子吸收光光子的能量，跃迁至激发态，一群处于激发态氢原子向低能级跃迁最多可产生种不同频率的光，故C正确；
D、用某特定频率的光分别照射金属钠和金属铷，金属钠和金属铷的逸出功不同，根据光电效应方程可知二者产生的光电子的最大初动能一定不同，但从两种金属打出的光电子有一些初动能可能相等，故D正确。
故选：。
根据光电效应的规律及玻尔理论逐项分析。
考查对光电效应规律、玻尔的原子模型的理解，熟记公式。
9.【答案】
【解析】解：、当玻璃管处于静止状态时，选取水银柱作为分析对象，其受到重力、管内气体施加的向下压力以及外部大气产生的向上压力。依据平衡条件可列出方程，其中水银柱形成的压强，代入数据计算得，故A正确；
B、当玻璃管沿斜面匀速下滑时，将玻璃管与水银柱视为一个整体，根据牛顿第二定律可得，解得加速度，故B错误；
C、玻璃管稳定下滑过程中，对水银柱进行受力分析，应用牛顿第二定律有，即，代入数值解得，故C错误；
D、管内气体经历等温变化过程，遵循玻意耳定律，解得气柱长度，故D正确。
故选：。
题目描述玻璃管在斜面上从静止释放后达到稳定下滑状态的过程，涉及静力学与动力学分析。首先明确初始静止时，水银柱受重力、管内气体压力与大气压力作用而平衡，通过受力分析可关联气体压强与大气压及水银柱重力沿斜面分量的关系。玻璃管稳定下滑时，整体受斜面支持力、摩擦力与重力作用，利用牛顿第二定律可求得整体加速度，此加速度也作用于管内水银柱。对水银柱应用牛顿第二定律，结合其质量对应的汞柱压强，可建立下滑时气体压强与加速度、大气压及重力分量的关系。管内气体温度不变，满足玻意耳定律，通过静止与下滑时气体压强的变化，可推导空气柱长度的变化。
本题综合考查了气体实验定律、牛顿运动定律以及受力分析，属于力学与热学的典型综合题。题目涉及对水银柱和玻璃管整体的多过程受力分析，并需要结合玻意耳定律处理气体的等温变化，计算量适中但思维链条较长。解答本题需要学生熟练掌握整体法与隔离法的应用，能够准确分析物体在不同运动状态下的受力情况，并建立相应的动力学方程。同时，题目巧妙地将气体压强变化与系统加速度联系起来，要求学生理解气体压力与宏观运动之间的内在关联，有效锻炼了学生的逻辑推理能力和综合建模能力。其中，对稳定下滑时水银柱的牛顿第二定律方程的构建是解题的关键，也是本题的主要思维难点。
10.【答案】
【解析】解：、根据题意可知，与的长度差等于波长，则，故B错误。
A、到的圆弧上，任一点到、的路程差的范围，在点，路程差，在点，路程差干涉减弱条件，路程差为半波长的奇数倍，即：代入则，减弱条件为：在范围内，可取，，，，，对应，共个减弱点，故A正确。
C、水的波速为，故C正确；
D、若减小振动片振动的周期，点与两波源的距离相等，距离差为零，一定仍为振幅最大点，故D错误。
故选：。
先根据几何关系求出点到两波源的路程差，再结合干涉加强条件确定波长，进而求出波速；然后根据路程差的范围分析到间的减弱点数量；最后根据点的路程差判断周期变化对振动加强减弱状态的影响。
本题易混淆干涉加强和减弱的条件，误将路程差与波长的关系用错；也易在计算圆弧上加强减弱点数量时，对路程差的取值范围分析不清，导致数量判断错误。
11.【答案】

【解析】螺旋测微器的精确值为，由图乙可知，其示数为
先测量个条纹的间距再求出，采用的是放大测量取平均值。
A、探究两个互成角度的力的合成规律的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；
B、用单摆测重力加速度实验中单摆周期的测量，属于放大测量取平均值，故B正确；
C、探究弹簧弹力与形变量的关系实验中弹簧形变量的测量，属于多次测量取平均值，故C错误。
故选：。
测得第条亮条纹中心到第条亮条纹中心之间的距离为，则相邻亮条纹间距为
结合
可得单色光的波长
故答案为：；；。
螺旋测微器读数时，先读取固定刻度含半毫米刻度，再读取可动刻度需估读一位，两者相加得到示数；
该实验采用累积法测多个条纹间距以减小误差，分析选项中采用类似累积法减小误差的实验；
根据第条到第条亮纹的距离求出相邻条纹间距，再利用双缝干涉条纹间距公式计算光的波长。
本题围绕双缝干涉测光的波长实验展开，考查仪器组装、螺旋测微器读数、误差分析和波长计算，侧重实验操作与数据处理能力的综合应用。
12.【答案】保持封闭气体温度不变
大

【解析】解：缓慢加入细沙，目的是保持封闭气体温度不变，如果快速加入，外界对气体做功，气体不能及时散热气体内能会增加，温度会升高，不利于保持等温变化。
设外界大气压为，初始状态不加细沙时气柱长度为，对封闭气体则
变形得
结合题图乙可知，
解得大气压强为
某次实验中，测得图像的斜率为，结合上述有，
解得不加细沙时封闭的气柱长度为
在第一次实验中的环境温度要比第二次实验的环境温度高，由可知，、、都为定值，温度越高，不加细沙时封闭的气柱长度越长，斜率越大，所以第一次实验得到的图像的斜率比第二次实验得到的图像的斜率偏大。
故答案为：保持封闭气体温度不变；；；大。
缓慢加入细沙，使气体充分与外界热交换，保证温度不变；
利用玻意耳定律和受力分析，结合图像截距推导大气压强；
根据图像斜率结合玻意耳定律，求不加细沙时的气柱长度；
根据温度与斜率的关系，判断两次实验的斜率大小。
本题以探究气体等温变化规律的实验为背景，考查玻意耳定律的应用、受力分析与图像数据处理，综合考查学生对实验原理和规律的理解与应用能力。
13.【答案】保温壶不漏气，气体做等容变化，由查理定律得此时壶内气体压强为 保温壶漏气，足够长时间后，壶内逸出的气体与壶内剩余气体质量之比为
【解析】解：此过程为等容变化，根据查理定律有，其中，，解得：。
经过足够长时间，壶内气体压强与温度均与环境相同，若不发生漏气，设末态气体体积为，由理想气体状态方程可得，其中，解得：。
从壶内逸出的气体与剩余气体的质量之比为，解得：。
答：保温壶不漏气，气体做等容变化，由查理定律得此时壶内气体压强为。
保温壶漏气，足够长时间后，壶内逸出的气体与壶内剩余气体质量之比为。
壶内气体在体积不变条件下降温，气体压强变化遵循等容变化规律，通过初始与末态的温度和压强关系可直接求出末态压强。
壶内气体最终与环境达到热平衡，压强与温度均与环境相同。分析此过程需将壶内气体视为整体，利用理想气体状态方程比较其初始状态与最终状态压强、温度已知所对应的体积，体积变化部分对应逸出气体，由此可求出逸出气体与剩余气体的质量之比。
本题以保温壶内气体状态变化为情境，综合考查理想气体状态方程的应用，涉及等容变化与变质量问题。第一问直接运用查理定律求解，计算量小，主要检验对气体实验定律的掌握。第二问则需通过构建等效模型处理变质量气体问题，将逸出气体视为末态时占据额外体积的部分，从而利用状态方程求出体积变化，再转化为质量比。本题计算难度中等，但第二问的建模过程能有效锻炼学生灵活运用理想气体状态方程解决实际问题的能力，并加深对气体质量与状态参量关系的理解。
14.【答案】该光由点射入三棱镜时的折射角为 该光由三棱镜射出的位置与点之间的距离为
【解析】解：一束平行于边的单色光从边的点射入三棱镜，入射角为，由折射定律
解得
该单色光从边的点射入三棱镜折射光线先射到边的点，由几何关系得点的入射角为。临界角的正弦值
由于
光线在边发生全反射，光线垂直边点出射，如图所示
由几何关系
该光由三棱镜射出的位置与点之间的距离
答：该光由点射入三棱镜时的折射角为；
该光由三棱镜射出的位置与点之间的距离为。
根据折射定律求解；
根据全反射公式求解临界角的正弦值，根据几何关系求解出射出的位置与点之间的距离。
解决本题的关键掌握全反射条件和光的折射定律，要画出光路图，结合几何关系进行求解。
15.【答案】放出的是射线，衰变方程为 轨迹的大、小圆对应半径之比为： 反应过程中的质量亏损为
【解析】解：衰变后新核与粒子的轨迹为外切圆，说明两者带同种电荷，因此发生的是衰变放出带正电的粒子。
根据质量数守恒、电荷数守恒，其中新核的质量数为，电荷数为。故衰变方程为
粒子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，即，故可知轨道半径公式，动量大小相等，磁感应强度相同，因此半径与电荷量成反比。故轨迹为新核，由上述分析可知，新核的电荷量题目中轨迹对应粒子的电荷量为，则粒子电荷量为，新核电荷量为；轨迹为粒子，电荷量，故半径之比：。
卢瑟福的粒子轰击氮核实验，产生质子和氧，根据质量数守恒、电荷数守恒，核反应方程为
设粒子、氧原子核的质量分别为、，质子的速度为，对心正碰，选取粒子运动的方向为正方向，则由动量守恒得
解出，释放的核能为
由质能方程得
解得：。
答：放出的是射线，衰变方程为；
轨迹的大、小圆对应半径之比为：；
反应过程中的质量亏损为。
静止原子核衰变时，若放出的粒子与新核带同种电荷，在磁场中做外切圆运动衰变，放出带正电的粒子；若异种电荷，则为内切圆衰变，放出带负电的电子。在根据质量数守恒、电荷数守恒，求解衰变方程。
衰变前后系统总动量为，因此衰变后产生的新核与粒子动量大小相等、方向相反，带电粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力。
质能方程：，核反应释放的核能等于系统动能的增加量。
本题综合考查了原子核衰变、动量守恒、带电粒子在磁场中的运动、核反应方程与质能方程，是一道典型的核物理综合题。核心易错点：混淆衰变和衰变的轨迹特点，无法根据外切内切圆判断衰变类型；轨道半径公式中，错误使用质量比代替电荷量比；核反应中动量守恒的应用，忽略了质子速度方向与氧核相反；动能增加量计算错误，导致质量亏损计算错误。
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