2020高中物理最新試題精選

1、xx屆高中物理最新試題精選（近代物理初步部分）一、選擇題1. xx年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩名美國(guó)科學(xué)家，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻 射的黑體譜形狀及其溫度在不同方向上的微小變化。他們的出色工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)，下列與宇宙微波背景輻射黑體譜相關(guān)的說法中正確的是（）A .微波是指波長(zhǎng)在103m到10m之間的電磁波B .微波和聲波一樣都只能在介質(zhì)中傳播C.黑體的熱輻射實(shí)際上是電磁輻射D.普朗克在研究黑體的熱輻射問題中提出了能量子假說解析：ACD 微波是電磁波，其傳播不需要介質(zhì)，當(dāng)然也可以在介質(zhì)中傳播，A對(duì)、B錯(cuò)；由黑體輻射的知識(shí)可知C、D正確。點(diǎn)評(píng)：該題比較容易，考查了

2、微波和黑體輻射的問通。只要掌握基本概念及規(guī)律，即可解決問題（I、識(shí)記、易）命題思路：本題主要考查學(xué)生對(duì)課本上描述的物理現(xiàn)象的掌握程度和理解分析能力，中等難度.2.為了觀察晶體的原子排列，可以采用下列方法：（1）用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡成像（由于電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)很短，能防止發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，因此電子顯微鏡的分辨率高）；（2）利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣，進(jìn)而分析出晶體的原子排列，則下列分析中正確的是（）A .電子顯微鏡所利用的電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)比原子尺寸小得多B .電子顯微鏡中電子束運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)很小C.要獲得晶體的X射線衍射圖樣，X射線波長(zhǎng)要遠(yuǎn)小于原子的尺寸D.中子的物質(zhì)波的

3、波長(zhǎng)可以與原子尺寸相當(dāng)答案：ADh3,頻率為 的光子，具有的能量為 h、動(dòng)量為 將這個(gè)光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的c電子上，光子將偏離原運(yùn)動(dòng)方向， 這種現(xiàn)象稱光子的散射. 下列關(guān)于光子散射說法中正確的 是（）A.光子改變?cè)瓉淼倪\(yùn)動(dòng)方向，且傳播速度變小B.光子由于在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增大C.由于受到電子碰撞，散射后的光子波長(zhǎng)小于入射光子的波長(zhǎng)D.由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率小于入射光子的頻率答案：D4.光子具有動(dòng)量，太陽光照射在物體上有壓力，彗星的尾巴就是太陽的光壓形成的.彗星在繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中有時(shí)彗尾長(zhǎng)，有時(shí)彗尾短，下列說法正確的是（）A.彗星離太陽較近時(shí)，光壓大，彗尾長(zhǎng)B.彗星

4、離太陽較近時(shí)，光壓小，彗尾短C.彗星離太陽較遠(yuǎn)時(shí)，光壓小，彗尾短D.彗星離太陽較遠(yuǎn)時(shí)，光壓大，彗尾長(zhǎng)答案：AC5.目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料，這些巖石都不同程度地 含有放射性元素，比如，有些含有鈾、社的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氫，而氫會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出、射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說法正確的是（）A.氫的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氫原子核，經(jīng)7. 6天后就一定剩下一個(gè)原子核了衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的射線一般伴隨著或 射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也

5、最強(qiáng)D.發(fā)生衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4答案：B6.下列說法正確的是（）A.太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)B.湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短D.按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子 的動(dòng)能減小，原子總能量增加解析：D 太陽內(nèi)部發(fā)生的是聚變反應(yīng)不是裂變反應(yīng)，A不正確；湯姆生發(fā)現(xiàn)電子證明了原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了核式結(jié)構(gòu)，B不正確；發(fā)生光電效應(yīng)，波長(zhǎng)必須短， C不正確。點(diǎn)評(píng)該題是簡(jiǎn)單題，考查了原子和原子核的相關(guān)知識(shí)。只要記住教材中的內(nèi)容

6、即可解決。（I、識(shí)記、易）命題思路：本題考查核裂變與聚變反應(yīng)的區(qū)別、原子核式結(jié)構(gòu)模型的建立及光電效應(yīng)條 件和玻爾理論.命題難度中等.如圖所示為盧瑟福和他的同事們做粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的 A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，觀察到的現(xiàn)象描述正確的是（）A.在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多.在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比在A位置時(shí)稍少些C.在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光D.在D位置時(shí)，屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少答案：AD.英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用粒子轟擊金箱，發(fā)現(xiàn)了粒子的散射現(xiàn)象.如圖所示中，O表示金原子核的位置，則能正確表示該實(shí)驗(yàn)中經(jīng)

7、過金原子核附近的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡的圖是（）AUCD答案：BD如圖甲是、三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，請(qǐng)問圖乙中的檢查是利用了哪種射線？（）A. 射線 B. 射線C. 射線 D.三種射線都可以6射線制甲乙答案：C.已知有一系列衰變反應(yīng)如下：bX c A fB h Y則下列說法中正確的是（）a1A,若放射性元素bX經(jīng)過6h還剩下沒有技變，則它的半共期為0. 75 h.8B.若：X是gY的同位素，則a g 4a不可能與g相等a g的最大值為12答案：BD.從一個(gè)鉛盒的小孔中射出的、三種射線沿同一直線進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)或勻強(qiáng)電場(chǎng)，這三種射線在場(chǎng)內(nèi)的徑跡

8、情況有可能是（）A.三條重合 B.兩條重合C.三條分開D. 與的徑跡一定分開答案：AC.在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒 子和反沖核在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的a、b,由圖可以判斷（）A.該核發(fā)生的是衰變?cè)摵税l(fā)生的是衰變C.磁場(chǎng)方向一定是垂直紙面向里D .磁場(chǎng)方向一定是垂直紙面向外答案：Bxx年德國(guó)的達(dá)姆.元素除天然的外，還可以通過合成的方法獲得新的人造元素，如施特重離子研究所就合成了一種新的人造元素，它是由30 Zn撞入一個(gè)208 Pb的原子核，并立 TOC o 1-5 h z 即釋放出一個(gè)中子后而形成的，則該新元素的（）A.原子序數(shù)為112 B.核子數(shù)

9、為278C.原子序數(shù)為113 D.中子數(shù)為165答案：AD.下列說法正確的是（）A. 232Th經(jīng)過6次 衰變和4次 衰變后成為穩(wěn)定的原子核2218Pb94121B .發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是 9Be 2 He 62 C 0 n23850 個(gè) 92 U238C.200個(gè)92 U的原子核經(jīng)過兩個(gè)半衰期后剩下23594140. 92 U在中子轟擊下生成38Sr和54 Xe的過程中，原子核中的平均核子質(zhì)量變小答案：ABD.近段時(shí)間，朝鮮的“核危機(jī)”引起了全球的矚目，其焦點(diǎn)問題就是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆，重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的杯239239239239（94 Pu

10、）,這種94 Pu可由鈾239（92 U ）經(jīng)過n次 暴變而產(chǎn)生，則 門為（）A. 2B, 239C. 145 D . 92答案：A.本題中用大寫字母代表原子核.E經(jīng) 衰變成為F,再經(jīng)過衰變成為G,再經(jīng)過衰變成為H ,上述系列衰變可記為：E F G H ;另一系列衰變?nèi)缦拢篟是H的同位素S是F的同位素S是H的同位素R是F的同位素P R Q S .已知P是F的同位素，則（）A. Q是G的同位素, B. R是E的同位素, C. R是G的同位素, D. Q是E的同位素, 答案：B.關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說法中正確的是（）A.盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.天然放射性元素在衰變

11、過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，其放射線在磁場(chǎng)中一定不偏轉(zhuǎn) 的是射線C.據(jù)圖可知，原子核 A裂變成原子核B和C要放出核能D.據(jù)圖可知，原子核 D和E聚變成原子核F要吸收能量答案：ABC.處于激發(fā)狀態(tài)的原子， 如果在入射光的電磁場(chǎng)的影響下，引起高能態(tài)向低能態(tài)躍遷，同時(shí)在兩個(gè)狀態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去，這種輻射叫做受激輻射. 原子發(fā)生受激輻射時(shí)，發(fā)出的光子的頻率、 發(fā)射方向等，都跟入射光子完全一樣， 這樣使光得到加強(qiáng)，這就是激光產(chǎn)生的機(jī)理.那么發(fā)生受激輻射時(shí)，產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電子的電勢(shì)能Ep、電子動(dòng)能Ek的變化關(guān)系是（）A. Ep增大、Ek減小、En減小 B. Ep減小、Ek增

12、大、En減小C. Ep增大、Ek增大、巳增大 D. Ep減小、Ek增大、En不變答案：B.如圖所示，用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測(cè)到了一定 數(shù)目的光譜線.調(diào)高電子的能量再進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了5條.用 n表示兩次觀測(cè)中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差，E表示調(diào)高后電子的能量.根據(jù)氫原子的能級(jí)圖可以判斷， n和E的可能值為（）n1,13.22eVE13.32eVn2,13.22eVE13.32eVn1,12.75eVE13.06eVn2,12.75eVE13.06eV答案：AD.氫原子在某三個(gè)相鄰能級(jí)之間躍遷時(shí)，可能發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的輻射光。已知其中的兩個(gè)波長(zhǎng)分別

13、為1和2，且1 2，則另一個(gè)波長(zhǎng)可能是（）A.1+2B、1 2C. 12D.解析:CD 由題設(shè)條件可知,- 111,、h 2 h 1,即或3121一，由此可知C、D選項(xiàng)正確。1光子的能量與波長(zhǎng)的關(guān)系。點(diǎn)評(píng)該題比較簡(jiǎn)單，考查了氫原子的能級(jí)問題。應(yīng)當(dāng)注意,為了解題方便、直觀，最好畫出能級(jí)圖分析。（I、識(shí)記、易）命題思路：本題考查氫原子在三個(gè)相鄰能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)輻射光子的能量關(guān)系，巧設(shè) 障礙隱含三種波長(zhǎng)關(guān)系，命題難度中等偏易.若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2 ,氫原.如圖所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中Ei為基態(tài),子B處于激發(fā)態(tài)E3 ,則下列說法正確的是（）A.原子B.原子A可能輻射出3種頻率的光子B可能輻射

14、出3種頻率的光子C.原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4A發(fā)出的光子并躍遷道能級(jí)E422.子與氫原子核（質(zhì)子）構(gòu)成的原子稱為氫原子（hydrogen在原子核物理的研究中有重要作用,束光照射容器中大量處于n=2圖為能級(jí)的氫原子的能級(jí)示意圖.假定光 muon atom）,它子能量為 E的一氫原子,氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為1、2、3、4、5、6 的光,且頻率依次增大，則A. h( 31) B. h( 5D. h 4/eVif843答案：C23.據(jù)新華社報(bào)道，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界上第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（又 TOC o 1-5 h z 稱“人造太陽”）已完成了首次工程調(diào)試.下列

15、關(guān)于“人造太陽”的說法正確的是（）2 . .3. .4 1 A.“人造太陽”的核反應(yīng)方程是iHiH2 Heon235 1121 92八1“人造太陽”的核反應(yīng)方程是92 uon56 Be36 Kr30 n“人造太陽”釋放的能量大小的計(jì)算式是Emc2 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 12“人造太陽”核能大小的計(jì)算公式是E mc22答案：AC22.美國(guó)宇航局冥王星探測(cè)器“新地平線”是美東部時(shí)間 xx年1月19日下午2時(shí)（北 京時(shí)間20日凌晨3時(shí)）在佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空的.“新地平線”探測(cè)器重252 kg,攜帶7種科研儀器.由于冥王星

16、離太陽太遠(yuǎn)，冥王星探測(cè)器“新地平線”無法 使用太陽能，不得不依靠所攜帶的10. 9 kg缽?fù)瑁闷浞派湫运プ冡尫懦龅哪芰堪l(fā)電關(guān)于缽?fù)瑁?29 Pu）的放射性衰變，下述衰變方程正確的是（）239 r232 2 239 r 235 - 2 一A . 92 Pu 92 U 2 He B.92 Pu 92 U 2 He 23923812392380C. 92 Pu 92 U 0 n D . 92 Pu 92 U 21 e答案：B25.太陽的能量來自下面的反應(yīng)：四個(gè)質(zhì)子（氫核）聚變成一個(gè)粒子，同時(shí)發(fā)射兩個(gè)正電子和兩個(gè)沒有靜止質(zhì)量的中微子.已知粒子的質(zhì)量為 m ,質(zhì)子的質(zhì)量為 mp,電子的質(zhì)量為me,用

17、N表示阿伏加德羅常數(shù),用c表示光速.則太陽上2 kg的氫核聚變成 TOC o 1-5 h z 子所放出能量為(), 一一一2 一2A. 125(2mp m 2me)Nc B. 250(2mp m 2me) Nc_ 一2_ 一2C. 500(2mp m 2me)NcD. 1000(2mp m 2me) Nc開始到穩(wěn)定的208Pb209、83 Bi為止），其中,答案：C26.重元素的放射性衰變共有西個(gè)系列，分別是U238系列（從228U 為止）、Th232系列、U235系列及Np237系列（從；7Np開始到穩(wěn)定的前三個(gè)系列都已在自然界找到，而第四個(gè)系列在自然界一直沒有被發(fā)現(xiàn)，只是在人工制造出Np2

18、37后才發(fā)現(xiàn)的，下面的說法正確的是（）A. Np237系列中所有放射性元素的質(zhì)量數(shù)都等于2n+1 （n等于正整數(shù)）一 237 209一一 一 . .、一、B.從93 Np到83 Bi ,共發(fā)生7次 暴變和2次 暴變C.可能Np237系列中的所有放射性元素的半衰期相對(duì)于地球年齡都比較短D.天然的Np237系列中的放射性元素在地球上從來就沒有出現(xiàn)過、答案：ABC27. K介子衰變的方程為 K 冗 小 ,其中K介子和冗介子帶負(fù)的元電荷 e, u不帶電.如圖所示，兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相同，以虛線 MN為理想邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B、B2.今有一個(gè)K介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向從 A點(diǎn)射入勻強(qiáng)磁場(chǎng) B1中，其軌跡

19、為圓弧AP, P在MN上，K介子在P點(diǎn)時(shí)速度為V,方向與MN垂直.在P點(diǎn)該介子發(fā)生了上述衰變，衰變后產(chǎn)生的 冗介子以原速率沿反方向射回，其運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中虛線所示的“心”形圖線.則以下說法中正確的是（）A,冗介子的運(yùn)行軌跡為 PENCMDPB.冗介子運(yùn)行一周回到 P點(diǎn)用時(shí)為T 馬B2eC. B14B2D,/0介子做勻速直線運(yùn)動(dòng).兩個(gè)笊核聚變，必須使它們之間距離接近到,也就是接近到核力能夠發(fā)生作用的 3范圍.物質(zhì)溫度很高時(shí)，笊原子將變?yōu)榈入x子體，等離子的分子平均動(dòng)能為Ek -k1T ,22e .式中的ki叫玻耳茲曼常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度，兩個(gè)笊核之間的電勢(shì)能 Ep k 一,k為靜電力 r常量，r為電

20、荷之間的距離，則笊核發(fā)生聚變的溫度至少應(yīng)為（）ke2kJ。ke23k r。C.ke22kr。4ke2 D .3k r。答案：c.介子由兩個(gè)夸克構(gòu)成，而夸克之間的相互作用相當(dāng)復(fù)雜.研究介子可通過用高能電子與之發(fā)生非彈性碰撞來進(jìn)行.由于碰撞過程難于分析，為掌握其主要內(nèi)涵， 人們發(fā)展了一種簡(jiǎn)化了的“分粒子”模型.其主要內(nèi)容為：電子只和介子的某部分（比如其中一個(gè)夸克）發(fā)生彈性碰撞.碰撞后的夸克再經(jīng)過介子內(nèi)的相互作用把能量和動(dòng)量傳給整個(gè)介子.該物理現(xiàn)象可用下面的簡(jiǎn)化模型來描述：如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為 M及動(dòng)能為E的電子，與介子的一個(gè)質(zhì)量為m1的夸克發(fā)生彈性碰撞. 介子里另一個(gè)夸克的質(zhì)量為 m2 .夸克間以

21、一無質(zhì)量的彈簧相連.碰撞前夸克處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧處于自然長(zhǎng)度L.所有運(yùn)動(dòng)都是一維的，忽略切相對(duì)論效應(yīng).則碰撞后夸克 m1所獲得的動(dòng)能為()Ek24Mmi e (M m1)2Ek4Mmi 匚2 E(M mi).2 4Mmi(M mJ (mi m)D. Ek(M4Mmi一工T Emi) (mi m2)電子介于答案：B二、計(jì)算題.人類認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程。請(qǐng)按要求回答下列問 題。(i)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的 貢獻(xiàn)。請(qǐng)選擇其中的兩位，指出他們的主要成績(jī)。在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，下圖為三種

22、射 線在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途。(2)在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑。中子在重水中可與2 H核碰撞減速，在石墨中與 62C核碰撞減速。上述碰撞可簡(jiǎn)化為彈性碰撞模型。某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對(duì)心正碰，通過計(jì)算說明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？解析:(i)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型(或其他成就玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜(或其他成就)查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就)。(2)設(shè)中子質(zhì)量為 Mn,靶核質(zhì)量為M,由動(dòng)量守恒定律 MnVg MnVi MV2 19191

23、9由能量守恒：一Mnv02 -Mnv12 -Mv22 222解得：v1M n MVoM n M在重力中靶核質(zhì)量:Mh 2MnV1HMn Mh VoMn Mh1Sv0在石墨中靶核質(zhì)量:MC 12MnV1C11TVoMn MeVoMn Me與重力靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好。思路分析：（1）根據(jù)左手定則可以判斷出粒子的電性，從而確定是哪種射線。（2）根據(jù)動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒，求出速度。點(diǎn)評(píng)該題第（1）問為識(shí)記題，第（2）為應(yīng)用題，分別考查了物理學(xué)史、射線的性質(zhì) 以及動(dòng)量守恒的應(yīng)用。 該題考查了物理學(xué)史， 體現(xiàn)了新教材的特點(diǎn)。 這些知識(shí)點(diǎn)很多年沒有 考查，復(fù)習(xí)過程中應(yīng)重視。（n、識(shí)記與綜合

24、應(yīng)中、中）命題思路：此題為3-5模塊，注重基礎(chǔ)的同時(shí)，更注重用物理模型解決實(shí)際問題的考查.714.某實(shí)驗(yàn)室工作人員，用初速度Vo 2.7 10 m/s的 粒子，轟擊靜止的氮原子核7 N,產(chǎn)生了質(zhì)子1H .若某次碰撞可看作對(duì)心正碰，碰后新核與質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，且垂直磁場(chǎng)方向，通過分析偏轉(zhuǎn)半徑可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為1:2。，已知質(zhì)子的質(zhì)量為 m。（1）寫出核反應(yīng)方程；（2）求出質(zhì)子的速度.144171解析：（1） 74N 2 He 8701H2） 粒子、新核的質(zhì)量分別為4m、17m,質(zhì)子的速度為 V,對(duì)心正碰，由動(dòng)量守恒定律得 4mVo 17m mV 2o解得 V 5.84 1o7 m/s

25、o1o.氫原子基態(tài)能量 E113.6eV ,電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r1 o.53 1o m.求氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)時(shí)：（1）原子系統(tǒng)具有的能量？ （2）電子在 n=4軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能？（已知能量關(guān)系En E，半徑關(guān)系 rn n2r1,k 9.o 1o9N m2/C2） n解析：（1） E4 與 o.85eV42cke2(2)因?yàn)?Q 4),；0.85eVo所以 Ek4 1 mv2 -ke-232 rl4.氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能級(jí)為E113.6eV ,普郎克常量h 6.63氫原子在n=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，問：(1)要使氫原子電離，入射光子的最小能量是多少?(2)能放出的光子的最大能量是多少？E

26、 13 5解析：(1) E4 -4 -FeV0.85eVn242使氫原子電離需要的最小能量E 0.85eV從n= 4能級(jí)躍遷到n= 1能級(jí)時(shí)，輻射的光子能量最大為EE4日12.75eV。Eo。假設(shè)5.在真空中，原來靜止的原子核aX在進(jìn)行衰變時(shí)，放出粒子的動(dòng)能為 衰變后產(chǎn)生的新核用字母 Y表示，衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能形式釋放出來，真空中的 光速為c,原子核的質(zhì)量之比等于質(zhì)量數(shù)之比，原子核的重力不計(jì).(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程；(2)求衰變過程中總的質(zhì)量虧損.解析：(1)衰變的核反應(yīng)方程為aa 44bXb 2 Y 2He(2)根據(jù)動(dòng)量守恒定律，反沖核Y的動(dòng)量與2粒子的動(dòng)量大小相等.由 Ek上一

27、知,2m反沖核Y的動(dòng)能為Eki k IaE。衰變時(shí)釋放出的總能量為EkE0Eki報(bào)據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程Ek2mc此衰變過程中總的質(zhì)量虧損是6. 一靜止的質(zhì)量為 M的氫核aEom 7(a 4)c22286 Rn )發(fā)生暴變，放出一個(gè)速度為Vo、質(zhì)重為m的粒子和一個(gè)反沖核針(Po),若氫核發(fā)生衰變時(shí)，釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為粒子和針核的動(dòng)能.(1)寫出衰變方程；(2)求出衰變過程中的質(zhì)量虧損(虧損的質(zhì)量在與粒子質(zhì)量相比時(shí)可忽略不計(jì)).解析：(1) 28；Rn 28：Po 2 He(2)設(shè)針核反沖速度大小為 v,由動(dòng)量守，值定律得 0 mv0 (Mm)v,vmv01 一 212E mv0 一 (M m)

28、v ,222EMmv02(M m)由愛因斯坦質(zhì)能方程，得EE2c2Mmv02c2(M m)7.靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的6Li核俘獲一個(gè)運(yùn)動(dòng)方向垂直于磁場(chǎng)，速度大小為46.13,4.4 _ _v07.7 10 m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)3Li0n 1 H2 He .右已知2He核的速度大小為4Vi 2.0 10 m/s,方向與反應(yīng)刖中子的速度方向相同，求：33H核的速度；一 3 一 41 H核與2He核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比；當(dāng)3H核旋轉(zhuǎn)3周時(shí)，2 He核旋轉(zhuǎn)幾周？解析：(1)由動(dòng)量守恒定律，有 mnv0 mHev1 mHv2解得 v2mnV0 mHeV11.0 103m/smH331 H核的

29、速度大小為1.0 10 m/s,方向與中子的運(yùn)動(dòng)方向相反.2(2)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R ,由qvB m,得R 。則RqBRh TOC o 1-5 h z mHV2mHeV1Rh3,RHe5付QhBqHeB*40(3)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T W，則 ， 2-He，得qBQhBqHeBTh3THe 2所以，當(dāng)3 H核旋轉(zhuǎn)3周時(shí)，2 He核旋轉(zhuǎn)2周。8.靜止的鋰核(6Li )俘獲一個(gè)速度為7.7 106m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生46了兩個(gè)新粒子，其中一個(gè)粒子為氨核(2 He),它的速度大小是 8 10 m/s,方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同.(1)寫出此核反應(yīng)的方程式；(2)求

30、反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度大小及方向；(3)此反應(yīng)過程中是否發(fā)生了質(zhì)量虧損，說明依據(jù).解析：(1) 6 Li 0 n 3 H 2 He4.3(2)用m1、m2和m3分別表小中子“n)、氨核(2He )和瓶核(iH)的質(zhì)重，用必、V2和V3分別表示中子、氨核和瓶核的速度，由動(dòng)量守恒定律得m1VlmzV2m3V3, v3EMm2V2m3代入數(shù)值，得V38.1 106 m/s即反應(yīng)后生成的瓶核的速度大小為8.1 106 m/s,方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反 TOC o 1-5 h z 19(3)反應(yīng)刖的總動(dòng)能為 E15m1Vl2 1c 1 cE2E1粒子，同時(shí)發(fā)射兩個(gè)反應(yīng)后的總動(dòng)能為 E2 m2

31、V22 3 m3V3之經(jīng)計(jì)算知E2 E1.故反應(yīng)過程中發(fā)生了質(zhì)量虧損失m9.太陽的能量來自下面的反應(yīng)：四個(gè)質(zhì)子(氫核)聚變成一個(gè)正電子和兩個(gè)沒有靜止質(zhì)量的中微子，若太陽輻射能量的總功率為 P,質(zhì)子1h。氨核2He、正電子0e的質(zhì)量分別為 mp、mHe、me,真空中的光速為 c,求:(1)寫出核反應(yīng)方程式。(2)核反應(yīng)所釋放的能量E。(3)在t時(shí)間內(nèi)參與上述熱核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)目。解析：(1)核反應(yīng)方程式為 41H24He+20e(2)質(zhì)量虧損 m (4mp mHe 2me),根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得Emc2,核反應(yīng)釋放的能量 E (4mp mHe 2me)c2 TOC o 1-5 h z (3)設(shè)時(shí)

32、間t內(nèi)參與熱核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)為N，一E4Pt依據(jù)能量關(guān)系Pt N E有N 4P2 。4(4mp mHe 2me)c10.某實(shí)驗(yàn)室工作人員，用初速度V。 0.99c (c為真空中的光速)的 粒子，轟擊靜141止的氮原子核7 N ,產(chǎn)生了質(zhì)子1H。若某次碰撞可看作對(duì)心正碰，碰后新核與質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，通過分析偏轉(zhuǎn)半徑可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為1:20,已知質(zhì)子質(zhì)量為m。（1）寫出核反應(yīng)方程.（2）求出質(zhì)子的速度 v.（3）若用上述兩個(gè)質(zhì)子發(fā)生對(duì)心彈性碰撞，則每個(gè)質(zhì)子的動(dòng)量變化量是多少？（保留兩位有效數(shù)字）, 一一14417 _ 1解析：（1） 74N 2 He 8701H（

33、2） 粒子、新核的質(zhì)量分別為4m、17m ,質(zhì)子的速度為 v ,對(duì)心正碰，有v4mv0 17m一 mv,得 v 0.20c20（3）質(zhì)量相等且彈性碰撞，交換速度.對(duì)某一質(zhì)子，選其末動(dòng)量方向?yàn)檎较颍瑒tP2 mv, p1mv,又 p p2 P1故解出 p 0.40mc ,方向與末動(dòng)量方向一致.111. 19世紀(jì)50年代人們發(fā)現(xiàn)氫原子光譜中 一 R（ 二）（R為一常量，n=3、4、5）,2 n物理學(xué)家玻爾在他 28歲時(shí)連續(xù)發(fā)表三篇論文，成功地解釋了氫原子光譜的規(guī)律，揭示了光譜線與原子結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系，玻爾理論是從經(jīng)典理論向量子理論的一個(gè)重要過渡，為量子力學(xué)的誕生提供了條件.玻爾既引入量子化的概念，同

34、時(shí)又運(yùn)用了 “軌道”等經(jīng)典物理理論和牛頓力學(xué)的規(guī)律推導(dǎo)出上述公式.請(qǐng)同學(xué)們?cè)囉谜n本知識(shí)和以下假設(shè)定量做玻爾的推導(dǎo).（1）繞氫原子核旋轉(zhuǎn)的電子質(zhì)量為m,電量為一e; （2）取離核無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零，半徑 rke2 .處電子的電勢(shì)能為 Ep （k為靜電力常量）；（3）電子所在的軌道的圓周長(zhǎng)與其動(dòng)量的 r乘積等于普朗克常量 h的整數(shù)倍時(shí)，這樣的軌道才是電子的可能軌道.解析:設(shè)氫原子核外電子的速度為V,可能的軌道半徑為r,則有m,Ek 二mv2r 2ke22r所以核外電子的總能量為EkEpke22r由題意知2 mv nh ,故E2 2k22.2n h由玻爾的躍遷理論有hcEnE2,c 2 2k2e4

35、m 1即 LR一2m 2k2e4 11下一仁2)ch 2n故巴耳末線系的波長(zhǎng)符合公式11、R京 /)。.如圖所示，某一足夠大的真空中，虛線 PH右側(cè)是磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，左側(cè)是一場(chǎng)強(qiáng)為E、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng).靜止于虛線PH上的一點(diǎn)O處的鐳核（8jRa）水平向右放出一個(gè)粒子而衰變成氫核（862Rn）.設(shè) 粒子 與氫核分離后它們之間的作用可忽略不計(jì)，涉及動(dòng)量問題時(shí)虧損的質(zhì)量不計(jì)，重力不計(jì).（1）寫出鐳核衰變的核反應(yīng)方程.（2）若經(jīng)過一段時(shí)間，粒子剛好到達(dá)虛線 PH上的A點(diǎn)，測(cè)得OA=L,求此時(shí)氫核的速率（已知 粒子的比荷為b）X XX XX XSX XX X解析：（

36、1）鐳衰變的核反應(yīng)方程為886Ra822R 4 He（2）粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)mq B Bb衰變時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒有：m vmRnvRn所以VRnm vmRnq BL111mbBL111氫在電場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng)且aRnqRnE 86EbmRn 111所以：vRnvRnaRntbBL 86E111111B13.在用鈾235作燃料的核反應(yīng)堆中，鈾235核吸收一個(gè)動(dòng)能約為 0.025 eV的熱中子（慢 中子）后，可發(fā)生裂變反應(yīng).放出能量和23個(gè)快中子，而快中子不利于鈾 235的裂變.為 了能使裂變反應(yīng)繼續(xù)下去，需要將反應(yīng)中放出的快中子減速. 有一種減速的方法是使用石墨（碳12）作減速劑.設(shè)中

37、子與碳原子的碰撞是對(duì)心彈性碰撞，問一個(gè)動(dòng)能為E0=1. 75 MeV0. 025 eV的熱中子？（可能用到的快中子需要與靜止的碳原子碰撞多少次，才能減速成為一一110.073)的數(shù)據(jù) lg 7 0. 84, lg13解析：設(shè)中子和碳核的質(zhì)量分別為m和M ,碰撞前中子的速度為 v0,碰撞后中子和碳核的速度分別為v和v ,因?yàn)榕鲎彩菑椥耘鲎?，所以在碰撞前后，?dòng)量和機(jī)械能均守恒，又1212因?yàn)関0、v和v沿同一直線，故有 mvo mv Mv ,-mv0 - mv 221Mv2 2因M 12m得v11 v013 0解上兩式得v m M v0M負(fù)號(hào)表小v的方向與v方向相反，即與碳核碰撞后中子被反彈.因此

38、，經(jīng)過一次碰撞后 中子的能量為 E1 1 mv2 1 m( 11)2v02 ,于是 E1 (11 )2 E0經(jīng)過2, 3,門次碰撞后，中子的能量依次為E2、E3、E4、L En ,有311 211 411 6E1 n11 2n 匚E2() E1 (777)E0, E3 () E0,L En (-) E0 (二)E0131313E0131g 1A因此E0 71 ig -13子。已知EE00.0251.75 106lg(1 10 7)1121g137 1g 72 ( 0.07255)7.845154 0.1451故初能量E0=1.75 MeV的快中子經(jīng)過近54次碰撞后，才成為能量為 0. 025 eV的熱中14.天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氨的含量約為 兩條：一是在宇宙誕生后 2 min左右生成的; 氫核聚變反應(yīng)生成的.25%.有關(guān)研究表明，宇宙中氮生成的途徑有 二是在宇宙演化到恒星誕生后，由恒星內(nèi)部的1(1)把氫核聚變簡(jiǎn)化為4個(gè)氫核(1H TOC o 1-5 h z ,40)聚變成氨核2He,同時(shí)放出2個(gè)正電子(1e)和2個(gè)中微子(),請(qǐng)寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程，并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量.17_ 37(2)研究表明，銀河系的年齡約為t 3.8 10 s,每秒銀河系產(chǎn)生的能量約為 1 10 J(p 1 10 37J/s),現(xiàn)假定該能量全部來自上述