近代物理基础练习题
近代物理学习题
近代物理学习题第1页共8页近代物理一、填空题1.2.3.4.氢原子的电离能是eV．锂的四个光谱线系分别为（）。
粒子散射实验中，偏转角的取值范围（）氢原子光谱的帕邢线系的波数可以表达为（）5.当n1时，氢原子的电子轨道半径为a1，能量为E1；若n6时，电子轨道半径为（），能量为（）。
6.物理学界建立的包括强相互作用、和的“标准模型”理论，成为粒子物理学的基本理论．日本科学家南部阳一郎，因发现亚原子物理的；小林诚和益川敏英则因有关的发现共同分享2022年诺贝尔物理学奖．他们的研究成果成为人类对物质最深处探索的一个新里程碑．7.自然界的四种相互作用包括、、电磁相互作用和弱相互作用．基本粒子按其相互作用可分为、轻子和．8.里德堡原子是指．其主要特点有：．9.卢瑟福提出核式结构模型的主要依据是．10.电子自旋假设提出的实验基础有、、和．11.分子的近红外谱是由分子的产生的．12.夫兰克—赫兹实验证明了______．13.电子显像管在20千伏的加速电压下，产生的某射线的最短波长是nm．14.氢的巴耳末系的最长波长为nm；氢的电离能是eV．15.电子耦素的里德堡常数是．16.L=1，S=1/2，J=1/2，其光谱项是．C中每个核子的平均结合能．17.11H和01n的质量分别为.1.0078252u和1.0086654u,则12618.某放射性核素的衰变常数为，则其半衰期为，平均寿命为．19.原子物理学、原子核物理学和粒子物理学这三个学科反映了物质微观结构的不同层次和微观粒子能量变化的尺度有关．原子物理学的能量变化尺度是eV，原子核物理学的能量变化尺度是，粒子物理学的能量变化尺度是甚至已接近TeV．20.同科电子是指；nl次壳层上能容纳的电子数最多为个．21.人类历史上第一次人工实现的核反应是．22.碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是；造成碱金属原子精细能级的原因是；造成氢原子光谱精细结构（不考虑蓝姆移动）的原因是．23.电子的自旋角动量为；在外场方向(z方向)的投影为；自旋磁矩为μB．24.电子显像管在20千伏的加速电压下，产生的某射线的最短波长是．25.11H和01n的质量分别为.1.0078252u和1.0086654u，则126C中每个核子的平均结合能．第2页共8页26.某放射性核素的衰变常数为，则其半衰期为，平均寿命为．27.双原子分子的纯转动谱，其波数间隔为28.Na的价电子态为3p，考虑精细结构，其原子态为（）。
大学物理近代物理题库及答案
大学物理近代物理题库及答案大学物理近代物理一、选择题：（每题3分）1、存有以下几种观点：(1)所有惯性系则对物理基本规律都就是等价的．(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态毫无关系．(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同．若问其中哪些观点就是恰当的,答案就是(a)只有(1)、(2)就是恰当的．(b)只有(1)、(3)就是恰当的．(c)只有(2)、(3)就是恰当的．(d)三种说法都是正确的．［］2、宇宙飞船相对于地面以速度v作匀速直线飞行器，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部收到一个光讯号，经过?t(飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器接到，则由此可知飞船的固有长度为(c则表示真空中光速)(a)c?t(b)v?tc??t(c)(d)c??t?1?(v/c)2［］21?(v/c)3、一火箭的固有长度为l，相对于地面作匀速直线运动的速度为v1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v的子弹．在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是：(c表示真空中光速)ll(a)．(b)．v1?v2v2ll(c)．(d)．［］2v2?v1v11?(v1/c)24、(1)对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系则中的观察者来说，它们与否同时出现？(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的恰当答案就是：(a)(1)同时，(2)不同时．(b)(1)不同时，(2)同时．(c)(1)同时，(2)同时．(d)(1)不同时，(2)不同时．［］5、存有一直尺紧固在k′系则中，它与ox′轴的夹角?′＝45°，如果k′系则以坯速度沿ox方向相对于k系运动，k系则中观察者测出该尺与ox轴的夹角1大学物理近代物理(a)大于45°．(b)小于45°．(c)等于45°．(d)当k′系沿ox正方向运动时大于45°，而当k′系沿ox负方向运动时小于45°．［］6、边长为a的正方形薄板恒定于惯性系k的oxy平面内，且两边分别与x，y轴平行．今存有惯性系k＇以0.8c（c为真空中光速）的速度相对于k系沿x轴作匀速直线运动，则从k＇系则测出薄板的面积为(a)0.6a2．(b)0.8a2．(c)a2．(d)a2／0.6．［］7、一匀质矩形薄板，在它恒定时测出其长为a，阔为b，质量为m0．由此已是出来其面积密度为m0/ab．假设该薄板沿长度方向以吻合光速的速度v作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为m01?(v/c)2m0(a)(b)2abab1?(v/c)(c)8、两个惯性系s和s′，沿x(x′)轴方向作匀速相对运动.设在s′系中某点先后出现两个事件，用恒定于该系的钟测到两事件的时间间隔为?0?，而用紧固在s 系则的钟测到这两个事件的时间间隔为??．又在s′系x′轴上置放一恒定于是该系．长度为l0的细杆，从s系则测出此杆的长度为l,则(a)??<?0；l<l0．(b)??<?0；l>l0．(c)??>?0；l>l0．(d)??>?0；l<l0．［］9、在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？(1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速．(2)质量、长度、时间的测量结果都就是随物体与观察者的相对运动状态而发生改变的．(3)在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的．(4)惯性系则中的观察者观测一个与他并作匀速相对运动的时钟时，可以看见这时钟比与他相对恒定的相同的时钟走得慢些．(a)(1)，(3)，(4)．(b)(1)，(2)，(4)．(c)(1)，(2)，(3)．(d)(2)，(3)，(4)．［］10、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s，则乙相对于甲的运动速度是(c表示真空中光速)2m0m0(d)［］223/2ab[1?(v/c)]ab[1?(v/c)]大学物理近代物理(a)(4/5)c．(b)(3/5)c．(c)(2/5)c．(d)(1/5)c．［］11、一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行．如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是：(c表示真空中光速)(a)v=(1/2)c．(b)v=(3/5)c．(c)v=(4/5)c．(d)v=(9/10)c．［］12、某核电站年发电量为100亿度，它等于36×1015j的能量，如果这是由核材料的全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为(a)0.4kg．(b)0.8kg．(c)(1/12)×107kg．(d)12×107kg．［］13、一个电子运动速度v=0.99c，它的动能是：(电子的静止能量为0.51mev)(a)4.0mev．(b)3.5mev．(c)3.1mev．(d)2.5mev．［］14、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，其质量为静止质量的(a)4倍．(b)5倍．(c)6倍．(d)8倍．［］15、??粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的3倍时，其动能为静止能量的(a)2倍．(b)3倍．(c)4倍．(d)5倍．［］16、把一个静止质量为m0的粒子，由静止加速到v?0.6c(c为真空中光速）需作的功等于(a)0.18m0c2．(b)0.25m0c2．(c)0.36m0c2．(d)1.25m0c2．［］17、未知电子的静能为0.51mev，若电子的动能为0.25mev，则它所减少的质量?m与恒定质量m0的比值对数为(a)0.1．(b)0.2．(c)0.5．(d)0.9．［］18、设立某微观粒子的总能量就是它的恒定能量的k倍，则其运动速度的大小为(以c 则表示真空中的光速)cc1?k2．(a)．(b)k?1kcck2?1．(d)k(k?2)．［］(c)kk?13大学物理近代物理19、根据相对论力学，动能为0.25mev的电子，其运动速度约等于(a)0.1c(b)0.5c(c)0.75c(d)0.85c［］(c则表示真空中的光速，电子的静能m0c2=0.51mev)20、令电子的速率为v，则电子的动能ek对于比值v/c的图线可用下列图中哪一个图表示？（c表示真空中光速）ek(a)ek(b)v/cek(c)ek(d)v/c［］21、未知某单色光照射一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势就是u0(并使电子从金属逸出须要作功eu0)，则此单色光的波长?必须满足用户：(a)?≤hc/(eu0)．(b)??≥hc/(eu0)．(c)?≤eu0/(hc)．(d)??≥eu0/(hc)．［］22、未知一单色光反射在钠表面上，测得光电子的最小动能就是1.2ev，而钠的红限波长就是5400?(a)5350?．(b)5000?．(c)4350?．(d)3550?．［］23、用频率为??的单色光反射某种金属时，逸出光电子的最小动能为ek；若转用频率为2??的单色光反射此种金属时，则逸出光电子的最小动能为：(a)2ek．.(b)2h??-ek．(c)h??-ek．(d)h??+ek．［］24、设用频率为?1和?2的两种单色光，先后反射同一种金属均能够产生光电效应．未知金属的红限频率为?0，测得两次反射时的遏制电压|ua2|=2|ua1|，则这两种单色光的频率存有如下关系：(a)?2=?1-?0．(b)?2=?1+?0．(c)?2=2?1-?0．(d)?2=?1-2?0．［］o1.0o1.0v/co1.0o1.0v/c4大学物理近代物理25、以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示．满足题意的图是［］iiuoi(a)oi(b)uuo(c)o(d)u26、在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60％，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(a)2倍．(b)1.5倍．(c)0.5倍．(d)0.25倍．［］27、当反射光的波长从4000?棕斑3000?时，对同一金属，在光电效应实验中测出的遏制电压将：(a)增大0.56v．(b)增大0.34v．(c)增大0.165v．(d)增大1.035v．［］(普朗克常量h=6.63×1034js，基本电荷e=1.60×1019c)--28、保持光电管上电势差不变，若入射的单色光光强增大，则从阴极逸出的光电子的最大初动能e0和飞到阳极的电子的最大动能ek的变化分别是(a)e0增大，ek增大．(b)e0不变，ek变小．(c)e0减小，ek维持不变．(d)e0维持不变，ek维持不变．［］29、在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的1.2倍，则散射光光子能量?与反冲电子动能ek之比??/ek为(a)2．(b)3．(c)4．(d)5．［］30、以下一些材料的逸出功为铍3.9ev钯5.0ev铯1.9ev钨4.5ev今必须生产能够在红外线(频率范围为3.9×1014hz―7.5×1014hz)下工作的光电管，在这些材料中高文瑞(a)钨．(b)钯．(c)铯．(d)铍．［］5。
高中物理选修3-5近代物理基础练习有答案
第1节波粒二象性1．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限频率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：选C光具有波粒二象性，即既具有波动性又具有粒子性，光电效应证实了光的粒子性。
因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量和能量都增大，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误。
2．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应。
对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是________。
A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功解析：不同金属的逸出功一定不同，用同一种光照射，由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0知，光电子的最大初动能一定不同，而E k＝eU c，可见遏止电压也一定不同，A、C、D 均正确；同一种光照射同一种金属，入射光越强，饱和电流越大，因此可以调节光的强度，实现锌和银产生光电效应的饱和光电流相同，B错误。
答案：ACD3．一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、b两束，如图所示，则a、b两束光()A．垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光长B．从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小C．分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小D．若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大解析：选AB由光的色散图像可知，a光的折射程度比b光的大，因此玻璃对a光的折射率大，a光的频率高，光子能量大，波长短，由v＝cn可知，在同一介质中a光的传播速度小，因此垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间长，A项正确；由sin C＝1n可知，从同种介质射入真空发生全反射时，a光的临界角小，B项正确；由Δx＝ldλ可知，经同一双缝干涉装置，a光形成的相邻亮纹间距小，C项错误；由爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0可知，照射同一金属发生光电效应，a 光产生的光电子的最大初动能大，D 项错误。
高中物理《近代物理初步》单元测试题(精品测试题)
《近代物理初步》单元测试题(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，1～5题每小题只有一个选项正确，6～8小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)1．下列说法正确的是( )A．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象B．德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想C．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了光子的概念D．卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了中子2．关于光电效应的规律，下面说法中正确的是( )A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能也就越大B．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，如果入射光的强度减弱，从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C．对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应D．同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则所有金属产生的光电子的最大初动能一定相同3．下列与α粒子相关的说法中正确的是( )A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速度相当，穿透能力很强B.23892U(铀238)核放出一个α粒子后就变为23490Th(钍234)C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为42He＋147N→168O ＋10nD．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型4．下列说法正确的是( )A．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B．天然放射性现象说明原子具有复杂的结构C．一个氘核的质量小于一个质子和一个中子的质量和D．已知钴60的半衰期为5.27年，则任一个钴60原子核都将在5.27年内发生衰变5. 下列说法正确的是( )A．根据ΔE＝Δmc2可知，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变C．卢瑟福首先发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D．由氢原子能级示意图知，处于基态的氢原子至少要吸收13.60 eV的能量才能发生电离6. 如图所示，是国家国防科技工业局首次发布的“嫦娥二号”月面虹湾局部影像图，科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为32He＋32He→ 211H＋42He.关于32He聚变下列表述正确的是( )A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应会有质量亏损D．目前核电站都采用32He聚变反应发电7．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是( ) A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构8．用频率为ν的光照射在某金属表面时产生了光电子，当光电子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时，其最大半径为R，若以W表示逸出功，m、e表示电子的质量和电量，h表示普朗克常数，则电子的最大初动能是( )A．hν＋W B．BeR mC．hν－W D.B2e2R2 2m二、非选择题(共4小题，52分)9．(12分)已知铯的逸出功为1.9 eV，现用波长为4.3×10－7m的入射光照射金属铯．(1)能否发生光电效应？(2)若能发生光电效应，求光电子的德布罗意波波长最短为多少．(电子的质量为m＝0.91×10－30kg)10. (12分)如图所示，氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子．问：(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．11．(14分)某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康．原来静止的氡核(22286Rn)发生一次α衰变生成新核钋(P0)，并放出一个能量为E0＝0.09 MeV的光子．已知放出的α粒子动能为Eα＝5.55 MeV；忽略放出光子的动能，但考虑其能量；1 u＝931.5 MeV/c2.(1)写出衰变的核反应方程；(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字)12．(14分)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核63Li，发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c.(1)写出核反应方程；(2)求氚核和粒子的速度大小；(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损．《近代物理初步》单元测试题参考答案(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，1～5题每小题只有一个选项正确，6～8小题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分)1．解析：选 B.玻尔建立了量子理论，成功解释了氢原子发光现象；但由于过多地保留了经典电磁学的理论，还不能很好地解释其他的原子的发光现象，故A 错误；德布罗意首先提出了物质波的猜想，而电子衍射实验证实了他的猜想，故B正确；普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了量子理论的概念；故C 错误；卢瑟福在用α粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，故D错误．2．解析：选 A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔只与光和金属种类有关，B错；由光电效应方程可知入射光波长必须小于一极限值，才能产生光电效应，光子的最大初动能与入射光的频率和金属的种类有关，C、D错．3．解析：选B.α射线是速度为0.1c的氦核流，穿透能力最弱，A错误．由核反应过程中质量数、核电荷数守恒可知B项正确．C项中核电荷数和质量数都不守恒，C错误．D项中的物理学家不是玻尔而是卢瑟福，所以D错误．4．解析：选 C.光电效应是原子中的电子吸收光子，从而摆脱原子核的束缚，向外释放光电子的现象，故A错误；天然放射性现象说明原子核具有复杂的结构，选项B错误；当一个中子和一个质子结合成一个氘核时，有质量亏损，氘核的质量小于中子与质子的质量之和，选项C正确；半衰期只对大量的原子核有统计规律，对少量的原子核不适用，故选项D错误；故选C.5.解析：选D.爱因斯坦的质能方程E＝mc2，不是质量和能量可以相互转化，二者概念根本不同，当发生质量亏损时，质量只是以光子形式发射出去，故A 错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，故B错误；贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故C错误；基态的氢原子能量为－13.6 eV，则基态氢原子发生电离，吸收的能量需大于等于13.6 eV，故D正确．6.解析：选BC.聚变反应和裂变反应是根据爱因斯坦质能方程所发现的两种亏损质量释放能量的核反应方式，答案C 对A 错．聚变反应是两个质量较小的核结合成一个中等质量的核，有新核产生，答案B 对．与裂变相比，聚变反应目前还不能控制反应速度，使用的仅有氢弹，太阳也是聚变反应，都不可控，所以核电站都是裂变反应，答案D 错．7．解析：选ACD.干涉是波具有的特性，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，所以A 正确；β粒子在云室中受磁场力的作用，做的是圆周运动，与波动性无关，所以B 错误；可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可以产生衍射现象，说明具有波动性，所以C 正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明具有波动性，所以D 正确．8．解析：选CD.根据光电效应方程得E k ＝hν－W ，故选项C 正确；光电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得：e v B ＝m v 2R ，则v ＝eBR m ，最大初动能的光电子垂直进入匀强磁场，半径最大，所以最大初动能E k ＝12m v 2＝B 2e 2R 22m ，故选项D 正确．二、非选择题(共4小题，52分)9．(12分)解析：(1)入射光子的能量E ＝hν＝h c λ＝6.626×10－34×3.0×1084.3×10－7×11.6×10－19eV ≈2.9 eV .由于E ＝2.9 eV>W 0，所以能发生光电效应．(2)根据光电效应方程可得光电子的最大初动能E k ＝hν－W 0＝1.6×10－19J而光电子的最大动量p ＝2mE k ，则光电子的德布罗意波波长的最小值λmin ＝h p ＝ 6.626×10－342×0.91×10－30×1.6×10－19m ≈1.2×10－9m.答案：(1)能(2)1.2×10－9m10. (12分)解析：(1)氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射光子的频率应满足：hν＝E n－E2＝2.55 eV.E n＝hν＋E2＝－0.85 eV，所以n＝4.基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供ΔE＝E4－E1＝12.75 eV(2)辐射跃迁图如图所示．答案：(1)12.75 eV (2)跃迁图见解析11．(14分)解析：(1)衰变方程为：22286Rn→21886Po＋42He；(2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0＝pα＋p P0，即新核钋(P0)的动量与α粒子的动量大小相等，又E k＝p22m，可求出新核钋(P0)的动能为E P0＝4 218Eα由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、α粒子动能形式出现衰变时释放出的总能量为ΔE＝Eα＋E P0＋E0＝Δmc2故衰变过程中总的质量亏损是Δm＝111Eα＋109E0109c2＝0.006 16 u.答案：(1)22286Rn→21886Po＋42He (2)0.006 16 u12．(14分)解析：(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，则有核反应方程为：1n＋63Li→31H＋42He(2)由动量守恒定律得：m n v ＝－m H v 1＋m He v 2 由题意得：v 1∶v 2＝7∶8解得：v 1＝7v 11，v 2＝8v 11.(3)氚核和α粒子的动能之和为：E k ＝12·3m v 21＋12·4m v 22＝403243m v 2 释放的核能为：ΔE ＝E k －E k n ＝403243m v 2－12m v 2＝141121m v 2由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为Δm ＝ΔE c 2＝141m v 2121c 2答案：(1)10n ＋63Li →31H ＋42He(2)v 1＝7v 11 v 2＝8v 11 (3)141m v 2121c 2。
最新高考物理《近代物理》专题训练附答案
最新高考物理《近代物理》专题训练附答案一、单选题1．如图所示为氢原子能级图，已知可见光的能量范围为1. 62eV～3. 11eV，下列说法正确的是A．氢原子从高能级跃迁到第二能级，辐射的光子均为可见光B．处于基态的氢原子可吸收能量较强的可见光跃迁到高能级C．处于第四能级的大量氢原子，向基态跃迁时只能释放出3种不同频率的光子D．处于第三能级的氢原子可以吸收可见光的能量被电离2．质量为m的粒子原来的速度为v，现将粒子的速度增大为2v，则该粒子的物质波的波长将___________ (粒子的质量保持不变)A．保持不变B．变为原来波长的4倍C．变为原来波长的一半D．变为原来波长的2倍3．如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为E k1和E k2，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（）A．E k1>E k2B．单色光1的频率比单色光2的频率高C．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大D．单色光1和单色光2的频率之差为4．一个原子核静止在磁感应强度为B的匀强磁场中，当原子核发生衰变后，它放出一个α粒子（），其速度方向与磁场方向垂直。
关于α粒子与衰变后的新核在磁场中做的圆周运动，下列说法正确的是（）A．运动半径之比是B．运动周期之比是C．动能总是大小相等D．动量总是大小相等，方向相反5．1992年1月初，美国前总统老布什应邀访日，在欢迎宴会上，突然发病昏厥。
日本政府将他急送回国，回国后医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出病因。
这是利用了123I所放出的（）A．热量B．α射线C．β射线D．γ射线6．美国医生使用123I对布什总统诊断，使其很快恢复健康。
可知123I的特性是（）A．半衰期长，并可迅速从体内消除B．半衰期长，并可缓慢从体内消除C．半衰期短，并可迅速从体内消除D．半衰期短，并可缓慢从体内消除7．在历史上,最早证明了德布罗意波存在的实验是 ()A．弱光衍射实验B．电子束在晶体上的衍射实验C．弱光干涉实验D．以上都不正确8．对于带电微粒在辐射和吸收能量时的特点，以下说法不正确的是（）A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C．吸收的能量可以是连续的D．辐射和吸收的能量是量子化的9．在人类对微观世界进行探索的过程中，下列说法符合历史事实的是A．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核。
高三近代物理练习题
高三近代物理练习题1. 问题描述：在一个实验室中，研究人员进行了一组关于光电效应的实验。
实验设置如下：使用不同波长的光，照射到金属表面，观察光电流的变化情况。
实验中，金属表面的逸出功为φ，对于不同波长的光，当入射光的频率为ν时，光电流刚好为零。
现在要求解决以下问题：（1）当光的频率ν为多少时，光电流刚好为零？（2）当光的频率ν为多少时，光电流才能达到最大值？（3）假设金属表面的逸出功为2eV，入射光的频率为5.0×10^14Hz，求解光电子的最大动能。
2. 解题思路：根据光电效应的基本原理，当光的频率大于一定值时，光电流才能产生。
该频率称为临界频率。
根据爱因斯坦的光量子假设，光的能量与频率成正比，光电流的最大值与光的能量成正比，与光的强度无关。
根据能量守恒定律，光的能量应等于光电子的最大动能加上金属表面的逸出功。
3. 解答：（1）根据研究人员的实验结果，当光电流刚好为零时，入射光的频率即为临界频率。
根据基本原理可得：光电流刚好为零时，光的频率ν等于临界频率ν0。
（2）当光电流达到最大值时，光的频率即为最大频率。
根据能量守恒定律可得：光的能量等于光电子的最大动能加上金属表面的逸出功。
由此可以推导出最大频率的表达式：hν = φ + Emax其中：h为普朗克常数，约等于6.626×10^-34 J·s；φ为金属表面的逸出功；Emax为光电子的最大动能。
由上式可知，Emax与光的频率成正比。
因此，入射光的频率为最大频率νmax时，光电流才能达到最大值。
（3）已知金属表面的逸出功为2eV，入射光的频率为5.0×10^14Hz。
按照能量守恒定律，可得：hν = φ + Emax代入已知数据，得：6.626×10^-34 J·s × 5.0×10^14 Hz = 2 eV + Emax将6.626×10^-34 J·s转换成eV的单位：6.626×10^-34 J·s = 6.626×10^-34 × 6.242×10^18 eV≈ 4.1357 ×10^-15 eV·s代入计算得：4.1357 ×10^-15 eV·s ×5.0×10^14 Hz = 2 eV + Emax整理得：2.0679 eV = 2 eV + Emax移项得：Emax = 2.0679 eV - 2 eV≈ 0.068 eV因此，光电子的最大动能为约0.068 eV。
高三物理近代物理学专题训练(共28题)
高三物理近代物理学专题训练(共28题)1.2019年9月10日，我国国产首批医用钴-60原料组件从秦山核电站启运。
这标志着我国伽马刀设备“中国芯”供应问题得到解决。
核电站是利用中子照射钴-59制备钴-60，伽马刀是利用钴-60发生β衰变释放的γ射线工作的。
已知钴-60的半衰期约为5.3年。
下列说法正确的是：A。
秦山核电站制备钴-60的反应是重核衰变。
B。
钴-60发生衰变后生产的新核比钴-60少一个电子。
C。
钴-60发生衰变后生产的新核比钴-60多一个中子。
D。
钴-60制成后，经过5.3年剩下的钴-60的约有一半。
2.下列说法中正确的是：A。
光电效应揭示了光的波动性。
B。
中子与质子结合成氘核时放出能量。
C。
在所有核反应中，都遵从“质量守恒，核电荷数守恒”规律。
D。
200个镭226核经过一个半衰期后，一定还剩下100个镭226没有发生衰变。
3.氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=4能级的氢原子。
若氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使某种金属A发生光电效应，则下列说法中正确的是：A。
这群氢原子辐射出的___有3种频率的光能使金属A 发生光电效应。
B。
如果辐射进来能量为0.32eV的光子，可以使氢原子从n=4能级向n=5能级跃迁。
C。
如果辐射进来能量为1.32eV的光子，不可以使处于n=4能级的氢原子发生电离。
D。
用氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的光照射金属A，所产生的光电子的最大初动能为10.2eV。
4.据新华网2019年6月24日报道，___和___等单位联合研制出高速高精度激光汤姆孙散射仪，为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实的基础。
6.如图是原子物理史上几个著名的实验。
关于这些实验，下列说法正确的是：A。
___α粒子散射实验否定了原子结构的饼干模型，提出原子的核式结构模型。
B。
放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强。
C。
电压相同时，光照越强，光电流越大，说明阻止电压和光的强度有关。
(整理)大学物理近代物理题库及答案.
一、选择题：（每题3分）1、 有下列几种说法：(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的．(2) 在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关．(3) 在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同．若问其中哪些说法是正确的, 答案是(A) 只有(1)、(2)是正确的．(B) 只有(1)、(3)是正确的．(C) 只有(2)、(3)是正确的．(D) 三种说法都是正确的． ［ ］2、宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过∆t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速)(A) c ·∆t (B) v ·∆t(C) 2)/(1c t c v -⋅∆2)/(1c t c v -⋅⋅∆ ［ ］3、一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为v 1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v2的子弹．在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是：(c 表示真空中光速)(A) 21v v +L ． (B) 2v L ． (C) 12v v -L ． (D) 211)/(1c L v v - ． ［ ］4、(1)对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是：(A) (1)同时，(2)不同时．(B) (1)不同时，(2)同时．(C) (1)同时，(2)同时．(D) (1)不同时，(2)不同时． ［ ］5、有一直尺固定在K ′系中，它与Ox ′轴的夹角θ′＝45°，如果K ′系以匀速度沿Ox 方向相对于K 系运动，K 系中观察者测得该尺与Ox 轴的夹角(A) 大于45°． (B) 小于45°．(C) 等于45°．(D) 当K ′系沿Ox 正方向运动时大于45°，而当K ′系沿Ox 负方向运动时小于45°． ［ ］6、边长为a 的正方形薄板静止于惯性系K 的Oxy 平面内，且两边分别与x ，y轴平行．今有惯性系K ＇以 0.8c （c 为真空中光速）的速度相对于K 系沿x 轴作匀速直线运动，则从K ＇系测得薄板的面积为(A) 0.6a 2． (B) 0.8 a 2．(C) a 2． (D) a 2／0.6 ． ［ ］7、一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长为a ，宽为b ，质量为m 0．由此可算出其面积密度为m 0 /ab ．假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v 作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为(A) ab c m 20)/(1v - (B) 20)/(1c ab m v - (C) ])/(1[20c ab m v - (D) 2/320])/(1[c ab m v - ［ ］8、两个惯性系S 和S ′，沿x (x ′)轴方向作匀速相对运动. 设在S ′系中某点先后发生两个事件，用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为τ0 ，而用固定在S 系的钟测出这两个事件的时间间隔为τ ．又在S ′系x ′轴上放置一静止于是该系．长度为l 0的细杆，从S 系测得此杆的长度为l, 则(A) τ < τ0；l < l 0． (B) τ < τ0；l > l 0．(C) τ > τ0；l > l 0． (D) τ > τ0；l < l 0． ［ ］9、在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？(1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速．(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的．(3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的．(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些．(A) (1)，(3)，(4)． (B) (1)，(2)，(4)．(C) (1)，(2)，(3)． (D) (2)，(3)，(4)． ［ ］10、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速)(A) (4/5) c ． (B) (3/5) c ．(C) (2/5) c ． (D) (1/5) c ． ［ ］11、一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行．如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是：(c 表示真空中光速)(A) v = (1/2) c ． (B) v = (3/5) c ．(C) v = (4/5) c ． (D) v = (9/10) c ． ［ ］12、某核电站年发电量为 100亿度，它等于36×1015 J 的能量，如果这是由核材料的全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质量为(A) 0.4 kg ． (B) 0.8 kg ．(C) (1/12)×107 kg ． (D) 12×107 kg ． ［ ］13、一个电子运动速度v = 0.99c ，它的动能是：(电子的静止能量为0.51 MeV)(A) 4.0MeV ． (B) 3.5 MeV ．(C) 3.1 MeV ． (D) 2.5 MeV ． ［ ］14、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，其质量为静止质量的(A) 4倍． (B) 5倍． (C) 6倍． (D) 8倍． ［ ］15、α 粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的3倍时，其动能为静止能量的(A) 2倍． (B) 3倍． (C) 4倍． (D) 5倍． ［ ］16、把一个静止质量为m 0的粒子，由静止加速到=v 0.6c (c 为真空中光速）需作的功等于(A) 0.18m 0c 2． (B) 0.25 m 0c 2．(C) 0.36m 0c 2． (D) 1.25 m 0c 2． ［ ］17、已知电子的静能为0.51 MeV ，若电子的动能为0.25 MeV ，则它所增加的质量∆m 与静止质量m 0的比值近似为(A) 0.1 ． (B) 0.2 ． (C) 0.5 ． (D) 0.9 ． ［ ］18、设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K 倍，则其运动速度的大小 为(以c 表示真空中的光速)(A) 1-K c ． (B) 21K Kc -． (C) 12-K K c ． (D) )2(1++K K K c ． ［ ］19、根据相对论力学，动能为0.25 MeV 的电子，其运动速度约等于(A) 0.1c (B) 0.5 c(C) 0.75 c (D) 0.85 c ［ ］(c 表示真空中的光速，电子的静能m 0c 2 = 0.51 MeV)20、令电子的速率为v ，则电子的动能E K 对于比值v / c 的图线可用下列图中哪一个图表示？（c 表示真空中光速）［ ］21、已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势是U 0 (使电子从金属逸出需作功eU 0)，则此单色光的波长λ 必须满足：(A) λ ≤)/(0eU hc ． (B) λ ≥)/(0eU hc ．(C) λ ≤)/(0hc eU ． (D) λ ≥)/(0hc eU ． ［ ］22、已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是 1.2 eV ，而钠的红限波长是5400 Å(A) 5350 Å． (B) 5000 Å．(C) 4350 Å． (D) 3550 Å． ［ ］23、用频率为ν 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E K ；若改用频率为2ν 的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为：(A) 2 E K ．. (B) 2h ν - E K ．(C) h ν - E K ． (D) h ν + E K ． ［ ］24、设用频率为ν1和ν2的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应．已知金属的红限频率为ν0，测得两次照射时的遏止电压|U a 2| = 2|U a 1|，则这两种单色光的频率有如下关系：(A) ν2 = ν1 - ν0． (B) ν2 = ν1 + ν0．(C) ν2 = 2ν1 - ν0． (D) ν2 = ν1 - 2ν0． ［ ］/c (A)/c (B)/c(C)/c25、以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示．满足题意的图是 ［ ］26、在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60％，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(A) 2倍． (B) 1.5倍．(C) 0.5倍． (D) 0.25倍． ［ ］27、当照射光的波长从4000 Å变到3000 Å时，对同一金属，在光电效应实验中测得的遏止电压将：(A) 减小0.56 V ． (B) 减小0.34 V ．(C) 增大0.165 V ． (D) 增大1.035 V ． ［ ］(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C)28、保持光电管上电势差不变，若入射的单色光光强增大，则从阴极逸出的光电子的最大初动能E 0和飞到阳极的电子的最大动能E K 的变化分别是(A) E 0增大，E K 增大． (B) E 0不变，E K 变小．(C) E 0增大，E K 不变． (D) E 0不变，E K 不变． ［ ］29、在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的 1.2倍，则散射光光子能量ε与反冲电子动能E K 之比ε / E K 为(A) 2． (B) 3． (C) 4． (D) 5． ［ ］30、以下一些材料的逸出功为铍 3.9 eV 钯 5.0eV铯 1.9 eV 钨 4.5 eV今要制造能在可见光(频率范围为3.9×1014 Hz —7.5×1014 Hz)下工作的光电管，在这些材料中应选(A) 钨． (B) 钯． (C) 铯． (D) 铍． ［ ］31、某金属产生光电效应的红限波长为λ0，今以波长为λ (λ <λ0)的单色光照射该金属，金属释放出的电子(质量为m e )的动量大小为(A) λ/h ． (B) 0/λh(C)λλλλ00)(2+hc m e (D) 02λhc m e(E) λλλλ00)(2-hc m e ［ ］32、光电效应中发射的光电子最大初动能随入射光频率ν 的变化关系如图所示．由图中的(A) OQ (B) OP (C) OP /OQ (D) QS /OS 可以直接求出普朗克常量． ［ ］33、用频率为ν1的单色光照射某一种金属时，测得光电子的最大动能为E K 1；用频率为ν2的单色光照射另一种金属时，测得光电子的最大动能为E K 2．如果E K 1 >E K 2，那么(A) ν1一定大于ν2． (B) ν1一定小于ν2．(C) ν1一定等于ν2． (D) ν1可能大于也可能小于ν2． ［ ］34、若α粒子(电荷为2e )在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则α粒子的德布罗意波长是(A) )2/(eRB h ． (B) )/(eRB h ．(C) )2/(1eRBh ． (D) )/(1eRBh ． ［ ］35、如果两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的(A) 动量相同． (B) 能量相同．(C) 速度相同． (D) 动能相同． ［ ］36、不确定关系式 ≥⋅∆∆x p x 表示在x 方向上(A) 粒子位置不能准确确定．(B) 粒子动量不能准确确定．(C) 粒子位置和动量都不能准确确定．(D) 粒子位置和动量不能同时准确确定． ［ ］37、已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：a x ax 23cos 1)(π⋅=ψ, ( - a ≤x ≤a ) 那么粒子在x = 5a /6处出现的概率密度为(A) 1/(2a )． (B) 1/a ．(C) a 2/1． (D) a /1 ［ ］38、关于不确定关系 ≥∆∆x p x ()2/(π=h )，有以下几种理解：(1) 粒子的动量不可能确定．(2) 粒子的坐标不可能确定．(3) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定．(4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子．其中正确的是：(A) (1)，(2). (B) (2)，(4).(C) (3)，(4). (D) (4)，(1). ［ ］39、将波函数在空间各点的振幅同时增大D 倍，则粒子在空间的分布概率将(A) 增大D 2倍． (B) 增大2D 倍．(C) 增大D 倍． . (D) 不变． ［ ］40、直接证实了电子自旋存在的最早的实验之一是(A) 康普顿实验． (B) 卢瑟福实验．(C) 戴维孙－革末实验． (D) 斯特恩－革拉赫实验． ［ ］二、选择题：（每题4分）41、狭义相对论的两条基本原理中，相对性原理说的是________________________________________________________________________________； 光速不变原理说的是_______________________________________________ ___________________________________________．42、已知惯性系S ＇相对于惯性系S 系以 0.5 c 的匀速度沿x 轴的负方向运动，若从S ＇系的坐标原点O ＇沿x 轴正方向发出一光波，则S 系中测得此光波在真 空中的波速为____________________________________．43、以速度v 相对于地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子，其相对于地球的速度的大小为______．44、有一速度为u 的宇宙飞船沿x 轴正方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为____________；处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为____________．45、一观察者测得一沿米尺长度方向匀速运动着的米尺的长度为0.5 m．则此米尺以速度v＝__________________________m·s-1接近观察者．46、狭义相对论确认，时间和空间的测量值都是______________，它们与观察者的______________密切相关．47、静止时边长为50 cm的立方体，当它沿着与它的一个棱边平行的方向相对于地面以匀速度 2.4×108m·s-1运动时，在地面上测得它的体积是____________．48、牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以________________的匀速度飞行，将用4年的时间(宇宙飞船上的钟指示的时间)抵达牛郎星．49、π+介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是2.6×10-8 s，如果它相对于实验室以0.8 c (c为真空中光速)的速率运动，那么实验室坐标系中测得的π+介子的寿命是______________________s.51、μ子是一种基本粒子，在相对于μ子静止的坐标系中测得其寿命为τ0＝2×10-6s．如果μ子相对于地球的速度为=v0.988c(c为真空中光速)，则在地球坐标系中测出的μ子的寿命τ＝____________________．52、设电子静止质量为m e，将一个电子从静止加速到速率为0.6 c (c为真空中光速)，需作功________________________．53、(1) 在速度=v____________情况下粒子的动量等于非相对论动量的两倍．(2) 在速度=v____________情况下粒子的动能等于它的静止能量．54、狭义相对论中，一质点的质量m与速度v的关系式为______________；其动能的表达式为______________．55、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的3倍时，其质量为静止质量的________倍．56、α粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的5倍时，其动能为静止能量的________倍．57、观察者甲以0.8c的速度（c为真空中光速）相对于静止的观察者乙运动，若甲携带一质量为1 kg的物体，则(1) 甲测得此物体的总能量为____________；(2) 乙测得此物体的总能量为____________．58、某加速器将电子加速到能量E = 2×106 eV时，该电子的动能E K =_____________________eV．（电子的静止质量m e = 9.11×10-31 kg, 1 eV =1.60×10-19 J）59、当粒子的动能等于它的静止能量时，它的运动速度为______________．60、一电子以0.99 c的速率运动(电子静止质量为9.11×10-31 kg，则电子的总能量是__________J，电子的经典力学的动能与相对论动能之比是_____________．61、匀质细棒静止时的质量为m0，长度为l0，当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时，测得它的长为l，那么，该棒的运动速度v =__________________，该棒所具有的动能E K =______________．62、某光电管阴极, 对于λ = 4910 Å的入射光，其发射光电子的遏止电压为0.71 V．当入射光的波长为__________________Å时，其遏止电压变为1.43 V．( e =1.60×10-19 C，h =6.63×10-34 J·s )63、光子波长为λ，则其能量=____________；动量的大小=_____________；质量=_________________ ．64、已知钾的逸出功为2.0 eV，如果用波长为3.60×10-7 m的光照射在钾上，则光电效应的遏止电压的绝对值|U a| =___________________．从钾表面发射出电子的最大速度v max =_______________________．(h =6.63×10-34 J·s，1eV =1.60×10-19 J，m e=9.11×10-31 kg)65、以波长为λ= 0.207 μm的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率ν 0=1.21×1015赫兹，则其遏止电压|U a| =_______________________V．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，基本电荷e =1.60×10-19 C)66、在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|U a |与入射光频率ν的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限频率ν0=___________Hz ；逸出功A =____________eV ． 67、已知某金属的逸出功为A ，用频率为ν1的光照射该金属能产生光电效应，则该金属的红限频率ν0 =_____________________________，ν1 > ν0，且遏止电势差|U a | =______________________________．68、当波长为 300 nm (1 nm = 10-9 m)的光照射在某金属表面时，光电子的动能范围为 0～ 4.0×10-19 J ．此时遏止电压为|U a | =__________________V ；红限频 率ν0=_______________________ Hz ． (普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ， 基本电荷e =1.60×10-19 C)69、钨的红限波长是230 nm (1 nm = 10-9 m)，用波长为180 nm 的紫外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为___________________eV ． (普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C)70、频率为 100 MHz 的一个光子的能量是_______________________，动量的大小是______________________． (普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s)71、分别以频率为ν1和ν2的单色光照射某一光电管．若ν1 >ν2 (均大于红限频率ν0)，则当两种频率的入射光的光强相同时，所产生的光电子的最大初动能E 1____E 2；所产生的饱和光电流I s1____ I s2．(用＞或=或＜填入)72、当波长为3000 Å的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从 0到 4.0×10-19 J ．在作上述光电效应实验时遏止电压为 |U a | =____________V ；此金属的红限频率ν0 =__________________Hz ．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ；基本电荷e =1.60×10-19 C)73、康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角φ = _____________时， 散射光子的频率小得最多；当φ = ______________ 时，散射光子的频率与入射光子相同．|1014 Hz)-74、在玻尔氢原子理论中势能为负值，而且数值比动能大，所以总能量为________值，并且只能取____________值．75、玻尔的氢原子理论中提出的关于__________________________________和____________________________________的假设在现代的量子力学理论中仍然是两个重要的基本概念．76、玻尔的氢原子理论的三个基本假设是：(1)____________________________________，(2)____________________________________，(3)____________________________________．77、玻尔氢原子理论中的定态假设的内容是：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.78、玻尔氢原子理论的基本假设之一是定态跃迁的频率条件，其内容表述如下：______________________________________________________________________________________________________________________．79、玻尔氢原子理论的基本假设之一是电子轨道动量矩的量子化条件，其内容可表述如下：________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________．80、氢原子的部分能级跃迁示意如图．在这些能级跃迁中， (1) 从n =______的能级跃迁到n =_____的能级时所发射的光子的波长最短；(2) 从n =______的能级跃迁到n =______的能级时所发射的光子的频率最小．81、若中子的德布罗意波长为2 Å，则它的动能为________________．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，中子质量m =1.67×10-27 kg)大学物理题库------近代物理答案一、选择题：01-05 DABAA 06-10 ACDBB 11-15 CACBA 16-20 BCCCD21-25 ADDCB 26-30 DDDDC 31-35 ECDAA 36-40 DACDD二、填空题41、见教本下册p.268； 42、c ； 43. c ； 44. c ， c ； 45. 8106.2⨯；46. 相对的，相对运动； 47. 3075.0m ； 48. 181091.2-⨯ms ； 49. 81033.4-⨯； 51. s 51029.1-⨯； 52. 225.0c m e ； 53.c 23, c 23；54. 2)(1c v m m -=， 202c m mc E k -=； 55. 4； 56. 4；n = 1n = 2n = 3n = 457. (1) J 16109⨯， (2) J 7105.1⨯； 58. 61049.1⨯； 59. c 321；60. 13108.5-⨯， 121004.8-⨯； 61. 20)(1l l c -， )(020l l l c m -； 62. 11082.3⨯；63. λhc hv E ==， λh p =， 2c h c m νλ== ； 64. V 45.1， 151014.7-⨯ms ； 65. )(0v c e h -λ； 66. 5×1014，2； 67. h A /，e h /)(01νν-； 68. 5.2，14100.4⨯； 69. 5.1； 70. J 261063.6-⨯，1341021.2--⋅⨯ms kg ； 71. 21E E >， 21s s I I <； 72. 5.2，14100.4⨯； 73. π，0； 74. 负，离散； 75. 定态概念， 频率条件（定态跃迁）； 76. —79. 见教本下册p.246--249； 80. （1）4，1；（2）4， 3；81. J mh E k 21221029.32⨯==λ；。
近代物理习题
h h v2 (1) . 而(2e )vB m . p mv R h 1.00 1011 m . 2eRB 2eRB (2) 由(1)得 v m
m m h h 6.64 1034 m . mv 2eRB m m
(1) p相同，因 p h / , 相同则 p 相同. (2) E不同。
由E p c m0 c 可知，
2 2 2 2 4
E 电2 p2c 2 m02c4
而E 光2 p2c 2
显然 E电 E光
6. α 粒子在磁感应强度为 B= 0. 025 T 的均匀磁场 中沿半径为 R = 0. 83 cm 的圆形轨道运动。 （1）计算其德布罗意波长。 （2） 若使质量 m = 0. 1 g 的小球以与 α 粒子相同的速率运动，则 其波长为多少？ （mα =6. 64×10 -27 kg )
A) 一种波长的光。 B) 两种波长的光。
C) 三种波长的光。
D) 连续光谱。
轨道上的动量矩 A ] . D. 5 .
5. 根据玻尔理论，氢原子在 n = 5 与在第一激发态的轨道动量矩之比为： [ A. 5 / 2 .B. 5 / 3 .C. 5 / 4
6. 图示被激发的氢原子跃迁到低能级时（图中E1不是基 态），可发出波长为 λ1、 λ2 、λ3的辐射，其频率 ν1 、 3 2 ν2 、ν3的关系式是 ； 1 三个波长的关系等式是
[分析]
1 根据动能定理 eU mv 2 2 h 根据德布罗意公式 p mv
D）940V √
所以 U
A） 动量相同。 √ C） 速度相同。
h 2me2
2
2、如果两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的 B） 能量相同。 D） 动能相同。
高三物理近代物理学专题训练(共28题)
2020届高三物理近代物理学专题训练（共28题）一、单选题（本大题共28小题）1.2019年9月10日，我国国产首批医用钴−60原料组件从秦山核电站启运，这标着着我国伽马刀设备“中国芯”供应问题得到解决，核电站是利用中子照射钴−59制备钴−60，伽马刀是利用钴−60发生β衰变释放的γ射线工作的，已知钴−60的半衰期约为5.3年，下列说法正确的是()A. 秦山核电站制备钴−60的反应是重核衰变B. 钴−60发生衰变后生产的新核比钴−60少一个电子C. 钴−60发生衰变后生产的新核比钴−60多一个中子D. 钴−60制成后，经过5.3年剩下的钴−60的约有一半2.下列说法中正确的是()A. 光电效应揭示了光的波动性B. 中子与质子结合成氘核时放出能量C. 在所有核反应中，都遵从“质量守恒，核电荷数守恒”规律D. 200个镭226核经过一个半衰期后，一定还剩下100个镭226没有发生衰变3.氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=4能级的氢原子，若氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使某种金属A发生光电效应，则下列说法中正确的是()A. 这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应B. 如果辐射进来能量为0.32eV的光子，可以使氢原子从n=4能级向n=5能级跃迁C. 如果辐射进来能量为1.32eV的光子，不可以使处于n=4能级的氢原子发生电离D. 用氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射出的光照射金属A，所产生的光电子的最大初动能为10.2eV4.据新华网2019年6月24日报道，中国科学院空天信息研究院和中国科学技术大学等单位联合研制出高速高精度激光汤姆孙散射仪，为我国未来磁约束聚变能装置的高精度测量奠定了坚实的基础。
下列说法正确的是()A. 激光被散射后频率不变B. 激光被散射后频率增大C. 核聚变反应在常温下就可以发生D. 核聚变反应能够释放能量5.1924年德布罗意提出实物粒子(例如电子)也具有波动性。
高三物理近代物理专项练习题
高三物理近代物理专项练习题一、选择题1. 阿尔伯特·爱因斯坦被认为是近代物理学的奠基人之一，他的著名相对论提出于哪一年？A. 1905年B. 1921年C. 1939年D. 1945年2. 下列哪个实验结果验证了普朗克的量子假设？A. 弗兰克-赫兹实验B. 康普顿散射实验C. 精细结构实验D. 斯特恩-格拉赫实验3. 核能是近代物理学的重要内容之一，下列哪个物理学家首次发现了放射性衰变现象？A. 亨利·贝克勒尔B. 北里柴三郎C. 伊凡·巴西诺维奇D. 弗里德里希·克尔琴斯4. 根据电子双缝干涉实验的结果，科学家提出了波粒二象性的假说，该理论是由谁提出的？A. 奥斯特瓦德·德布罗意B. 约翰·道布森C. 卡尔·奥斯卡·伊斯特林D. 沃纳·海森堡5. 下列哪个科学家首次提出了相对论的质能等效关系E=mc²？A. 马克斯·普朗克B. 亚伯拉罕·楚克C. 尼古拉·特斯拉D. 阿尔伯特·爱因斯坦二、填空题6. 波长为640nm的可见光，对应的频率为________Hz。
7. 当物体的速度接近光速时，其质量会________。
8. 在下列粒子中，质量最小的是________。
9. 弗兰克-赫兹实验揭示了原子内部存在着________。
10. 核裂变是指原子核的________。
三、解答题11. 简要解释电子双缝干涉实验的原理和结果。
12. 为什么阿尔伯特·爱因斯坦的相对论被视为革命性的科学理论？13. 解释一下什么是量子力学的不确定性原理。
14. 简述核能的产生过程以及其应用领域。
15. 以爱因斯坦的质能方程为基础，解释核能是如何转化为能量的。
以上是高三物理近代物理专项练习题，希望能帮助你巩固对近代物理学的理解，并提升物理学习的能力。
祝你成功！。
《大学物理》近代物理学练习题及答案解析
《大学物理》近代物理学练习题及答案解析一、简答题1、简述狭义相对论的两个基本原理。
答：爱因斯坦相对性原理: 所有的惯性参考系对于运动的描述都是等效的。
光速不变原理： 光速的大小与光源以及观察者的运动无关，即光速的大小与参考系的选择无关。
2、简述近光速时粒子的能量大小以及各部分能量的意义。
答：总能量2E mc = 2,静能量20E c m =,动能为()20k -m E c m =表示的是质点运动时具有的总能量，包括两部分，质点的动能k E 及其静动能20c m 。
3、给出相对论性动量和能量的关系，说明在什么条件下，cp E =才成立?答：相对论性动量和能量的关系为：22202c p E E +=，如果质点的能量0E E >>,在这种情况下则有cp E =。
4、爱因斯坦相对论力学与经典力学最根本的区别是什么? 写出一维情况洛伦兹变换关系式。
答案：经典力学的绝对时空观与相对论力学的运动时空观。
相对论力学时空观认为：当物体运动速度接近光速时，时间和空间测量遵从洛伦兹变化关系：()vt x -='γx ⎪⎭⎫ ⎝⎛-='x c v t 2t γ5、什么情况下会出现长度收缩和时间延缓现象? 这些现象遵从什么规律?答案：运动系S’与静止系S 之间有接近光速的相对运动时，出现长度收缩或时间延缓现象； 这些现象遵从狭义相对论中洛伦兹时空变换规律。
6、写出爱因斯坦的质能关系式，并说明其物理意义。
答：2E mc = 或2E mc ∆=∆物理意义：惯性质量的增加和能量的增加相联系，能量的改变必然导致质量的相应变化，相对论能量和质量遵从守恒定律。
7、微观例子(例如电子)同光子一样具有波粒二象性，它们之间有什么区别，它们的波动性有什么不同?答：光子具有光速，而微观粒子的速度则相对较小，微观粒子具有静止质量，光子不具有。
光子是电磁波，具有干涉衍射偏振性，微观粒子(电子)则是概率波，具有干涉衍射，但未发现偏振性。
高三物理一轮复习练习题【近代物理初步】
高三物理一轮复习练习题【近代物理初步】建议用时45分钟，实际用时一、单项选择题1.在研究氢原子光谱时，瑞典数学家巴尔末提出巴尔末公式，很好的解释了氢原子光谱中可见光区域的谱线规律，后来把氢原子在可见光范围内的谱线称为巴尔末线系•进一步的研究发现，巴尔末线系是氢原子在从较高能级跃迁到2能级发出的谱线.如图所示为氢原子能级图，如果一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子使其跃迁到某激发态，再自发跃迁时发出的谱线中有3条是巴尔末线系，则这束光的光子能量为（）nE/eVa°5，=-0.5441-0.K53-1.512-3.4（）]13.60A.10.2eVB.12.09eVC.12.75eVD.13.06eV解析：D氢原子从高能级向低能级跃迁有三条巴耳末线系的谱线，说明该氢原子所处的最高能级是n二5,所以该群基态氢原子吸收的光子的能量为hv二E5-E]二13.06eV.2.国产科幻大片《流浪地球》讲述了太阳即将在未来出现“核燃烧”现象，从而导致人类无法生存，决定移民到半人马座比邻星的故事.据科学家论证，太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，当太阳内部达到一定温度时，会发生“核燃烧”，其中“核燃烧”的核反应方程为g He+X—8Be+Y方程中X表示某种粒子，8Be是不稳定的粒子，其半衰期为T则下列说法正确的是（）A.X粒子是2HeB•若使8Be的温度降低，其半衰期会减小C.经过2T,—定质量的8Be占开始时的*D.“核燃烧”的核反应是裂变反应解析：A根据质量数和电荷数守恒可知，X粒子的质量数为4，电荷数为2，为g He,选项A 正确；温度不能改变放射性元素的半衰期，选项B错误；经过2T，一定质量的*Be占开始时的1,选项C错误；“核燃烧”的核反应是轻核聚变反应，选项D错误.3.采用图甲所示的装置研究光电效应现象，电流表和电压表不测量时指针均指在表盘在e U c +W ohB. a 光的光子能量比b 光的小C. a 光照射时光电子的最大初动能比c 光照射时的大D. c 光的强度比a 光的大解析：B 当光电流减小到零时，光电管两端所加的电压即为遏止电压，测量遏止电压时光电子在阴、阳两极之间做减速运动，阳极A 电势较低，开关S 应扳向2，选项A 错误；根据动能定理有~e Uc =0-E k ,结合爱因斯坦光电效应方程E k 二加-W 0,得则知遏止电压J 越大，入射光的频率越高，由题图乙知，a 、c 光的频率相等，对应光电子的最大初动能相等，而b 光的频率最高，故b 光光子的能量最大，选项B 项正确，选项C 错误；入射光a 的饱和电流比入射光c 的大，所以a 光的强度比c 光的大，选项D 错误.4.下列说法正确的是（）A. 卩衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子B. 实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应C.钍的半衰期为24天，1g 钍经过120天后还剩0.2g 钍D. 根据玻尔的原子理论，氢原子从n =5能级的激发态跃迁到n =3能级的激发态时,核外电子动能减小解析：A 卩衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子，故A正确；根据光电效应方程可知，发生光电效应的条件与光的频率有关，与光的强度无关，故B 错误;钍的半衰期为24天」g 钍经过120天后发生5次衰变根据m 二m （^5g 二0.03125g ,故C 错误；根据玻尔的原子理论，氢原子从n 二5能级的激发态跃迁到n 二3能级的激 发态时，库仑力提供向心力，向心力增加，速度变大，电子动能增加，故D 错误.5. 如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n =3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是（）正中间.分别用a 、b 、c 三束横截面积相同的单色光照射光电管的阴极K ,得到光电管两端A. 测量遏止电压时开关S 应扳向1*04—3-1.5123,4113.6A.能发出6种不同频率的光子B.波长最长的光是氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级产生的C.发出的光子的最小能量为12.09eVD.处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离解析：D一群处于n二3能级的激发态的氢原子能发出C2二3种不同频率的光子，选项A错误；由辐射条件知氢原子由n二3能级跃迁到n二1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，选项B错误；发出的光子的最小能量为E3-E2二1.89eV,选项C错误；n二3能级对应的氢原子能量是-1.51eV，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离，故选项D正确.6.用频率为v的紫外线分别照射甲、乙两块金属，均可发生光电效应，此时金属甲的遏32止电压为U金属乙的遏止电压为若金属甲的截止频率为v甲=亍，金属乙的截止频率为v乙，则v甲：v乙为（）乙甲乙A.2：3B.3：4C.4：3D.3：2解析：C设金属甲的逸出功为W甲，逸出的光电子的最大初动能为E k甲，金属乙的逸出功为W乙，逸出的光电子的最大初动能为E k乙，由爱因斯坦光电效应方程，对金属甲，E k23甲二加-W甲，而Ek甲二eU,W甲二加甲，v甲二尹；对金属乙，E k乙二hv-W乙，而E k乙二2eU,W乙二hv乙，联立解得v甲：v乙=4:3,选项C正确.7.科学家在对阴极射线的研究中发现了电子，使人们对微观世界的认识进入了一个新的时代，电子的发现是19世纪末物理学史上的三大发现之一.在X射线管中，阴极发射的电子被加速后打到阳极（不计电子的初速度），会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、元电荷e和光速c,则可知该X射线管发出的X光的（）A .最短波长为eUheUc .最小频率为学B .最长波长为eceUD .最大频率为"h"解析：D 由题意知，光子能量的最大值等于电子的动能，由动能定理知，电子在加速电场中被加速后获得的动能为"U ,故hv 二eU ,可得X 光的最大频率v 二半，再由max孑丄［』#、/八—i —max h V可得最短波长久亠二卑，故ABC 错误，D 正确.min veUmax8. —个静止的铀核232U （质量为232.0372u ）放出一个a 粒子（质量为4.0026u ）后衰变成钍核2928Th （质量为228.0287u ）.已知1u 相当于931MeV 的能量.下列说法正确的是（）A. 该核衰变反应方程为232U f 22f Th +4HeB. 该核衰变反应中释放出的核能为0.059MeVC. 该反应产生的钍核和a 粒子的动量相同D. 假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和a 粒子的动能，则钍核获得的动能约为 0.017MeV解析：A 由题意可知，该核衰变反应方程为32U -228Th +4He ，选项A 正确；质量亏损 Am 二0.0059u ,释放出的核能AE =Am X 931MeV 二0.0059X 931MeV ^5.49MeV ，选项B 错误；由该核衰变反应过程中系统动量守恒，可知反应后的钍核和a 粒子的动量大小相等、方向相反，即PTh =P a ，EkTh =2m~，Ek a =2m ，^Th +E k a 二A E，所以钍核获得的动能E kThTh am 4二a —X AE 二X 5.49MeV ~0.09MeV ,选项C 、D 错误.ma+m Th4+228二、多项选择题9•我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，为人类开发利用核聚变能源奠 定了重要的技术基础.下列关于聚变的说法正确的是（）A •核聚变比核裂变更为安全、清洁 B. 任何两个原子核都可以发生聚变C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加解析：AD 核聚变没有放射性污染，安全、清洁,A 对•只有原子序数小的“轻”核才能发生聚变，B 错•轻核聚变成质量较大的原子核、比结合能增加，总质量减小，C 错，D 对.10.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子.其中莱曼系是指氢原子由高能级向n=1能级跃迁时释放的光子，贝9()r4A.10种光子中波长最短的是n=5激发态跃迁到基态时产生的B.10种光子中有4种属于来曼系]116C.使n=5能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量D.从n=2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量解析：AB10种光子中，从n二5激发态跃迁到基态辐射的光子能量最大，频率最大，波长最短，故A正确.10种光子中，n=5、n=4、n=3和n=2向基态跃迁时，辐射出的光子属于莱曼系，可知B正确.n二5能级的氢原子具有的能量为-0.54eV，故要使其发生电离，至少需要0.54eV的能量，故C错误•根据玻尔理论，从n二2能级跃迁到基态释放光子的能量：二E2-E]二-3.4eV-(-13.6eV)二10.2eV,从n二3能级跃迁到n二2能级释放光子的能量：Aq二E3-E2二-1.51eV-(-3.4eV)二1.89eV，二者不相等.故D错误.11.某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q.其方程为A X-D Y+F Z，并假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为e,以下结论正确的是()A.Y原子核的速度大小为含FB.Y原子核的动能是Z原子核的动能的万倍C.Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大C(c为光速)D.Y和Z的结合能之和一定大于X的结合能F 解析：BD设Y原子核的速度大小为e z,由动量守恒有：0=D d-F v,所以”二万一所以A错误；Y原子核的动能为E kY二务2,Z原子核的动能为E kZ二|F V2,动能之比为育,所以B正确；因为放出能量，有质量亏损，所以Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小，结合能之和比X的大，故C错误，D正确.12.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，直线与横轴的交点坐标(4.27,0),与纵轴交点坐标为(5.5,0.5).由图可知()A . 该金属的截止频率为4.27X 1014HzB . 该金属的截止频率为5.5X 1014HzC . 该图线的斜率表示普朗克常量D .该金属的逸出功为0.5eV0.S1).(1ri■■■■g.■i a ■■■4.04…55.05.56.5?-OW(xlO 14Ha)解析：AC 由光电效应方程E k 二hv -W 0可知，图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项A 正确，B 错误；图线的斜率表示普朗克常量h ,选项C 正确；该金属的逸出功W 0二hv 0二6.63X10-34X 4.27X 1014J 二1.77eV 或W 0=hv -E k =6.63X 10-34X 5.5X 1014J -0.5eV 二 1.78eV ,选项D 错误.13.如图所示，用某单色光照射光电管的阴极K ,会发生光电效应.在阳极A 和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U 称为反向遏止电压.现分别用频率为v 1和v 2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U 1和U 2,设电子的质量为m 、电荷量为e ,下列说法正确的是（）解析：ACD 在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得-eU 二0-2m v m ，解得光电子的最大初速度为v mA .B .C .D .频率为v 2频率为v 1 阴极K金属的逸出功为⑴如十 阴极K 金属的极限频率是沪” 以频率为v 1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1，用频率为v 2的光照射时，光电子的最大初速度为"警2,故A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得吩eq +W ,佗 =eU +W ,联立可得W 1），h 二昭山，阴极K 金属的极限频率v 0=¥二 2v 1-v20h %2_"必,C 、D 正确. U 1-U2 14.如图为英国物理学家查德威克发现中子的实验示意图，利用钋（2］4）Po ）衰变放出的a 粒子轰击铍（9Be ）时产生了未知射线.查德威克曾用这种射线分别轰击氢原子（［H ）和氮原子律N ）,结果打出了一些氢核和氮核•他测量了被打出的氢核和氮核的速度，并认为速度最大的氢核和氮核是由未知射线中的粒子分别与它们发生弹性正碰的结果，设氢核的最大速度为 知，氮核的最大速度为e N ，氢核和氮核在未被打出前可认为是静止的.查德威克运用能量和动量的知识推算了这种未知粒子的质量.设氢原子的质量为m ,以下说法正确的是（） 乍卜A .钋的衰变方程为24>Po f 208Pb +$He 图中粒子A 是中子B . C. D . 14e —vV H ~V N14v +v 未知粒子的质量为v V N T °H m V H —VN解析：BC 根据质量数和电荷数守恒可知，A 中的核反应是错误的，选项A 错误；根 扌居题意可知，题图中不可见粒子A 是中子，选项B 正确；氢原子的质量为m ，则氮核的质量 为14m ，设未知射线粒子的质量为m 0，碰前速度为v 0，则由动量守恒和能量守恒可知：m 0v 0 -m 0v 1+m v H ；|m 0V 2二|m 0v 2+如°备；联立解得：v H 如0;同理未知射线与氮核碰撞 m 0+m 时，氮核的速度：vN 2m 0v 0；由两式可得：m m 0+14m 0 14v“-v 口NH m ，故选项C 正确，D 错 V H -V N误. 15.如图所示，人工元素原子核28§Nh 开始静止在匀强磁场B ］、B 2的边界MN 上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核4He 和一个Rg 原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直B 「B 2的边界MN .氦原子核通过B ］区域第一次经过MN 边界时，距出发点的距离为1，Rg 原子核第一次经过MN 边界距出发点的距离也为1.则下列有关说法正确的是（）2匀速圆周运动，偏转半径为 qB，由题意可知—者偏转半径相等，由于氦核与Rg 原子核动量守恒，即m ]V ]二m 2v 2，所以有q 1B 1=q 2B 2,二鱼二学，选项B 正确，A 错误；又Q1T 二诸，由前面可知q 1B 1=qBK KX_XXX XXX?XXX 叭XKXX Tx XXXX M螢m 廿厂v ，w '#7vXXXXXXXXKKXXXXXX XXXXXXMXA. 两磁场的磁感应强度之比为B 1:B 2=111:141B. 两磁场的磁感应强度之比为B 1:B 2=111:2C. 氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为2:141D. 氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为111:141解析：BC 原子核裂变的方程为：283Nh -$He +?82Rg •由题意知带电粒子在匀强磁场中做二型，粒子在第一次经过MN 边界时，运动了半个m2圆周，所以葺二吕二乌二£二倍，选项C 正确，D 错误.t 2Tm 22821412'。
近代物理基础试题及答案
近代物理基础试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光的波粒二象性是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 德布罗意答案：D2. 量子力学中的不确定性原理是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 薛定谔C. 海森堡D. 狄拉克答案：C3. 相对论中，光速不变原理是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 麦克斯韦C. 爱因斯坦D. 普朗克答案：C4. 以下哪个选项不是量子力学的基本原理？A. 波函数的叠加原理B. 测不准原理C. 光的波动性D. 量子态的叠加答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据德布罗意假说，一个粒子的波长与其动量成________关系。
答案：反比2. 量子力学中，波函数的模的平方代表粒子在空间中出现的概率密度，其数学表达式为________。
答案：|Ψ|^23. 相对论中，时间膨胀的公式为Δt' = Δt / √(1 - v^2/c^2)，其中v是物体的速度，c是________。
答案：光速4. 根据泡利不相容原理，一个原子中的两个电子不能处于相同的________。
答案：量子态三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述光电效应的基本原理。
答案：光电效应是指光照射到金属表面时，金属会释放出电子的现象。
根据爱因斯坦的理论，光可以看作是一系列粒子，即光子，每个光子的能量与其频率成正比。
当光子的能量大于金属的逸出功时，光子与金属表面的电子相互作用，将能量传递给电子，使电子获得足够的能量逸出金属表面。
2. 描述海森堡不确定性原理的主要内容。
答案：海森堡不确定性原理指出，粒子的位置和动量不能同时被精确测量。
具体来说，粒子的位置不确定性和动量不确定性的乘积大于等于约化普朗克常数的一半，即Δx * Δp ≥ ħ/2。
3. 相对论中，时间膨胀是如何影响高速运动的物体的？答案：在相对论中，当物体以接近光速的速度运动时，相对于静止观察者，运动物体上的时间会变慢，这就是时间膨胀。
近代物理基础试题及答案
近代物理基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 量子力学的基本原理中，描述微观粒子状态的基本物理量是：A. 动量B. 能量C. 波函数D. 角动量答案：C2. 根据海森堡不确定性原理，以下哪个说法是正确的？A. 粒子的位置和动量可以同时准确测量B. 粒子的位置和动量不能同时准确测量C. 粒子的速度和位置可以同时准确测量D. 粒子的动量和能量可以同时准确测量答案：B3. 在相对论中，光速不变原理指的是：A. 光速在不同介质中保持不变B. 光速在真空中对所有惯性观察者来说都是相同的C. 光速会随着观察者的运动而变化D. 光速在不同惯性参考系中是不同的答案：B4. 以下哪个是狭义相对论的效应？A. 质量增加B. 长度收缩C. 时间膨胀D. 所有以上选项答案：D5. 根据泡利不相容原理，以下哪个说法是错误的？A. 两个电子不能拥有完全相同的四个量子数B. 一个原子中不可能有两个电子处于完全相同的状态C. 泡利不相容原理只适用于电子D. 泡利不相容原理是量子力学的基础之一答案：C二、填空题（每空2分，共20分）6. 量子力学中的波粒二象性表明，微观粒子既具有________，也具有________。
答案：波动性；粒子性7. 根据德布罗意假说，物质波的波长λ与动量p的关系是λ=________。
答案：h/p8. 爱因斯坦质能方程E=mc²表明，质量和能量之间存在着________关系。
答案：等价9. 狭义相对论中的时间膨胀公式是Δt'=________，其中v是相对速度，c是光速。
答案：Δt/√(1-v²/c²)10. 根据量子力学的测不准原理，粒子的位置和动量的不确定性关系是Δx·Δp≥________。
答案：h/4π三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述量子力学中的波函数坍缩概念。
答案：波函数坍缩是量子力学中描述测量过程的一个概念。
在测量之前，微观粒子的状态由波函数描述，它是一个概率波，表示粒子出现在不同位置的概率。
高考物理二轮复习五 近代物理初步 第1讲 近代物理初步练习
拾躲市安息阳光实验学校近代物理初步一、单项选择题1．关于下列四幅图的说法，正确的是( )A．甲图：原子核C和原子核D结合成原子核A的核反应放出能量B．乙图：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子C．丙图：原来有100个氡222，经过3.8天剩余50个，经过7.6天剩余25个D．丁图：处于n＝2能级的氢原子跃迁到基态，发射出的光恰好能使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功为10.2 eV解析：选D.甲图中原子核A的核子的平均质量较大，又因为反应前后质量数守恒，故反应后原子核的质量增加，是吸能反应，A项错误；乙图中是提出原子的核式结构模型，B项错；C项中，半衰期对少数几个，几十个原子核来讲没有意义，C项错；ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，故选项D 正确．2．下列说法正确的是( )A．核反应31H＋21H→42He＋X是聚变反应，其中X为中子B．物质发生聚变时释放的能量与同样质量的物质裂变时释放的能量相差不多C．铀核反应堆是通过调节快中子数目以控制反应速度D．核电站发电对环境的污染要比火力发电大解析：选A.较轻原子核(氘和氚)结合成较重的原子核(氦)时能放出巨大能量，这种核反应称为核聚变，根据在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒，可知X为10n，是中子，选项A正确；相同质量的物质发生聚变时释放的能量比较多，选项B错误；铀核反应堆是通过调节慢中子数目以控制反应速度，选项C 错误；核电站发电对环境的污染要比火力发电小，选项D错误．3．下列说法正确的是( )A.226 88Ra→222 86Rn＋42He是β衰变B.21H＋31H→42He＋10n是聚变C.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是衰变D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变解析：选B.A项中自发地放出氦原子核，是α衰变，选项A错误；聚变是质量轻的核结合成质量大的核，选项B正确；裂变是质量较大的核分裂成质量较轻的几个核，C项中的反应是裂变，选项C错误；D项中自发地放出电子，是β衰变，选项D错误．4．如图所示为氢原子的能级图，现有一群处于n＝3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是( )A．能发出6种不同频率的光子B．波长最长的光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的C．发出的光子的最小能量为12.09 eVD．处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离解析：选D.一群处于n＝3能级的激发态的氢原子能发出C23＝3种不同频率的光子，选项A错误；由辐射条件知氢原子由n＝3能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子频率最大，波长最小，选项B错误；发出的光子的最小能量为E3－E2＝1.89 eV，选项C错误；n＝3能级对应的氢原子能量是－1.51 eV，所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离，故选项D正确．5.6629Cu是铜的一种同位素，研究发现6629Cu具有放射性，其发生衰变时伴有γ光子辐射，衰变方程为6629Cu→6227Co＋42He，则下列说法中正确的是( ) A．γ光子是衰变过程中6629Cu核辐射的B．8个6629Cu核在经过2个半衰期后，一定还有2个6629Cu核未发生衰变C．由于衰变时有能量释放，所以6227Co比6629Cu的比结合能小D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的解析：选D.衰变时，蕴含在6629Cu核内的能量会释放出来，使产生的新核6227Co 处于激发态，当它向低能级跃迁时辐射出γ光子，故选项A错误；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故选项B错误；由于衰变时有能量释放，所以6227Co比6629Cu的比结合能大，故选项C错误；原子核的天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，并且说明原子核是可分的，故选项D 正确．6．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射阴极K.则光电流I与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是( )解析：选C. 设遏止电压为U c，由光电效应规律知：eU c＝hν－W0，因都是频率相同的光照射相同阴极K，即ν、W0均相同，故强光和弱光的遏止电压相同；当U AK＝0时，强光的光电流应大于弱光的光电流；选项C正确．7．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为E n＝E1n2，其中n＝2,3,4，….1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写作1λ＝R(122－1n2)，n＝3,4,5，….式中R叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则里德伯常量R可以表示为( )A．－E12hcB.E12hcC ．－E 1hcD.E 1hc解析：选C.若氢原子从n >2的能级跃迁到n ＝2的能级，由玻尔理论可得E 1n 2－E 122＝hν＝hcλ，按照巴尔末公式，氢原子由n >2的能级跃到n ＝2的能级，放出的谱线的波长满足1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，以上两式相比较可得－E 1＝hcR ，故里德伯常量R 可以表示为R ＝－E 1hc，选项C 正确．8．(2019·高考北京卷)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流．表中给出了6次实验的结果.由表中数据得出的论断中不正确的是( ) A ．两组实验采用了不同频率的入射光 B ．两组实验所用的金属板材质不同C ．若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD ．若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大解析：选B.光子的能量E ＝hν，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，A 对．由爱因斯坦的光电效应方程hν＝W ＋E k ，可求出两组实验的逸出功W 均为3.1 eV ，故两组实验所用的金属板材质相同，B 错．由hν＝W ＋E k ，W ＝3.1 eV ；当hν＝5.0 eV 时，E k ＝1.9 eV ，C 对．光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，D 对．本题选不正确的，故选B.二、多项选择题9．(2019·高考天津卷)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础．下列关于聚变的说法正确的是( )A ．核聚变比核裂变更为安全、清洁B ．任何两个原子核都可以发生聚变C ．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D ．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加解析：选AD.核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A 对．只有原子序数小的“轻”核才能发生聚变，B 错．轻核聚变成质量较大的原子核、比结合能增加，总质量减小，C 错，D 对．10.如图所示是氢原子的能级图，大量处于n ＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子．其中莱曼系是指氢原子由高能级向n ＝1能级跃迁时释放的光子，则( )A ．10种光子中波长最短的是n ＝5激发态跃迁到基态时产生的B ．10种光子中有4种属于莱曼系C ．使n ＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV 的能量D ．从n ＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级释放光子的能量解析：选AB.10种光子中，从n ＝5激发态跃迁到基态辐射的光子能量最大，频率最大，波长最短，故A 正确.10种光子中，n ＝5、n ＝4、n ＝3和n ＝2向基态跃迁，可知B 正确．n ＝5能级的氢原子具有的能量为－0.54 eV ，故要使其发生电离，至少需要0.54 eV 的能量，故C 错误．根据玻尔理论，从n ＝2能级跃迁到基态释放光子的能量：ΔE 1＝E 2－E 1＝－3.4 eV －(－13.6 eV)＝10.2 eV ，从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级释放光子的能量：ΔE 2＝E 3－E 2＝－1.51 eV －(－3.4 eV)＝1.89 eV ，二者不相等．故D 错误．11．某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q .其方程为BA X→DC Y ＋FE Z ，并假设释放的能量全都转化为新核Y 和Z 的动能，其中Z 的速度为v ，以下结论正确的是( )A ．Y 原子核的速度大小为E CvB ．Y 原子核的动能是Z 原子核的动能的FD倍C ．Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量大Q c(c 为光速)D ．Y 和Z 的结合能之和一定大于X 的结合能解析：选BD.设Y 原子核的速度大小为v ′，由动量守恒有：0＝Dv ′－Fv ，所以v ′＝F D v ，所以A 错误；Y 原子核的动能为E kY ＝F 22Dv 2，Z 原子核的动能为E kZ＝12Fv 2，动能之比为FD ，所以B 正确；因为放出能量，有质量亏损，所以Y 原子核和Z 原子核的质量之和比X 原子核的质量小，结合能之和比X 的大，故C 错误，D 正确．12．如图所示为氢原子的能级图．大量处于基态的氢原子在一束光的照射下发生跃迁后能产生6条谱线，其中有3条可使某金属发生光电效应．已知可见光的光子能量在1.62 eV 到3.11 eV 之间，下列有关描述正确的是( )A ．氢原子的能级是分立的，6条谱线中有2条谱线在可见光范围内B ．入射光束中光子的能量为10.2 eV 才能实现题中的跃迁情况C ．该金属的逸出功小于2.55 eVD ．若改用12.7 eV 的电子撞击氢原子使之跃迁后所辐射出的光也能使该金属发生光电效应解析：选AD.跃迁后能产生6条谱线，说明处于基态的氢原子被激发到了第4能级，因此入射光束中光子的能量为E 4－E 1＝12.75 eV ，从第4能级向低能级跃迁时其中有2条谱线在可见光范围内，又由能级图知其能量是不连续的，是分立的，A项正确，B项错误；能发生光电效应的3条谱线是从第4、3、2能级向基态跃迁产生的，其中能量最小的为E2－E1＝10.2 eV，而由第4能级向第2能级跃迁的能量为E4－E2＝2.55 eV，是不能发生光电效应的，表明该金属的逸出功大于2.55 eV，小于10.2 eV，C项错误；因12.7 eV>10.2 eV，若用12.7 eV的电子撞击氢原子，可将部分能量传给氢原子使之跃迁，它在辐射时产生的光可使该金属发生光电效应，故D项正确．13．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子转变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程．中微子的质量极小，不带电，很难探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则( ) A．母核的质量数等于子核的质量数B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．子核的动量等于中微子的动量D．子核的动能大于中微子的动能解析：选AB.母核俘获一个核外电子，核内一个质子转变为中子，并放出一个中微子(质量极小，不带电)，从而变成一个新核(子核)，此过程中核内电荷数减小1，质量数不变．故选项A、B正确；母核俘获电子发生衰变，放出中微子，全过程中系统动量守恒．因初始总动量为0，故子核的动量和中微子的动量等大反向．由于动量是矢量，矢量相等的条件是大小相等，方向相同，故选项C错误；子核的动量和中微子的动量大小相等，而中微子的质量极小，由E k ＝p22m知，中微子的动能大于子核的动能，故选项D错误．14．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，直线与横轴的交点坐标(4.27,0)，与纵轴交点坐标为(0,0.5)．由图可知( )A．该金属的截止频率为4.27×1014 HzB．该金属的截止频率为5.5×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量D．该金属的逸出功为0.5 eV解析：选AC.由光电效应方程E k＝hν－W0可知，图中横轴的截距为该金属的截止频率，选项A正确，B错误；图线的斜率表示普朗克常量h，选项C正确；该金属的逸出功W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×1014J＝1.77 eV或W0＝hν－E k ＝6.63×10－34×5.5×1014J－0.5 eV＝1.78 eV，选项D错误．15．如图所示，用某单色光照射光电管的阴极K，会发生光电效应．在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压，直至电流表中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测得反向遏止电压分别为U 1和U 2，设电子的质量为m 、电荷量为e ，下列说法正确的是( )A ．频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1mB ．频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为eU 22mC ．阴极K 金属的逸出功为W ＝e U 1ν2－U 2ν1ν1－ν2D ．阴极K 金属的极限频率是ν0＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2解析：选ACD.在阳极A 和阴极K 之间加上反向电压，逸出的光电子在反向电场中做减速运动，根据动能定理可得－eU ＝0－12mv 2m ，解得光电子的最大初速度为v m ＝2eUm，所以频率为ν1的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 1m ，用频率为ν2的光照射时，光电子的最大初速度为2eU 2m，故A 正确，B 错误；根据光电效应方程可得hν1＝eU 1＋W ，hν2＝eU 2＋W ，联立可得W＝e U 1ν2－U 2ν1ν1－ν2，h ＝e U 1－U 2ν1－ν2，阴极K 金属的极限频率ν0＝W h ＝U 1ν2－U 2ν1U 1－U 2，C 、D 正确．16.如图所示，人工元素原子核286113Nh 开始静止在匀强磁场B 1、B 2的边界MN 上，某时刻发生裂变生成一个氦原子核42He 和一个Rg 原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直B 1、B 2的边界MN .氦原子核通过B 1区域第一次经过MN 边界时，距出发点的距离为l ，Rg 原子核第一次经过MN 边界距出发点的距离也为l .则下列有关说法正确的是( )A ．两磁场的磁感应强度之比为B 1∶B 2＝111∶141B ．两磁场的磁感应强度之比为B 1∶B 2＝111∶2C ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为2∶141D ．氦原子核和Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间之比为111∶141 解析：选BC.原子核裂变的方程为：286113Nh→42He ＋282111Rg.由题意知带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径为r ＝mvqB ，由题意可知二者偏转半径相等，由于氦核与Rg 原子核动量守恒，即m 1v 1＝m 2v 2，所以有q 1B 1＝q 2B 2，易得B 1B 2＝q 2q 1＝1112，选项B 正确，A 错误；又T ＝2πm qB ，由前面可知q 1B 1＝q 2B 2，所以T 1T 2＝m 1m 2，粒子在第一次经过MN 边界时，运动了半个圆周，所以t 1t 2＝T 12T 22＝m 1m 2＝4282＝2141，选项C 正确，D 错误．。
专题14近代物理初步(精练)(原卷版)
2023年高考物理二轮复习讲练测专题14 近代物理初步（精练）一、单项选择题1．某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点．用光子能量为4.2eV 的光照射到光电管上，此时电流表G有读数．向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（）A．光电子最大初动能为2.7eVB．光电管阴极的逸出功为1.5eVC．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大2．利用如图甲所示电路研究光电效应现象，光电子的最大初动能随入射光频率变化的关系如图乙所示。
下列说法正确的是（）A．为测量电子的最大初动能，电源左侧应是正极B．若增大入射光的强度或增大电源电压，则光电子的最大初动能增大C ．当入射光的频率为03ν时，逸出光电子的最大初动能为kl 3E D ．当入射光的频率为03ν时，逸出光电子的最大初动能为k17E3．某探究小组的同学在研究光电效应现象时，用a 、b 、c 三束光照射到图甲电路阴极K 上，电路中电流随电压变化的图像如图乙所示，已知a 、b 两条图线与横轴的交点重合，下列说法正确的是（ ）A ．c 光的频率最小B ．a 光的频率和b 光的频率相等C ．若三种光均能使某金属发生光电效应，则用c 光照射时逸出光电子的最大初动能最小D ．照射同一种金属时，若c 光能发生光电效应，则a 光也一定能发生光电效应4．如图所示为某学习小组的同学在研究光电效应现象时，通过实验数据描绘的光电流与光电管两端电压关系图像，已知图线甲、乙所对应的光的频率分别为1ν、2ν，逸出的光电子的最大速度之比为2:1，下列说法正确的是（ ）A ．12:4:1νν=B ．甲光与乙光的波长之比为1:2C ．12:4:1U U =D ．用甲光实验，达到饱和光电流时，单位时间内到达阳极的光电子数较多5．1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，我们将光对物体单位面积的压力叫压强或光压。
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信息商务学院《近代物理基础》期末练习题计算用物理常数: 1eV=1.6×10-19J 1uc2=931.5Mev电子静止质量：m0=9.11×10-31kg 普朗克常数：h=6.63×10-34J·s一、填空题（共30分，每题3分）1．狭义相对论的两条基本原理是；和。
2．电介质的极化有两种，一是；二是。
3．在硅基体中掺进了3价元素锑，则形成了型半导体，其杂质能级叫4．频率为ν 的光子的能量ε = ，动量p = ，静质量m0= 。
5．在下列给出的条件中那些是产生激光的条件，将其标号列出。
（1）自发辐射（2）受激辐射（3）粒子数反转（4）两能级系统（5）谐振腔6．在太阳能电池中，本征半导体锗的禁带宽度是0.67eV，它能吸收的辐射的最大波长是m。
7．放射性衰变的三种形式是衰变、衰变、衰变。
8．光电效应中从铝中逸出一个电子最少需要4.2eV的能量，铝的红限波长为nm。
9．在布喇菲晶体点阵分类中，三维晶格的布喇菲胞共有种。
10．氢原子中的电子处于量子数为n=4，l=3的量子态，则该电子角动量L的值为二、分析与计算题（共50分，每题10分）1．一静止长度为l0的火箭（可看作S’系）以恒定速度u相对参考系S运动，某时刻从火箭头部A发出一光信号。
(1)对火箭上的观察者，求光信号从火箭头部A到达火箭尾部B所需的时间？(2)对S系中的观察者，求光信号从火箭头部A到达火箭尾部B所需的时间？2、一电子与光子的波长都为0.2nm ，不考虑相对论效应，他们的动量和能量各为多少？3、设粒子在一维无限深势阱中运动，波函数为；求粒子在第一激发态（n=2）中，几率最大的位置。
（1）写出密度函数；（2）求几率最大的位置。
4、在氦氖激光器中，从氖的5s 到3p 能级跃迁时辐射632.8nm 的激光，已知将氖原子从基态激发到3p 能级需吸收18.8eV 的能量，求将氖原子从基态激发到5s 能级需要多大的抽运能量？5、一维原子链，链上原子等间距分布，最近邻原子间的力常数相间地为β和10β，各原子质量相等为m 。
(1)画出一维单原子链模型图（要求表示出原子位移及力常数）；（2）写出第2n 个原子的振动方程二、应用题（10分）1．1932年，科可洛夫赫瓦尔顿用加速后的质子轰击锂（Li 73）原子发生裂变反应，产生了两个完全相同的粒子，并放出大量能量。
（1）写出此裂变反应式（2）求反应放出的能量（单位取Mev ）。
（锂核（Li 73）质量7.016005u ，氦核(He 42)质量4.002603u ，质子(H 11)质量1.007825u ）四、综述题（10分）按要求写出本学期学过的量子力学部分所满足的下列物理规律。
1． 光子满足的两个基本效应：（4分）2． 德布罗意假设：(文字表述或公式表示)（3分）3． 自由粒子一维定态薛定谔方程：（3分）一、填空题（共30分，每题3分）1、爱因斯坦狭义相对论的两条基本原理是（1）（2）2、狭义相对论中动能不能用221mv 表示，应是 3、玻尔氢原子模型的三点假设是: 、 、 。
4、一维无限深势阱模型的基本内容是 。
（用文字表述、或用数学形式、或用图形表示均可）。
5、已知粒子在一维无限深势阱中的波函数为()n x x a πψ=()0x a <<,则粒子的第一激发态在16x a =处出现的概率密度为 。
6、在NaCl 晶体中，每一个离子周围有 个最近邻 （同，异）性离子，最近邻原子间距为 。
（设NaCl 晶体其立方边长为a ）7、固体中3p 能带可容纳 个电子。
（N 个原子组成的固体）8、本征半导体的本征载流子为 ,在本征半导体中掺入 价元素,可变为P 型半导体, 在P 型半导体中，空穴是 （多子，少子）。
9、电介质的极化有两种,一是 ，二是10、已知Ra 22688的半衰期为1200年，则衰变常量λ为 。
二、计算与分析题（共50分，每题10分）1、均匀矩形薄板，静止时测得长和宽分别为a 0, b 0, 质量为m 0,若沿其长度方向以v=0.8c 的速度相对地面运动，则地面上观察者测得（1）长变为多少？（2）宽变为多少？（3）质量变为多少？2、设粒子在一维无限深势阱中运动，波函数()x an a x πψsin 2=，a x <<0，若该粒子处于第一激发态，则（1）n 的取值为多少？（2）求粒子的概率分布函数（3）求粒子在第一激发态中概率最大的位置。
3、一维原子链中每个原子的质量都是m ,原子间距不等,若已知1β是第n 2个原子与第12+n 个原子之间的力常数,2β是第n 2个原子与第12-n 个原子之间的力常数,若以第n 2个原子为研究对象，只考虑最近邻原子的作用，则（1）第12+n 个原子对n 2个原子的作用力是多少（2）第12-n 个原子对n 2个原子的作用力是多少（3）第n 2个原子所受的合力是多少？（4）写出第n 2个原子的振动方程。
4、已知硅晶体的禁带宽度eV 2.1=∆E ，掺入适量5价元素后，施主能级和导带底的能量差eV 045.0=∆D E ，试计算能吸收的辐射能的最大波长。
（1）导出波长计算公式（2）代入相应数据计算（346.6310h J s -=⨯ ，s /m 1038⨯=C ，J 19106.1eV 1-⨯=）5、Th 23290的原子质量为u 03821.232 (已知H 11的质量u 007825.1H 11=m , u 008665.1n =m ) (1) 计算原子核的总结合能B E 。
(2) 计算原子核的平均结合能（比结合能）。
二、应用题（10分）1、用你所学过的相关知识分析激光产生的基本原理。
（1） 用图或文字描述原子发光的三个过程。
（2） 产生激光的过程是哪一个？如何突出该过程？四、综述题（10分）1、从能带的角度分析金属、半导体和绝缘体的导电性能。
一、填空题（共30分，每题3分）1、普朗克量子假设的内容为 。
2、在某金属的光电效应实验中，测得如图1所示曲线，则该金属的红限频率ν0= Hz ，逸出功A 0= eV.3、频率为ν的光子的静止质量为 ，能量为 ，动量为 。
4、晶体中粒子结合力的形式有 ， ， ， 。
5、在主量子数n=4的量子态中，角量子数 l 的可能取值有 。
6、固体能带论中价带是指 。
7、自由粒子一维含时薛定谔方程的数学形式为：8、N 型半导体中的多子是 ，是由 产生的。
9、玻尔氢原子模型的三点假设是： 、 、10、电介质中无极分子的极化机理是：二、分析与计算题（共50分，每题10分）1、 一维原子链中原子等距离分布，相距为a, 原子质量为m, 若1β第2n 个原子 与第2n+1个原子之间的力常数，2β是第2n 个原子与2n-1个原子之间的力常数，设第2n-1， 2n ， 2n+1个原子偏离平衡位置的位移分别为21n u -，2n u ，21n u +求（1）第2n-1个原子对第2n 个原子的作用力大小。
（2）第2n+1个原子对第2n 个原子的作用力大小（3）第2n 个原子受到的合力。
（4）第2n 个原子的振动方程。
2、有温度不同的两个黑体, 已知93K 21=T ,K T 321046.4⨯=,用斯特藩-玻尔兹曼定律求两黑体向空间辐射能量（总辐出度）之比。
（1）写出斯特藩-玻尔兹曼定律；（2）完成计算3、某人测得一静止棒长为0l , 质量为0m ，假设该棒以0.6v c =的速度沿棒长方向相对于此人运动，则此人再测得（1）棒的长度为多少？（2）棒的质量为多少？4、已知硅的禁带宽度为1eV 1.，计算硅能吸收的辐射能的最大波长。
5、 波长为m 1001000.1-⨯=λ的光子与一静止的自由电子作弹性碰撞（康普顿散射）,在与入射角成090 方向上观察 ，问该方向上散射波波长的改变量λ∆为多少?二、应用题（10分）按以下题序，分析普通光源为何不发激光1、原子发光的三个基本过程为2、三个基本过程中，产生激光的基本过程是3、产生激光的两个基本物理条件是四、综述题（10分）1、天然放射性衰变的现象、规律与描述（1）、三种天然放射性衰变是指 、 、 。
（2）、三种衰变满足指数衰变规律的数学形式是（3）、描述放射性衰变的4个物理量（符号与名称）分别是 、 、 。
一、填空题（共30分，每题3分）1、爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设是____________________________________和____________________________________．2、不确定性关系的数学表达式是________________.3、波函数应满足的标准化条件有 、 和 .4、一维力场中定态薛定谔方程的形式是_____________ .5、氢原子中电子的能量量子化公式是 .6、产生激光的两对基本矛盾是__________________________________________________及____________________________________________________________.7、立方晶系包括_________________、_________________和_________________．8、内建电场的作用是_________多子的扩散，_________少子的漂移（阻碍或促进）．9、根据物质的磁性，可将物质分为___________________、____________________和_________________．10、用α粒子打击94Be 产生126C 并放出一个新粒子，写出核反应方程_____________________________.二、分析与计算题（共50分，每题10分）1、 设粒子在一维空间运动，它的状态可以用波函数0(/2,/2)(,)exp()cos()(/2/2)x b x b x t i x A Et b x b b ψπ≤-≥⎧⎪=⎨--<<⎪⎩来描述。
式中，A 为任意常数，E 和b 均为确定的常数。
试求：（1） 归一化的波函数；（2） 概率密度w ；（3） 粒子出现在何处概率最大．2、 氢原子中的电子处于4,3n l ==的状态。
问：（1） 电子轨道角动量L 的值为多少？（2） 这角动量L 在z 轴上的分量有哪些可能值？3、 设某双原子分子的两原子间相互作用能由210()A B u r r r =-+ 表示，原子间的平衡距离为3A o，分子结合能为4eV （以D 表示），试计算A 和B 。
4、一维原子链，链上原子等间距分布，相距为a ，最近邻原子之间的力常数相间地等于β和10β，设各原子质量相等，写出原子(2)n 和(21)n +的振动方程。