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10.2eV。4.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。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.卢瑟福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。D.铀235只要俘获中子就能进行链式反应。7.氚核发生β衰变除了产生β粒子和新核外，还会产生质量数和电荷数都是的反中微子Ve。若氚1.在云室中，核发生β衰变后，产生的反中微子和β粒子运动方向在同一条直线上。假设反中微子的动量为p1，β粒子动量为p2，则它们满足p1=-p2。2.核反应方程为1H+1n→1e-+2He+Ve。在云室中，β粒子穿过时会留下清晰的路径，这体现了粒子的波动性。氚核内部某个中子转变为质子时，会向外发射β粒子。3.我国科学家潘建伟院士预言，十年左右量子通信将“飞”入千家万户。在通往量子论的道路上，爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象。德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念。玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念。普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性。4.近代物理取得了非常辉煌的成就。用同频率的光照射不同的金属表面时均有光电子逸出，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W就越大。137Cs是核泄漏时对人体产生有害辐射的重要污染物，其核反应方程式为137Cs→56Ba+X，其中X为电子。一个氢原子处于n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子。每个核子只与邻近核子产生核力作用，比结合能越大的原子核越不稳定。5.若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应。其核反应方程式为137Cs→56Ba+x，可以判断x为电子。原子核发生一次β衰变，该原子外层就不一定失去一个电子。质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2。6.2019年，我国科学家潘建伟领衔的中国“墨子号”量子科学实验卫星科研团队获得了克利夫兰奖。光量子理论是由普朗克首先提出的。光的频率越高，光子的能量就越大。1.迁移能级时，光子的频率可以不同。如果将这些光子照射到逸出功为3.20eV的金属表面，最大初动能为9.86eV。2.根据原子核的比结合能曲线，42He核比63Li核更稳定，42He核的结合能约为7MeV。两个21H核结合成42He核时会释放能量。质量数越大的原子核越稳定。3.中国散裂中子源项目是由中国科学院和广东省共同建设的，选址于广东省东莞市大朗镇。散裂中子源可以用作一台“超级显微镜”，研究微观结构，例如DNA、结晶材料和聚合物。4.关于氢原子能级跃迁，处于n=3能级的氢原子回到基态时可以辐射出三种频率的光子。不同气体原子的能级不同，因此发射的光子能量（频率）不同，可以制成五颜六色的霓虹灯。当氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，会辐射一定频率的光子，同时氢原子的电势能减小，电子的动能也减小。如果已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV，那么动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态。/h，波长与动量成反比，因此激光的波长会发生变化，故AB正确；C、激光的频率与波长有关，但不是直接成正比或反比的关系，故C错误；D、激光的相干性是指光波的相位关系保持不变的程度，与波长无关，故D正确。故选：D。本题考查了康普顿效应和激光的相干性的概念，难度适中，需要注意区分概念。故选：C。根据质量数与质子数守恒，氚发生𝛽衰变后变成氦，故衰变方程为1𝐻→2𝐻𝑒+𝑒−，故A错误；电子是负电荷粒子，不可能成为氦原子核的一部分，故B错误；核聚变反应是将轻核聚合成重核的过程，与氚的𝛽衰变无关，故D错误；此题考查了核反应及𝛽衰变的知识，需要掌握守恒定律及反应方程式的书写方法。改写后：根据质量数与质子数守恒，氚发生𝛽衰变后变成氦，衰变方程为1𝐻→2𝐻𝑒+𝑒−，故选：C。需要掌握守恒定律及反应方程式的书写方法，了解核反应及𝛽衰变的知识。则有以下方程组：92-2x=82+2x+2y92-x-y=82解得x=5,y=3，即需要5次𝛼衰变和3次𝛽衰变才能得到最终产物。故选D。本题考查的知识点是核反应中的质量数和电荷数守恒，需要掌握守恒定律的应用和方程式的列法。同时，还需要对核反应的基本概念有一定的理解。=hν-W，其中W为金属的逸出功。由于遏止电压相同，即Ekm相同，可得hν1-W=hν2-W，即ν1=ν2，故选C。分析：通过光电效应方程和遏止电压的关系，可以确定入射光的频率相同。因此，选项C正确。需要注意的是，文章中的公式和符号有些错误，需要进行修正。(−0.85𝑒𝑉)=0.31𝑒𝑉，对应的光子频率最小，故C错误；综上所述，选D。本题考查了氢原子能级跃迁与辐射的能量和频率的关系，以及光电效应条件的应用。需要注意区分不同能级跃迁所对应的能量和频率大小。解析：A、电子云密度越大，电子离核越近，受到的库仑排斥力越大，电离能越大，故A正确；B、原子核带正电，电子带负电，二者之间存在库仑相互作用力，故B错误；C、原子核半径很小，通常用费米子描述，故C错误；D、电子的自旋量子数可以为±1/2，但不是电离能的决定因素，故D错误。故选：A。本题考查了原子物理学中的电离能概念。电离能是指从一个原子或分子中移除一个电子所需的最小能量。电离能的大小与电子离核的距离以及电子云的密度有关。电子云密度越大，电子离核越近，受到的库仑排斥力越大，电离能越大。ν＝Em-En是能级跃迁的基本原理，吸收能量大于无穷远处能量与基态的能量差的光子会导致电离；根据数学组合公式可得出辐射不同频率光子的种数；吸收能量等于两能级间的能级差时，才能吸收光子。同时，需要注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，吸收或释放的能量要正好等于能级之差。选项B正确，因为不同气体原子的能级不同，跃迁时发射的光子能量（频率）也不同，因此可以利用不同气体制成五颜六色的霓虹灯。选项A错误，处于𝑛=3能级的一个氢原子回到基态时最多会辐射两种频率的光子。选项C错误，氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射光子，但电子的动能会增大，电势能会减小。选项D错误，实物粒子碰撞氢原子使其发生跃迁时，实物粒子的能量必须大于能级差。综上所述，选项B正确。理解能级跃迁中的基本原理和易混淆的知识点是解决本题的关键。子束流的速度相等，则中子的波长为电子的波长的几倍。这是因为中子的质量比电子的质量大得多，所以中子的动量相同，波长就会更长。根据德布罗意波波长表达式λ＝p/hmv，当散裂中子源中的中子束流经慢化后的速度与电子束流的速度相等时，中子的波长将会是电子波长的几倍。这是因为中子的质量比电子大得多，因此在相同的动量下，中子的波长会更长。中子散射是一种重要的实验方法，它可以用来研究物质的结构和性质。中子散射实验中，中子束穿过样品并散射出去，散射的角度和能量可以提供样品中原子和分子的信息。中子散射是用于研究物质结构和性质的重要实验方法。在中子散射实验中，中子束穿过样品并被散射，散射的角度和能量可以提供样品中原子和分子的信息。中子源是中子散射实验中的关键组成部分。中子源可以是放射性同位素或中子发生器。放射性同位素产生的中子源可以提供高强度的中子束，而中子发生器