2009年高考物理习题分类汇编——近代物理

2009 年高考物理试题分类汇编近代物理1、 （09 年全国卷）16氮氖激光器能产生三种波长的激光其中两种波长分别为1=0.6328m， 2=3.39m。己知波长为 1 的激光是氖原子在能级间隔为 E1=1.96eV 两个能级之间跃迁产生的。用 E2 表示产生波长为 2 的激光所对应的跃迁的能级间隔，则 E2 的近似值为10.50eV 0.98eV 0.53eV 0.36eV答案 D【解析】本题考查波尔的原子跃迁理论。根据 ，可知当 当,cEh196,0.328,Eevm时，联立可知3.9m20.36Eev2、 （09 年全国卷）18氢原子的部分能级如图所示，已知可见光子能量在1.62eV 到 3.11eV 之间.由此可推知, 氢原子 A、从高能级向 n=1 能级跃迁时了出的光的波长经可见光的短B、从高能级向 n=2 能级跃迁时发出的光为可见光 C、从高能级向 n=3 能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D、从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时发出的光为可见光答案 AD【解析】本题考查波尔的原理理论。从高能级向 n=1 的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为9.20eV。不在 1.62eV 到 3.11eV 之间,A 正确。已知可见光子能量在 1.62eV 到 3.11eV 之间从高能级向 n=2能级跃迁时发出的光的能量 3.40eV，B 错。从高能级向 n=3 能级跃迁时发出的光的频率只有能量大于3.11eV 的光的频率才比可见光高，C 错。从 n=3 到 n=2 的过程中释放的光的能量等于 1.89eV 介于1.62eV 到 3.11eV 之间，所以是可见光 D 对。3、 （09 年北京卷）14下列现象中，与原子核内部变化有关的是A 粒子散射现象 B天然放射现象 C光电效应现象 D原子发光现象【答案】B【解析】 粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故 A 项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出 粒子或电子，从而发生 衰变或 衰变，故 B 项正确；光电效应是原子核外层电子获得光子能量脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C 项错误；原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故 D 项错误。4、 （09 年上海物理）1放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（ ）（A）射线，射线，射线 （B）射线，射线， 射线，（C）射线，射线，射线 （D ） 射线， 射线， 射线【答案】B【解析】由于三种射线的能量不同，w 所以贯穿能力最强的是 射线，射线次之，射线最弱，故正确答案选 B。5、 （09 年广东物理）2科学家发现在月球上含有丰富的 （氦 3） ，它是一种高效、清洁、安全的核32He聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为 。关于 聚变下列表述正31422e32H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聚变反应没有质量亏损 D目前核电站都采用 聚变反应发电32He答案：Bn En/eV0-0.85-1.51-3.4-13.643215 -0.54【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此 B 正确。6、 （09 年安徽卷）14原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应总的效果可以表示为 241120643.15HkednMeV由平衡条件可知Ak=1 d=4 Bk=2 d=2 Ck=1 d=6 Dk=2 d=3答案： B解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有 ， ，解得 k=2，d=2。正确选项为 B。410267、 （09 年重庆卷）16某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为 +1H+ ； + +X+ 方程式中 1、 表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：126C37N1QH157126CQ2原子核 132e42He126C137N157质量/u 1.0078 3.0160 4.0026 12.0000 13.0057 15.0001AX 是 ， BX 是 ，32He21Q4221QCX 是 ， DX 是 ， e答案：B解析： 中质量亏损为 m11.0078u12.0000u 13.0057u0.0021u,121367N根据根据电荷数守恒和质量数守恒可知 中 X 的电荷数为 2、质量数为 4，质量亏损31276HNC为 m21.0078u15.0001u12.0000u4.0026u0.0053u，根据爱因斯坦的质能方程可知Q1m 1C2、Q 2m 2C2，则 Q1Q 2。8、 （09 年四川卷）18氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从 n4 的能级向 n2 的能级跃迁时辐射出可见光 a，从 n3 的能级向 n2 的能级跃迁时辐射出可见光 b，则（ ）A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 射线B.氢原子从 n4 的能级向 n 3 的能级跃迁时会辐射出紫外线C.在水中传播时，a 光较 b 光的速度小D.氢原子在 n2 的能级时可吸收任意频率的光而发生电离答案：C解析： 射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，A 错；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从 n4 的能级向 n3 的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于 a 光子的能量、不可能为紫外线，B 错；根据跃迁规律可知从 n4 向 n2 跃迁时辐射光子的能量大于从 n3 向 n2 跃迁时辐射光子的能量，则可见光 a 的光子能量大于 b，又根据光子能量 Eh 可得a 光子的频率大于 b，则 a 的折射率大于 b，又 VC/n 可得在水中传播时，a 光较 b 光的速度小，B 对；欲使在 n2 的能级的氢原子发生电离，吸收的能量一定不小于 3.4eV，D 错。9、 （09 年浙江卷）15氢原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则 3 种从大到小的排列顺序是A核力、万有引力、库仑力 B万有引力、库仑力、核力C库力有引力 D核力、库仑有引力答案 D【解析】核力是强力，它能将核子束缚在原子核内。万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略10、 （09 年浙江自选模块）13. （2） （本小题共 3 分，在给出的四个选项中，可能只有一个选项正确，也可能有多个选项正确，全部选对得 3 分，选对但不全的得 1 分，有选错的得 0 分）科学家经过实验，发现在 粒子（氦核） ，p（质子）及 n（中子）这 3 种粒子中，中子的穿透能力最强，质子次之， 粒子最弱。某同学对影响粒子穿透能力的因素提出了如下假设，合理的假设是A.穿透能力一定与粒子是否带电有关B.穿透能力可能与粒子质量大小有关C.穿透能力一定与粒子所带电荷量有关D.穿透能力一定与质量大小无关，与粒子是否带电和所带电荷量有关答案：ABC（3） （本小题共 4 分）水（包括海水）是未来的“煤炭”，能从根本上解决人类能源问题。这是指 （填“氢能”、 “核能 ”、 “氢能和核能”）和利用。请说明理由。答案一：核能 因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。答案二：核能和氢能因为海水中含有大量核聚变的材料氘，通过核聚变能够释放大量的核能。氢能有便于储存与运输的优点，也可以为解决能源问题做出贡献。11、 （09 年江苏卷物理）12C 在 衰变中常伴有一种称为“中微子”的例子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中 的核反应，间接地证实了中微子的存在。1H（1）中微子与水中的 发生核反应，产生中子（ ）和正电子（ ） ，即中微子+ + 可以1 10n01e1H0n1e判定，中微子的质量数和电荷数分别是 。 （填写选项前的字母）（A）0 和 0 （B）0 和 1 （C）1 和 0 （D）1 和 1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（ ） ，即 + 21e已知正电子和电子的质量都为 9.110-31，反应中产生的每个光子的能量约为 J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是 。（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。答案：（1）A (2) 遵循动量守恒148.20（3）粒子的动量 ，物质波的波长kpmEhp由 ，知 ，则ncmncpnc【解析】 （1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是 0，A 项正确。（2）产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由 ，故一个2Emc光子的能量为 ，带入数据得 = J。2E2148.0正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒。（3）物质波的的波长为 ，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即 ，hp 2kpmE因为 ，所以 ，故 。ncmncnc12、 （09 年山东卷）38(1)历史中在利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为 0.5MeV 的质子 1H 轰击静止的 X,生成两个动能均为 8.9MeV 的 42He.（1MeV=1.6 -13J）上述核反应方程为_。质量亏损为_kg。答案： 或 。3.110 -29kg17432HXe17432HLie【解析】 或 ，=3.110-29kg412 412H2Emc13、 （09 年海南物理）19 （I）已知：功率为 100W 灯泡消耗的电能的 5%转化为所发出的可见光的能量，光速 ，普朗克常量 ，假定所发出的可见光的波长都是 560nm，计算83.0/cms346.0Jsh灯泡每秒内发出的光子数。(II)钚的放射性同位素 静止时衰变为铀核激发态 和 粒子，而铀核激发态 立即衰变2394Pu2359U2359U为铀核 ，并放出能量为 的 光子。已知： 、 和 粒子的质量分别为2359U0.7MeV4Pu2359、 和 .01Pum2359um.0261.MeV/c（1）写出衰变方程；（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球 粒子的动能。答案：（I） （） （1） （2）19.4sn2392354PuU5.034eE【解析】 （I）一波长为 光子能量为yhcE设灯泡每秒内发出的光子数为 ，灯泡电功率为 ，则nkn式中， 是灯泡的发光效率。联立式得5%k Phc代入题给数据得 19.40sn（） （1）衰变方程为239235*4PuU5*9292或合起来有2392354Pu（2）上述衰变过程的质量亏损为 PuUm放出的能量为 2Ecm这能来那个是轴核 的动能 、 粒子的动能 和 光子的能量 之和3592UaEyyEyE由式得 2()UPuUyEc设衰变后的轴核和 粒子的速度分别为 和 ，则由动量守恒有vUmv又由动能的定义知 2211,UamE由式得 ayE由式得 2()UaPuUcEm代入题给数据得 5.034MeVE14、 （09 年宁夏卷）36 （1）关于光电效应，下列说法正确的是_（填入选项前的字母，有填错的不得分）A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多答案：A 【解析】金属材料逸出功 W0 与极限频率 0 的关系为 W0=h0，A 正确。只有照射光的频率大于金属的逸出功，才能产出光电效应，与光照射的时间无关，B 错误。由光电方程可知光电子的最大初动能mv02/2=hW 0，由入射光的频率决定，C 错误。产生光电效应时单位时间内逸出的光电子数由入射光的光子数决定，与入射光的频率无关，D 错误。正确选项：A15、 （09 年福建卷）29（1）随着现代科学的发展，大量的科学发展促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是 。 （填选项前的编号）卢瑟福 粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构天然放射现象标明原子核内部有电子轻核骤变反应方程有： 2361120Hen氢原子从 n=3 能级跃迁到 n=1 能级和从 n=2 能级跃迁到 n=1 能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长答案【解析】 （1）卢瑟福通过 粒子散射实验提出原子核式结构模型，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构错。天然放射线中放出的 粒子是原子核中的一个