新高考高中物理 竞赛专题5 近代物理 50题竞赛真题强化训练原卷版

新高考高中物理竞赛专题5近代物理50题竞赛真题强化训练原卷版一、单选题1.氢原子的基态能量为13.6eV。由一个电子和一个正电子结合成的束缚态（即所谓电子偶素）的基态能量近似为：A.1.2eVB.3.4eVC.6.8eVD.27.2eVA.反应方程式可以写为$p+\nu_e\rightarrown+e^+$，其中$\nu_e$为反电子中微子。B.中子和正电子的静质量之和大于质子静质量，中微子的静质量趋于0。C.自由的中子也可以进行衰变，产生中微子，反应方程式为$n\rightarrowp+e^+\bar{\nu}_e$。D.如果反应前质子是静止的，则产生的正电子和中子的动量之和不等于0。3.一个处于基态的氢原子与另一个处于基态的氢原子碰撞，可能发生非弹性碰撞的最小速度为多少？A.0.1m/sB.1.0m/sC.10.0m/sD.100.0m/sA.半衰期为5730年，用于地质年代测定。B.半衰期为数小时，适用于医学诊断。C.半衰期为数分钟，适用于工业探伤。D.半衰期为数年，适用于考古学。5.在量子力学中，描述电子在原子核周围运动状态的波函数必须满足的条件是：A.单值性B.连续性C.归一化二、多选题A.光电效应表明光具有粒子性。B.频率越高的光，光电子的最大初动能越大。C.光电效应的发生与光的强度无关。D.光电效应中，光电子的能量与入射光的频率成正比。A.中子轰击氮核，产生质子和碳核。B.该反应释放能量。C.中子是反应的催化剂。D.反应前后质量数守恒，但电荷数不守恒。A.从高能级跃迁到低能级会释放光子。B.从低能级跃迁到高能级会吸收光子。C.能级跃迁的频率与光子的能量成正比。D.能级跃迁的频率与光子的波长成正比。A.中微子振荡表明中微子具有质量。B.中微子振荡现象首次由日本科学家小柴昌俊和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳发现。C.中微子振荡现象表明中微子存在三种类型。D.中微子振荡现象与暗物质研究密切相关。A.量子隧穿效应表明粒子可以穿越经典物理理论认为不可能穿越的势垒。B.量子隧穿效应在半导体器件中具有重要作用。C.量子隧穿效应与量子计算机的原理无关。D.量子隧穿效应是量子力学与经典力学的重要区别之一。三、解答题1.氢原子能级跃迁问题已知氢原子处于$n=3$的能级，求：(1)跃迁到基态时释放光子的能量。(2)对应光子的波长范围（红外线、可见光或紫外线）。2.中子衰变问题一个自由中子在实验室中静止衰变，求：(1)衰变过程中产生的正电子和中微子的动量。(2)正电子和中微子的动能之比。3.放射性衰变问题某放射性物质经过4个半衰期后，剩余质量为原来的$\frac{1}{16}$。求：(1)该物质的半衰期。(2)原始质量为1克时，经过3个半衰期后剩余的质量。4.光电效应问题一束光照射到金属表面，测得光电子的最大初动能为3.0eV。已知该金属的逸出功为2.0eV，求：(1)入射光的频率。(2)入射光的波长。5.核反应问题核反应方程为$D+T\rightarrow^{4}He+n$，其中$D$为氘核，$T$为氚核。求：(1)该反应释放的能量。(2)反应中中子的动能。单选题答案1.C.6.8eV2.A.反应方程式可以写为pnuerightarrowne，其中nue为反电子中微子。3.D.27.2eV4.C.紫外线5.D.光子打到束缚电子概率增大，波长不变的散射光强增大，从而波长变长的减少。多选题答案6.A.反应方程式可以写为pnuerightarrowne，其中nue为反电子中微子。7.B.中子和正电子的静质量之和大于质子静质量，中微子的静质量趋于0。8.D.如果被反应前质子是静止的，则产生的正电子和中子的动量之和不等于0。1.原子物理核心知识点：玻尔原子模型、能级跃迁、氢原子能级公式（E_n=13.6/n^2eV）。题型示例：单选题第1题（氢原子基态能量）。2.光电效应核心知识点：爱因斯坦光电效应方程（E_k=hνW）、光子的能量公式（E=hν）。题型示例：多选题第6题（光电子最大初动能与入射光频率的关系）。3.放射性衰变核心知识点：半衰期公式（N(t)=N_0(1/2)^t/T），衰变类型（α衰变、β衰变）。题型示例：多选题第7题（中子衰变反应方程式及动量守恒）。4.粒子物理核心知识点：中微子振荡、反贝塔衰变反应、基本粒子（质子、中子、电子）。题型示例：多选题第8题（中微子振荡与反贝塔衰变反应）。5.康普顿效应核心知识点：康普顿散射公式（Δλ=(h/mc)(1cosθ)）、光子与电子碰撞的能量与动量变化。题型示例：单选题第4题（康普顿散射波长变化）。各题型知识点详解及示例1.单选题题型特点：主要考察学生对近代物理基础概念的理解，如玻尔理论、光电效应、康普顿效应等。示例：第1题考察氢原子能级公式及其在电子偶素能级计算中的应用。2.多选题题型特点：涉及