- 原子物理学与相对论
- 共457题
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
半衰期由原子核内部因素决定,不受原子所处物理、化学条件的影响,A项错误;氢原子从高能级跃迁到低能级时,要放出光子,B项正确;从高空对地面进行遥感摄影是利用的红外线的穿透能力,C项错误;由于轻核聚变要释放能量,根据质能方程可知D项说法错误。
知识点
关于近代物理,下列说法正确的是________。(填选项前的字母)
正确答案
解析
射线是高速运动的氦原子核,答案A错;;答案B错;从光电效应方程可知最大初动能和入射光的频率成一次函数关系而非正比函数关系所以C错;正确答案选D.
知识点
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
(1)下列说法中正确的是
A. 粒子散射实验发现极少数粒子发生了较大角度偏转,说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围
B. 按照玻尔理论,氢原子核外电子向高能级跃迁后动能增加
C. 对放射性物质施加压力,其半衰期将减小
D. 天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的
(2)比利时物理学家恩格勒和英国物理学家希格斯,因成功预测希格斯玻色子的存在,获得2013年的诺贝尔奖。在强子对撞实验装置中,用速度为v0、质量为m1的核轰击质量为m2的静止的核,发生核反应,最终产生两种新粒子A和B,其中A为核,质量为m3,速度为v3;B为希格斯玻色子,其质量为m4。求
1)希格斯玻色子B的速度。
2)粒子A的速度符合什么条件时,希格斯玻色子B的速度方向与核的运动方向相反。
正确答案
(1)AD
(2)1);2)时符合题意
解析
(1)略。
(2)1)由动量守恒定律
得
得
2)希格斯玻色子的速度方向与核的运动方向相反,即
则
得
知识点
根据玻尔理论,氢原子的电子由n = 1轨道跃迁到n = 2轨道,下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射规律的是
(2)按照玻尔原子理论,氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量__________(选填“越大”或“越小”)。已知氢原子的基态能量为E1(E1<0),电子质量为m,基态氢原子中的电子吸收一频率为υ的光子被电离后,电子速度大小为___________(普朗克常量为h )。
(3)有些核反应过程是吸收能量的。例如在中,核反应吸收的能量,在该核反应中,X表示什么粒子?X粒子以动能EK轰击静止的,若EK=Q,则该核反应能否发生?请简要说明理由。
正确答案
(1)A
(2)越大;
(3);不能实现,因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求。
解析
(1)黑体辐射规律:随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,A图正确。
(2)根据及 ,越远,n越大,En越大(注意En为负值)。电阻动能(注意E1为负值),可解得: 。
(3)根据核反应的质量数和电荷数守恒,可得:X粒子的质量数为4,电荷数为2,是。
知识点
(1)下列说法正确的是
A. 汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子
B. 玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子的发光现象
C. 用任何频率的光照射处于基态的氢原子都可以使其发生跃迁
D. 原子由激发态向基态跃迁时吸收能量
(2)1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子,科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核,设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0,氧核的质量为m3,不考虑相对论效应。
①写出卢瑟福发现质子的核反应方程;
②α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?
③求此过程中释放的核能。
正确答案
(1)A
(2)①
②设复核的速度为v,由动量守恒定律得m1v0=(m1+m2)v
解得v=
③核反应过程中的质量亏损Δm=m1+m2-m0-m3
反应过程中释放的核能ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m0-m3)c2
解析
略。
知识点
下列说法中正确的是
正确答案
解析
略
知识点
1885年瑞士的中学教师巴耳末发现,氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式:,n为大于2的整数,R为里德伯常量。1913年,丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发,同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的核式结构原子模型,提出了自己的原子理论。根据玻尔理论,推导出了氢原子光谱谱线的波长公式:,m与n都是正整数,且n > m。当m取定一个数值时,不同数值的n得出的谱线属于同一个线系。如:
m=1,n=2、3、4、…组成的线系叫赖曼系;
m=2,n=3、4、5、…组成的线系叫巴耳末系;
m=3,n=4、5、6、…组成的线系叫帕邢系;
m=4,n=5、6、7、…组成的线系叫布喇开系;
m=5,n=6、7、8、…组成的线系叫逢德系。
以上线系只有一个在紫外光区,这个线系是
正确答案
解析
略
知识点
根据玻尔理论,电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动,已知电子的电荷量为e,质量为m,电子在第1轨道运动的半径为r1,静电力常量为k。
(1)电子绕氢原子核做圆周运动时,可等效为环形电流,试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期及形成的等效电流的大小;
(2)氢原子在不同的能量状态,对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动,电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1,其中n为量子数,即轨道序号,rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明,系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系:Ep=-k(以无穷远为电势能零点)。请根据以上条件完成下面的问题。
①试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式
②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量,恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离,即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变,试求氢原子乙电离后电子的动能。
正确答案
见解析。
解析
(1)设电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期为T1,形成的等效电流大小为I1,根据牛顿第二定律有
则有
又因为
有
(2)①设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1,根据牛顿第二定律有
电子在第1轨道运动的动能
电子在第1轨道运动时氢原子的能量
同理,电子在第n轨道运动时氢原子的能量
又因为 rn=n2r1
则有 命题得证。
② 由①可知,电子在第1轨道运动时氢原子的能量
电子在第2轨道运动时氢原子的能量
电子从第2轨道跃迁到第1轨道所释放的能量
电子在第4轨道运动时氢原子的能量
设氢原子电离后电子具有的动能为Ek,根据能量守恒有
Ek = E4+ΔE
解得
知识点
15.根据玻尔理论,氢原子的核外电子在离核最近的第一条轨道和第二条轨道上运动时( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答。
33. (1)(6分)关于固体、液体和气体,下列说法正确的是——。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.固体可以分为晶体和非晶体两类,非晶体和多晶体都没有确定的几何形状
B.液晶像液体一样具有流动性,而其光学性质与某些多晶体相似,具有各向同性
C.在围绕地球运行的天宫一号中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力作用的结果
D.空气的相对湿度越大,空气中水蒸气的压强越接近同一温度时水的饱和汽压
E.大量气体分子做无规则运动,速率有大有小、,但分子的速率按“中间少,两头多”的规律分布
(2)(9分)如图所示,气缸放置在水平台上。活塞质量为5kg,厚度不计,由活塞产生的压强为0.2×l05pa,气缸全长625px,大气压强为l×l05pa,当温度为27℃时,活塞封闭的气柱长l0。若保持封闭气体温度不变,将气缸缓慢竖起倒置。
①求气缸倒置后封闭气柱的长度?
②气缸倒置后,使封闭气体温度升至多少K时,活塞刚好接触平台(活塞摩擦不计)?
34.(1)(6分)下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移的大小的平方根成正比,并且总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动
B.向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收,测出反射波的频率变化就能知道血流的速度,这种方法俗称“彩超”
C.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散,光在干涉、衍射及折射时都可以发生色散
D.麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是:变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场
E.狭义相对论表明物体运动时的质量总是要小于静止时的质量
(2)(9分)如图所示,一束光线以600的入射角射到一水平放置的平面镜上,反射后在上方与 平面镜平行的光屏上留下一光点P,现在将一块上下两面平行的透明体平放在平面镜上,则进入透明体的光线经平面镜反射后再从逶明的上表面射出,打在光屏上的P′点,P′点在P点的左测3.1150px处,已知透明体对光的折射率为1.73。
①作出放在玻璃砖后的光路示意图,标出位置;
②透明体的厚度为多大?
③光在透明体里传播的时间多长?
35.(1)关于近代物理内容的若干叙述正确的是——一一。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.自然界中含有少量的14C,14C具有放射性,能够自发地进行β衰变,因此在考古中可利用14C来测定年代
B.重核的裂变过程质量增大,轻核的聚变过程有质量亏损
C.比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
D.根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光 子,同时电子的动能增大,电势能减小
E.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子最大初动能也随之增大。
(2)(9分)在光滑的水平面上,质量为m1的小球A以速率v0向右运动,在小球的前方O点处有一质量为m2的小球B处于静止状态,如图所示,小球A与小球曰发生正碰后小球A、B均向右运动,小球B被Q点处的墙壁弹回后与小球A在P点相遇,PQ =2PO,假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞都是弹性的且碰撞时间极短,求两小球质量之比m1:m2.
33.(1)(6分)关于固体、液体和气体,下列说法正确的是——。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
34. (1)下列说法正确的是 。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
35.(1)关于近代物理内容的若干叙述正确的是——一一。(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
正确答案
正确答案
33.请从33-34题中任选一题作答。
33.【物理-选修3-4】
(1)波是日常生活中常见的一种物质,下列有关波的说法中正确的有( )
A.麦克斯韦预言空间可能存在电磁波,赫兹通过一系列实验证实了他的预言
B.两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变化
C.夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
D.以某一速度向观察者驶来一辆汽车,并发出鸣笛,观察者感受到汽笛的频率越来越大
E.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
(2)如图所示,一束极细的光于AC边的中点垂直AC入射,,,AC边长为2a,光第一次从BC面射出时的折射角为450.
①画出该束光的光路图。(不考虑AC,BC界面的反射)
②光在棱镜中传播的时间t。(光在真空中传播速度为c)
34.【物理---选修3-5】
(1)以下是有关近代物理内容的若干叙述,其中正确的是 ( )
A.原子核发生一次衰变,该原子外层就失去一个电子
B.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,但原子的能量增大
C.核衰变中,γ光子是衰变后转变的新核辐射的
D.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能
E.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能是因为这束光的光强太小
(2)如图所示,质量为m的b球用长为h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处。另一小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b球粘在一起摆动刚好使细绳拉断。已知BC轨道距地面有一定的高度,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为3mg。求a球的质量为多大
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
第29、30题为物理题,第31、32题为化学题,考生从两道物理题、两道化学题中各任选一题作答。
29.[物理——选修3-3]
(l)下列关于熟学现象和热学规律的说法,正确的是____(填选项前的字母)
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.热量能从高温物体传到低温物体,但不可能从低温物体传到高温物体
C.物体的温度为0℃时,物体分子的平均动能为零
D.第二类永动机不可能制成是因为它违背了热力学第二定律
(2)一定质量的理想气体,经历了如图所示I一2—3状态变化的过程,则三个状态的热力学温度之比是____(填选项前的字母)
A.1:3:5 B.3:6:5
C.3:2:l D.5:6:3
30.[物理—一选修3-5]
(1)下列说法中正确的是( )(填选项前的字母)
A.根据波尔理论,氢原子辐射光子后,能量减小,轨道半径增大
B.核聚变是释放能量的核反应,核裂变是吸收能量的核反应
C.卢瑟福的原子核式结构学说成功地解释了氢原子光谱的规律
D.金属的极限频率越大,该金属电子的逸出功越大
(2)如图所示,光滑水平面上两物块A、B相向而行,B的左端固定一轻弹簧,已知2mA=mB,速度大小都为v,,当两物块的距离最近时(未相碰),A、B两球的速度大小分别为____(填选项前的字母)
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
16.下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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