近代物理－过关练习

全国 高三 竞赛 2019-06-27 421次 整体难度： 适中 考查范围： 竞赛、近代物理

一、解答题 添加题型下试题

2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

1. 用波长的光照射某一金属，恰好能产生光电效应，试问：以、强度为原来的的光照射到该金属表面上，能不能产生光电效应？若能产生光电子，那么电子射出金属表面时的最大初速为多少？

2019-06-24更新 | 154次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 较易(0.85)

2. 双金属板由两块擦亮的银和锂厚平板组成，把板放在真空中，先用波长为（大于银的极限波长，但小于锂的极限波长）的单紫色光垂直照在银面镜上，再将板翻过180°，则作用在板上的力变化多少倍？假设落在锂表面上的光子中引起光电效应的光子占所有光子数的比例为，且光电子都以最大可能速度垂直平面飞出，锂的逸出功为，电子的质量为.

2019-06-24更新 | 155次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 较难(0.4)

3. 氩激光辐射聚焦在平面的光电管阴极上，在光电管阴极与其平行的平面阳极之间接上恒定电动势的电源.在阳极与阴极之间为加速电压情况下，阳极上光电子斑的直径，是在电压极性反向情况下（即在阳极与光电管阴极之间为减速电压下）阳极上光电子斑直径的2倍，光电管阴极材料的逸出功.激光辐射波长. 求电源的电动势.

2019-06-24更新 | 188次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

解题方法

用微元法解释光压现象

4. 根据量子理论，光子不但有动能，还有动量，其计算式为，其中是普朗克常量，是光子的波长. 既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，光都会对物体产生压强，这就是“光压”.既然光照射物体会对物体产生光压，有人设想在遥远的宇宙探测中用光压为动力推动航天器加速. 给探测器安上面积极大，反射率极高的薄膜，并让它正对太阳．已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光能为，探测器质量为，薄膜面积为，那么探测器得到的加速度为多大？

2019-06-27更新 | 348次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

5. 1884年巴耳末研究了基本位于可见光区的氢原子光谱线系（后来称为巴耳末线系），该线系从长波端开始的四条谱线波长和谱线系短波极限波长在实验下条件分别为：6562.10A、4860.74A、4340.10A、4101.20A、3645.61A．巴耳末发现，该线系波长若用线系极限波长去除，至少可在五位有效数字准确度内写成下列有理数：，，，．试据此引出反映此实验的经验公式，即线系波长的巴耳末公式，并求出里得伯恒量的实验值.

2019-06-27更新 | 155次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

6. 已知基态的电离能为.
（1）为使处于基态的电子进入激发态，入射光子所需的最小能量应为多少？
（2）从上述最低激发态跃迁返回基态时，如考虑到该离子的反冲，则与不考虑反冲相比，它所发射的光子波长的百分变化有多大？
（的能级和的关系，与氢原子能级公式类似. 电子电荷取，质子和中子质量取kg. 在计算中，可采用合理的近似）

2019-06-24更新 | 165次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 容易(0.94)

7. 一个处于基态的氢原子与另一个处于基态的氢原子碰撞，问：可能发生非弹性碰撞的最小速度为多少？氢原子的质量是 kg，电离能.

2019-06-24更新 | 148次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 较易(0.85)

8. 氢原子模型中，轨道的量子化条件为，其中为级轨道半径，为级的物质波的波长. 已知电子电量、静电力恒量、电子质量、普朗克常数.
（1）求第级的电子轨道半径.
（2）求第级的电子的运动周期.
（3）偶电子素的量子化条件为（偶电子素是指反电子与电子构成的体系，它们绕两点中心做圆周运动），求偶电子素中第级的电子轨道半径.

2019-06-24更新 | 168次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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9-10高二下·辽宁大连·阶段练习

解答题 | 较易(0.85)

名校

9. 氢原子处于基态时，原子能量，已知电子电量，电子质量kg， 氢原子核外电子的第一条可能轨道的半径为.
（1）若要使处于的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？
（2）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于的激发态时，核外电子运动的等效电流多大？
（3）若已知钠的极限频率为Hz，今用一群处于的激发态的氢原子发射的光谱照射钠块，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？

2010-08-30更新 | 937次组卷 | 4卷引用：2010年辽宁省大连36中高二6月月考物理试题

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解答题 | 适中(0.65)

10. 原子核俘获一个子（子质量是电子质量的207倍，电荷与电子相同）形成原子. 假设原子核静止，试求：
（1）子的第一轨道半径. 已知原子核的质量数为，且中子数等于质子数，氢原子的第一玻尔轨道半径.
（2）当大于什么值时，子轨道将进入原子核内？已知原子核半径公式为.

2019-06-27更新 | 197次组卷 | 2卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

11. 下图甲是证实玻尔关于原子内部能量量子化的一种实验装置示意图. 从电子枪射出的电子进入充有氦气的容器中，在点与氦原子发生碰撞后进入速度选择器，而氦原子则由低能级被激发到高能级. 速度选择器由两个同心圆弧电极和组成，电极间场强方向指向同心圆的圆心. 当两极间加电压时只允许具有确定能量的电子通过，并进入检测装置，由检测装置测出电子产生的电流，改变电压同时测出的数值，就可以确定碰撞后进入速度选择器的电子能量分布，为研究方便，我们：①忽略电子重力；②设电子和原子碰撞前原子静止，原子质量比电子大得多，碰撞后原子虽被稍微移动但仍可忽略电子的这一能量损失，即假定原子碰撞后也不动；③当电子和原子做弹性碰撞时，电子改变运动方向但不损失动能，发生非弹性碰撞时电子损失动能传给原子，使原子内部能量增大.

（1）设速度选择器两极间电压为时，允许通过的电子的动能为，试写出和的关系式. 设通过速度选择器的电子轨迹的半径，电极和的间隔，两极间场强大小处处相同.
（2）如果电子枪射出电子的动能，改变与间的电压，测得电流，得到U-I图线如图乙所示. 图线表明，当电压分别为5.00V，2.88V，2.72V，2.64V时，电流出现峰值. 试说明和时，电子跟氦原子碰撞时电子能量的变化情况，求出氦原子三个激发态的能级，设基态能级.

2019-06-24更新 | 189次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

12. 通过荧光光谱分析可以探知元素的性质，荧光光谱分析仪是通过测量电子从激发态跃迁到基态时释放的光子频率来实现的．激发态的原子可以采用激光照射基态原子的方法来获得. 现用激光照射迎着激光而来的一离子束，使其电子从基态跃迁到激发态，已知离子质量为，电荷量为，假设该离子束处于基态时的速度分布如图所示，为该离子束中离子的最大速度.

（1）速度为的离子束迎着发射频率为的激光运动时，根据经典多普勒效应，接收到此激光的频率为，其中为光速. 设波长为的激光能够激发速度的基态离子，若要激发全部离子，试推断激光的波长范围.
（2）若用电压为的加速电场加速处于基态的离子束，试推断离子束的速度分布的范围是变大了还是变小了；加速后的基态离子束再被激发，那么激光的波长范围与（1）问的结论相比如何变化？

2019-06-24更新 | 187次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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解答题 | 较易(0.85)

13. 当质量为，速度为．的微粒与静止的氢核碰撞，被氢核捕获（完全非弹性碰撞）后，速度变为；当这个质量为，速度为．的微粒与静止的碳核做对心完全弹性碰撞时，碰撞后碳核速度为，今测出，已知，则此微粒质量与氢核质量之比为多少？

2019-06-27更新 | 168次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 较难(0.4)

14. 一种利用放射性的电池是金属球，在球内放有一块与球绝缘的放射性物质（如图甲所示）. 每秒钟有个原子核发生衰变，在衰变时所放出的电子的能量是从最小能量到最大量均匀分布. 试求电池的电动势. 求这种电池可以供给的最大电流. 直到负载电阻为多大之前可以认为电池是电流振荡器？

2019-06-24更新 | 182次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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解答题 | 适中(0.65)

15. 放射性元素的衰变速率还可以用所谓的衰变常数来描述，的定义式是，式中为该放射性元素的原子个数，是这个原子中在内发生衰变的原子个数.与元素的半衰期的关系是.铀族元素正常衰变时，释放出的辐射只具有微弱的穿透能力. 而衰变时，其中约有0.7%的衰变为，并放出一个具有高穿透性能的高能光子. 1981年11月，苏联一艘核潜艇在瑞典南部的海滩搁浅，对这艘核潜艇产生的辐射进行测定时，曾利用上述光子的高穿透性能作为测定的依据.进行上述探测使用的探测器对实际性能的测定效率为o．25%（即400个光子中有一个会在探测器内引起一个特定的脉冲）. 探测器的“灵敏”表面积为22cm²，设这个表面离可看作是点发射源的辐射物1.5m远．测定中每小时接收到125个脉冲.设总辐射量的93%被潜艇的甲板所吸收，试估计潜艇内的含量，已知的半衰期为r.阿伏加德罗常数和的相对原子质量等可查表.

2019-06-24更新 | 159次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

16. 在一个密闭的容器中装有放射性同位素氪（）气，在温度为20℃时，其压强为1atm. 将容器埋入地下深处，经过22年后取出. 在此期间有些氪经衰变变成铷（），铷最后是固体状态. 现在，在温度仍是20℃时测得容器中的压强为0.25atm，并测得容器中有固体铷，铷的体积与容器体积比较可以忽略不计. 试计算埋入地下时，氪的质量以及氪的半衰期.由于容器是密闭的，而且氪埋入时和取出时都是气体状态，氪衰变成的铷则是固体状态，根据题目给出的数据，列出初、末两状态的克拉珀龙方程，就能把初始埋入地下的氪气质量和摩尔数求出来，进而确定其半衰期.

2019-06-27更新 | 166次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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解答题 | 较难(0.4)

17. 1979年，7颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射出的射线，经分析确认，这些光子是电子和正电子湮灭时放出的，即. 其中表示光子数目. 已知电子、正电子的静止质量. 静止质量为的粒子，其能量和动量满足，式中表示光速. 普朗克恒量.
（1）试证明.
（2）若电子、正电子的动量为零，，求光子的频率.

2019-06-27更新 | 248次组卷 | 2卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

18. 某次核聚变实验中，氘等离子体被加热至高温. 这引起动能各为0.03MeV的两个氘核正碰，其反应如下：试计算快中子的动能. 忽略相对论效应，和粒子的质量可分别取正好等于3个和1个原子质量单位.

2019-06-24更新 | 149次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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解答题 | 适中(0.65)

19. 有一核反应的反应式为，反应中所有粒子的速度均远小于光速，试问：
（1）它是吸能反应还是放能反应，反应能为多少？
（2）在该核反应中，若静止，入射质子的阈能为多少？阈能是使该核反应能够发生的入射粒子的最小动能（相对实验室参考系）.
（3）已知在该反应中入射质子的动能为1.21MeV，若所产生中子的出射方向与质子的入射方向成60.0°角，则该中子的动能为多少？
已知：、、核、核的静止质量分别为，，，，是原子质量单位，对应的能量为931.5MeV. 结果取三位有效数字.

2019-06-27更新 | 210次组卷 | 2卷引用：近代物理－过关练习

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解答题 | 适中(0.65)

20. 静止电子经电场加速后成为高速运动电子. 设电子静质量为，加速电压为，试求出电场区后电子的德布罗意波长.

2019-06-24更新 | 152次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

21. 如果电子的测不准量等于这个电子的德布罗意波长，不考虑相对论效应，试证明电子的速度测不准量等于电子本身的速度.

2019-06-24更新 | 149次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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解答题 | 较易(0.85)

22. 假定我们所在的宇宙就是一个黑洞，即我们不可能把光反射到我们的宇宙之外. 所以即使在宇宙之外还存在空间，还存在天体的话（这完全是一种假设），那么外面的天体看我们的宇宙就是一个“大黑洞. 试从这一假定估算我们宇宙的半径.

2019-06-27更新 | 145次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 较难(0.4)

23. 由阴极发射的电子经加速电极加速后垂直射向一开有两条平行狭缝的屏，电子自狭缝出射后打在一荧光屏上，如图所示，由于电子具有波动性，荧光屏上将出现明暗相间的条纹，设加速电极与阴极之间的电压为，两平行狭缝之间的距离为，试问：

（1）在整个装置的轴线与荧光屏的交点处，将出现暗条纹还是明条纹？
（2）设位于轴线外侧的第一条亮条纹出现在角处的点，若加速电压不是很大，写出的表达式（以、及其他恒量表示）.
（3）在加速电压很大的情况下，的表达式又会怎样？

2019-06-24更新 | 194次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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2019高三·全国·竞赛

解答题 | 适中(0.65)

24. 下面给出一个原子核很粗糙的模型：假定原子核是一个立方体，有个核子，每个核子被其他核子的核力所吸引（强相互作用），由于这种力的作用距离很小，我们假定每个粒子只与其相邻的核子之间有相互作用，每个核子一核子对由于这种结合而对核的总结合能的贡献是一个常数.原子核内有核电荷，它在原子核内产生斥力，根据量纲分析，核的总静电势能正比于，其中为原子核的线度，并且我们假定在这个模型中，正比于原子核中的核子数，已知元素周期表中元素附近的原子核是非常稳定的，它们的核子具有的平均结合能最大，都约为8.78MeV.试根据上述模型和已知的事实，求出任一原子核内核子的平均结合能.

2019-06-24更新 | 178次组卷 | 1卷引用：近代物理－过关练习

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