中學(xué)生物理競(jìng)賽1-32近代物理試題分類(lèi)匯編

1、近代（32-2）（鈾核）衰變?yōu)椋焙耍┮?jīng)過(guò)（）A. 8次衰變，16次衰變。 B. 3次衰變，4次衰變。C. 4次衰變，16次衰變。 D. 4次衰變，4次衰變。（32-10）某金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)的最大波長(zhǎng)為，將此材料制成半徑為R的圓球，并用絕緣線懸掛于真空室內(nèi)。如以波長(zhǎng)為的單色光持續(xù)照射此金屬球，該金屬球發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為_(kāi)，此金屬球可帶的電荷量最多為_(kāi)。（設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為0，真空中半徑為r，帶電荷量為q的導(dǎo)體球電勢(shì)為。）（31-15）一個(gè)介子飛行時(shí)衰變成靜止質(zhì)量均為m的三個(gè)介子，這三個(gè)介子的動(dòng)量共面。已知：衰變前后介子運(yùn)動(dòng)的速度都遠(yuǎn)小于光在真空中的速度c；衰變后的三個(gè)介子

2、的動(dòng)能分別為T(mén)1，T2，T3，且第一二個(gè)介子飛行方向之間的夾角為，第二三個(gè)介子飛行方向之間的夾角為（如圖所示）；介子的動(dòng)能等于介子的能量與其靜止的能量（即其靜止質(zhì)量m與的乘積）之差。求介子在衰變前的辨閥的飛行方向（用其飛行方向與衰變后的第二個(gè)介子飛行方向的夾角即圖中角表示）及其靜止質(zhì)量。（30-4）由玻爾理論可知，當(dāng)氫原子中的核外電子由一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，有可能（）A. 發(fā)射出光子，電子的動(dòng)能減少，原子的勢(shì)能減少B. 發(fā)射出光子，電子的動(dòng)能增加，原子的勢(shì)能減少C. 吸收光子，電子的動(dòng)能減少，原子的勢(shì)能增加D. 吸收光子，電子的動(dòng)能增加，原子的勢(shì)能減少（29-6）鈾238（92 U）是放射

3、性元素，若衰變時(shí)依次放出，粒子，最終形成穩(wěn)定的核，則其中 X ， Y （29-8）已知：光子有質(zhì)量，但無(wú)靜止質(zhì)量，在重力場(chǎng)中也有重力勢(shì)能若從地面上某處將一束頻率為的光射向其正上方相距為d的空間站，d遠(yuǎn)小于地球半徑，令空間站接收到的光的頻率為，則差 ，已知地球表面附近的重力加速度為g（29-10）圖中K是密封在真空玻璃管內(nèi)的金屬電極，它受光照射后能釋放出電子；W是可以透光的窗口，光線通過(guò)它可照射到電極K上；C是密封在真空玻璃管內(nèi)圓筒形的收集電極，它能收集K所發(fā)出的光電子R是接在電池組E（電壓足夠高）兩端的滑動(dòng)變阻器，電極K通過(guò)導(dǎo)線與串聯(lián)電池組的中心端O連接；G是用于測(cè)量光電流的電流計(jì)已知當(dāng)某一特

4、定頻率的單色光通過(guò)窗口照射電極K時(shí)，能產(chǎn)生光電子當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)接頭處在某一點(diǎn)P時(shí)，可以測(cè)到光電流，當(dāng)滑動(dòng)頭向右移動(dòng)時(shí)，G的示數(shù)增大，使滑動(dòng)頭繼續(xù)緩慢向右不斷移動(dòng)時(shí)，G的示數(shù)增大，使滑動(dòng)頭繼續(xù)繼續(xù)緩慢向右不斷移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)G的示數(shù)變化情況是_當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)接頭從P點(diǎn)緩慢向左不斷移動(dòng)時(shí)，電流計(jì)G的示數(shù)變化情況是_若測(cè)得用頻率為的單色光照射電極K時(shí)的遏止電壓為，頻率為的單色光照射電極時(shí)的遏止電壓為，已知電子的電荷量為e，則普朗克常量h ，金屬電極K的逸出功 （29-04）多電子原子核外電子的分布形成若干殼層，K殼層離核最近，L殼層次之，M殼層更次之，每一殼層中可容納的電子數(shù)是一定的，當(dāng)一個(gè)殼

5、層中的電子填滿后，余下的電子將分布到次外的殼層當(dāng)原子的內(nèi)殼層中出現(xiàn)空穴時(shí)，較外殼層中的電子將躍遷至空穴，并以發(fā)射光子（X光）的形式釋放出多余的能量，但亦有一定的概率將躍遷中放出的能量傳給另一個(gè)電子，使此電子電離，這稱(chēng)為俄歇（Auger）效應(yīng)，這樣電離出來(lái)的電子叫俄歇電子現(xiàn)用一能量為40.00keV的光子照射Cd（鎬）原子，擊出Cd原子中K層一個(gè)電子，使該殼層出現(xiàn)空穴，己知該K層電子的電離能為26.8keV隨后，Cd原子的L 層中一個(gè)電子躍遷到K層，而由于俄歇效應(yīng)，L層中的另一個(gè)的電子從Cd原子射出，已知這兩個(gè)電子的電離能皆為4.02keV，則射出的俄歇電子的動(dòng)能等于（ ） A( 26.84.0

6、24.02 ) keV B(40.0026.8 4.02 ) keVC( 26.84.02 ) keV D( 40.00 26.8 + 4.02 ) keV（27-06）已知頻率為n、波長(zhǎng)為l的光子的能量Ehn，動(dòng)量為P/l，式中h為普朗克常量，則光速c可表示為（）（A）P/E （B）E/P（C）EP（D）E2/P2（27-07）某種核X經(jīng)過(guò)a衰變后變?yōu)楹薡，再經(jīng)過(guò)b衰變后變?yōu)楹薢，即XYZ，下列關(guān)系中正確的是（）（A）ae4（B）ce（C）df1（D）bf2（27-13）光通過(guò)光纖長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，因損耗而要衰減，故必須在途中設(shè)立“中繼站”進(jìn)行放大?，F(xiàn)代采用直接放大即全光型放大，它可使傳輸速率大

7、大提高。其辦法是在光纖中摻入鉺。鉺離子的能級(jí)如圖所示，其中標(biāo)為4I13/2的能級(jí)是亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)，粒子處在這能級(jí)可以持續(xù)一段時(shí)間但不立即向較低能級(jí)躍遷。可用半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的波長(zhǎng)為0.98mm的激光照射，把處于基態(tài)能級(jí)4I15/2的粒子激發(fā)到標(biāo)有4I11/2的能級(jí)，再通過(guò)“無(wú)輻射躍遷”躍遷到亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)4I13/2，從而使該能級(jí)積聚粒子數(shù)遠(yuǎn)超過(guò)處于基態(tài)的粒子數(shù)。當(dāng)光纖中傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)為1.55mm的光波傳入摻鉺的光纖時(shí)，能使大量處在亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)的粒子向基態(tài)躍遷，發(fā)出波長(zhǎng)為1.55mm的光波，于是輸出的光便大大加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了全光型中繼放大，若普朗克常量h與光速c和乘積hc1.99´1025Jm，則無(wú)

8、輻射躍遷中一個(gè)鉺粒子放出的能量等于_J。（26-7）HeNe激光器產(chǎn)生的波長(zhǎng)為6。33×10-7m的譜線是Ne原子從激發(fā)態(tài)能級(jí)（用E1表示）向能量較低的激發(fā)態(tài)能級(jí)（用E2表示）躍遷時(shí)發(fā)生的；波長(zhǎng)為3。39×10-6m的譜線是Ne原子從能級(jí)E1向能量較低的激發(fā)態(tài)能級(jí)（用E3表示）躍遷時(shí)發(fā)生的。已知普朗克常量h與光速c的乘積hc=1。24×10-6meV。由此可知Ne的激發(fā)態(tài)能級(jí)E3與E2的能量差為_(kāi)eV。（26-12）一靜止的原子核A發(fā)生衰變后變成原子核B，已知原子核A、原子核B和粒子的質(zhì)量分別為mA，mB和m，光速為c（不考慮質(zhì)量與速度有關(guān)的相對(duì)論效應(yīng)），求衰變后

9、原子核B和粒子的動(dòng)能。（26-02）用光照射處在基態(tài)的氫原子，有可能使氫原子電離。下列說(shuō)法中正確的是A. 只要光的光強(qiáng)足夠大，就一定可以使氫原子電離B. 只要光的頻率足夠高，就一定可以使氫原子電離C. 只要光子的能量足夠大，就一定可以使氫原子電離D. 只要光照的時(shí)間足夠長(zhǎng)，就一定可以使氫原子電離（25-07）為了估算水庫(kù)中水的體積，可取一瓶無(wú)毒的放射性同位素的水溶液，測(cè)得瓶?jī)?nèi)溶液每分鐘衰變6×107次，已知這種同位素的半衰期為2天?，F(xiàn)將這瓶溶液倒入水庫(kù)，8天后可以認(rèn)為溶液已均勻分布在水庫(kù)中，這時(shí)取1.0m3水庫(kù)中的水樣，測(cè)得水樣每分鐘衰變20次。由此可知水庫(kù)中水的體積約為_(kāi)m3。（2

10、4-01）2006年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)科學(xué)家約翰·馬瑟和喬治 · 斯穆特，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體輻射形式和各向異性這一發(fā)現(xiàn)為有關(guān)宇宙起源的理論提供了進(jìn)一步的支持，使宇宙學(xué)進(jìn)人了“精確研究”時(shí)代（24-02）恒星演化到了后期，某些恒星在其內(nèi)部核燃料耗盡時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的爆發(fā)，在短短的幾天中，亮度陡增千萬(wàn)倍甚至上億倍我國(guó) 宋史 第五十六卷中對(duì)當(dāng)時(shí)觀測(cè)到的上述現(xiàn)象作了詳細(xì)記載。2006年 5 月是我國(guó)發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象一千周年，為此在杭州召開(kāi)了有關(guān)的國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)天文學(xué)上把演化到這一階段的恒星稱(chēng)為_(kāi)，恒星演變到這一階段，預(yù)示著一顆恒星的終結(jié)此后，它可能成為_(kāi)或_. （2

11、4-03）2006年11月 21 日，中國(guó)、歐盟、美國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯和印度七方在法國(guó)總統(tǒng)府正式簽署一個(gè)能源方面的聯(lián)合實(shí)施協(xié)定及相關(guān)文件，該協(xié)定中的能源是指_能源（23-8）一對(duì)正、負(fù)電子可形成一種壽命比較短的稱(chēng)為電子偶素的新粒子。電子偶素中的正電子與負(fù)電子都以速率 v 繞它們連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。假定玻爾關(guān)于氫原子的理論可用于電子偶素，電子的質(zhì)量 m、速率 v 和正、負(fù)電子間的距離 r 的乘積也滿足量子化條件，即式中 n 稱(chēng)為量子數(shù)，可取整數(shù)值 1，2，3，；h 為普朗克常量。試求電子偶素處在各定態(tài)時(shí)的 r 和能量以及第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)能量之差。（22-1）1.在2004年6月10日聯(lián)合國(guó)

12、大會(huì)第58次會(huì)議上，鼓掌通過(guò)一項(xiàng)決議。決議摘錄如下：聯(lián)合國(guó)大會(huì)，承認(rèn)物理學(xué)為了解自然界提供了重要基礎(chǔ)，注意到物理學(xué)及其應(yīng)用是當(dāng)今眾多技術(shù)進(jìn)步的基石，確信物理教育提供了建設(shè)人類(lèi)發(fā)展所必需的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的工具，意識(shí)到2005年是愛(ài)因斯坦科學(xué)發(fā)現(xiàn)一百周年，這些發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代物理學(xué)奠定了基礎(chǔ)， ； ；宣告2005年為 年2愛(ài)因斯坦在現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域作出了很多重要貢獻(xiàn)，試舉出其中兩項(xiàng)： ； （22-4）處在激發(fā)態(tài)的氫原子向能量較低的狀態(tài)躍遷時(shí)會(huì)發(fā)出一系列不同頻率的光，稱(chēng)為氫光譜氫光譜線的波長(zhǎng)l 可以用下面的巴耳末里德伯公式來(lái)表示n，k分別表示氫原子躍遷前后所處狀態(tài)的量子數(shù)，對(duì)于每一個(gè)k，有，R稱(chēng)為里德伯常量，

13、是一個(gè)已知量對(duì)于的一系列譜線其波長(zhǎng)處在紫外線區(qū)，稱(chēng)為賴(lài)曼系；的一系列譜線其波長(zhǎng)處在可見(jiàn)光區(qū)，稱(chēng)為巴耳末系用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用賴(lài)曼系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光照射時(shí)，遏止電壓的大小為U1，當(dāng)用巴耳末系波長(zhǎng)最短的光照射時(shí)，遏止電壓的大小為U2 已知電子電量的大小為，真空中的光速為，試求：普朗克常量和該種金屬的逸出功（21-1）1.a原子大小的數(shù)量級(jí)為_(kāi)m。b原子核大小的數(shù)量級(jí)為_(kāi)m。c氦原子的質(zhì)量約為_(kāi)kg。d一個(gè)可見(jiàn)光光子的能量的數(shù)量級(jí)為_(kāi)J。e在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1cm3 氣體中的分子數(shù)約為_(kāi)。（普朗克常量 h6.63×1034J·s 阿伏加德羅常量 NA6.02

14、×1023 mol1）2已知某個(gè)平面鏡反射的光能量為入射光能量的80。試判斷下列說(shuō)法是否正確，并簡(jiǎn)述理由。a反射光子數(shù)為入射光子數(shù)的80；b每個(gè)反射光子的能量是入射光子能量的80。（20-2）一個(gè)氫放電管發(fā)光，在其光譜中測(cè)得一條譜線的波長(zhǎng)為4.86×10-7m試計(jì)算這是氫原子中電子從哪一個(gè)能級(jí)向哪一個(gè)能級(jí)（用量子數(shù)n表示）躍遷時(shí)發(fā)出的？已知?dú)湓踊鶓B(tài)（n1）的能量為El=一13.6eV2.18×10-18J，普朗克常量為 h=6.63×1034J·s。（17-1）1978年在湖北省隨縣發(fā)掘了一座戰(zhàn)國(guó)早期（距今大約2400多年前）曾國(guó)國(guó)君的墓葬曾

15、侯乙墓，出土的眾多墓葬品中被稱(chēng)為中國(guó)古代文明輝煌的象征的是一組青銅鑄造的編鐘樂(lè)器（共64件），敲擊每個(gè)編鐘時(shí)，能發(fā)出音域?qū)拸V、頻率準(zhǔn)確的不同音調(diào)。與鑄造的普通圓鐘不同，圓鐘的橫截面呈圓形，每個(gè)編鐘的橫截面均呈杏仁狀。圖預(yù)17-1-1為圓鐘截面的，圖預(yù)17-1-2為編鐘的截面，分別敲擊兩個(gè)鐘的、和、三個(gè)部位，則圓鐘可發(fā)出_個(gè)基頻的音調(diào)，編鐘可發(fā)出_個(gè)基頻的音調(diào)。 （17-7）當(dāng)質(zhì)量為的質(zhì)點(diǎn)距離個(gè)質(zhì)量為、半徑為的質(zhì)量均勻分布的致密天體中心的距離為() 時(shí)，其引力勢(shì)能為，其中為萬(wàn)有引力常量設(shè)致密天體是中子星，其半徑，質(zhì)量（，為太陽(yáng)的質(zhì)量) 11Kg的物質(zhì)從無(wú)限遠(yuǎn)處被吸引到中子星的表面時(shí)所釋放的引力勢(shì)

16、能為多少? 2在氫核聚變反應(yīng)中，若參加核反應(yīng)的原料的質(zhì)量為，則反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為0.0072 ，問(wèn)1kg的原料通過(guò)核聚變提供的能量與第1問(wèn)中所釋放的引力勢(shì)能之比是多少?3天文學(xué)家認(rèn)為：脈沖星是旋轉(zhuǎn)的中子星，中子星的電磁輻射是連續(xù)的，沿其磁軸方向最強(qiáng)，磁軸與中子星的自轉(zhuǎn)軸方向有一夾角（如圖預(yù)17-7所示），在地球上的接收器所接收到的一連串周期出現(xiàn)的脈沖是脈沖星的電磁輻射。試由上述看法估算地球上接收到的兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔的下限（15-4）一個(gè)由日本和印度物理學(xué)家組成 的工作小組作樂(lè)如下實(shí)驗(yàn)：將6×104 kg鐵放在很深的礦井中，以完全隔斷宇宙射線的影響，在鐵旁有鐵和中很多很多探測(cè)器，

17、只要鐵核中有核子（質(zhì)子或中子）發(fā)生衰變，這個(gè)事件總能被記錄下來(lái)。實(shí)驗(yàn)從1980年冬開(kāi)始到1982年夏結(jié)速，歷時(shí)1。5年，一共記錄了三個(gè)核子的衰變。已知N 個(gè)平均壽命為的粒子經(jīng)過(guò)t時(shí)間后的數(shù)目為N=N0 e-t/ 個(gè)，根據(jù)以上事實(shí)，試估算出核子的平均壽命。已知核子質(zhì)量m=1。66×10 -27kg，當(dāng)0<x<<1時(shí),e-x 1-x(13-3）一臺(tái)二氧化碳?xì)怏w激光器發(fā)出的激光功率為N1000瓦，射出的光束截面積為A1.00平方毫米，試問(wèn)： 1當(dāng)該光束垂直入射到一物體平面上時(shí)，可能產(chǎn)生的光壓的最大值為多少? 2這束光垂直射到溫度T為273開(kāi)，厚度d為2.00厘米的鐵板上，

18、如果有80的光束能量被激光所照射到的那一部分鐵板所吸收，并使其熔化成與光束等截面積的直圓柱孔，這需要多少時(shí)間? 已知，對(duì)于波長(zhǎng)為l的光束，其每一個(gè)光子的動(dòng)量為khl，式中h為普朗克恒量，鐵的有關(guān)參數(shù)為：熱容量C26.6焦(摩·開(kāi))，密度r 7.90×10 3千克米 3，熔點(diǎn)TM1798開(kāi)，熔解熱LM1.49×104焦摩，摩爾質(zhì)量m 56×10 -3千克(12-3）鐳226的半衰期是1600年。如已知現(xiàn)在地球上鐳226的總量，能否據(jù)此確定4800年前地球上鐳226的總量？為什么？(12-7）（1）已知太陽(yáng)每秒輻射出3.8*1026焦的能量。問(wèn)：太陽(yáng)每秒鐘損

19、失多少?lài)嵸|(zhì)量？ （2）假設(shè)太陽(yáng)放射出的能量是由于“燃燒氫“的核反應(yīng)411Hà 42H+2e-+2提供，這一核反應(yīng)放出28MeV（百萬(wàn)電子伏特）的能量。式中e-為電子，為中微子。中微子是一種質(zhì)量遠(yuǎn)小于電子質(zhì)量、穿透力極強(qiáng)的中性粒子。試計(jì)算地球上與太陽(yáng)光垂直的每平方米面積上每秒有多少微子（）到達(dá)。 假設(shè)原始的太陽(yáng)全部由11H和電子組成，且僅有10%的11H可供燃燒，試估算太陽(yáng)的壽命。 （已知：太陽(yáng)質(zhì)量M日=2.0×1030千克；質(zhì)子質(zhì)量mp=1.7×10-27千克；日地距離R=1.5×1011米；電子質(zhì)量e=1.6×10-19庫(kù)。）(11-1）氫原

20、子光譜中，賴(lài)曼系（由各激發(fā)態(tài)躍進(jìn)到基態(tài)所發(fā)射的各光譜線組成的譜線系）、巴耳末系及帕邢系各系的最短波長(zhǎng)的譜線所對(duì)應(yīng)的光子能量是多少？（氫原子的電離能是13.6電子伏特）答：賴(lài)曼系最短波長(zhǎng)的譜線所對(duì)應(yīng)的光子能量是_電子伏特巴耳末系最短波長(zhǎng)的譜線所對(duì)應(yīng)的光子能量是_電子伏特帕邢系最短波長(zhǎng)的譜線所對(duì)應(yīng)的光子能量是_電子伏特(11-2）一光電管陰極對(duì)于波長(zhǎng)=4.91*10-7米的入射光，發(fā)射光電子的遏止電壓為0.71伏特，當(dāng)入射光的波長(zhǎng)為多少時(shí)，其遏止電壓變?yōu)?.43伏特？（電子電量e=1.6×10-19庫(kù)侖，普朗克常數(shù)h=6.63×10-34焦耳·秒）(11-3）太陽(yáng)中能

21、量來(lái)源的一種途徑是4個(gè)質(zhì)子和2個(gè)電子結(jié)合成一個(gè)粒子，并釋放能量，若質(zhì)子質(zhì)量mp=1.007277原子質(zhì)量單位，電子質(zhì)量me=0.000549原子質(zhì)量單位，粒子的質(zhì)量m=4.00150原子質(zhì)量單位，則上述核反應(yīng)所釋放的能量為多少電子伏特？（已知1原子質(zhì)量單位=1.66×10-27千克）(10-1）由于大氣中CO2含量增多，導(dǎo)致全球氣溫增高，這被稱(chēng)為溫室效應(yīng)，是環(huán)境保護(hù)面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。CO2對(duì)地面附近氣溫產(chǎn)生影響，主要是因?yàn)镃O2氣。A 對(duì)射來(lái)的太陽(yáng)光中的紅外線有強(qiáng)烈的吸收作用，這就足以使全球氣溫增高。B在一晝夜中對(duì)射來(lái)的太陽(yáng)光中吸收的熱大于它向地球外四周輻射的熱，這就使CO2的溫度

22、升高，導(dǎo)致全球氣溫增高。 C對(duì)由地面向外輻射的紅外線有強(qiáng)烈的吸收作用，是這些被吸收的熱使大氣溫度升高。 D強(qiáng)烈吸收由地面向外輻射的紅外線，又向各方向輻射紅外線，其中約一半向地面輻射，從而地面附近氣溫增高。E對(duì)由地面向外輻射的紅外線有強(qiáng)烈的反射作用，使這些能量返回地面，從而地面附近氣溫增高。(10-2）十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)初，標(biāo)志近代物理學(xué)誕生的兩項(xiàng)最重要的科學(xué)成就是下列諸項(xiàng)中的和。A、.晶體管的發(fā)明B、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立C、.狹義相對(duì)論的建立D、.原子的核式結(jié)構(gòu)的確定E、.赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在F、世界上第一臺(tái)激光器研制成功G、電子的發(fā)現(xiàn)H、量子論的提出I、放射性元素的發(fā)現(xiàn) J、超導(dǎo)電性