中学生物理竞赛1-32近代物理试题分类汇编

1、近代（32-2）（铀核）衰变为（氡核）要经过（）A. 8次衰变，16次衰变。 B. 3次衰变，4次衰变。C. 4次衰变，16次衰变。 D. 4次衰变，4次衰变。（32-10）某金属材料发生光电效应的最大波长为，将此材料制成半径为R的圆球，并用绝缘线悬挂于真空室内。如以波长为的单色光持续照射此金属球，该金属球发生光电效应产生光电子的最大初动能为_，此金属球可带的电荷量最多为_。（设无穷远处电势为0，真空中半径为r，带电荷量为q的导体球电势为。）（31-15）一个介子飞行时衰变成静止质量均为m的三个介子，这三个介子的动量共面。已知：衰变前后介子运动的速度都远小于光在真空中的速度c；衰变后的三个介子

2、的动能分别为T1，T2，T3，且第一二个介子飞行方向之间的夹角为，第二三个介子飞行方向之间的夹角为（如图所示）；介子的动能等于介子的能量与其静止的能量（即其静止质量m与的乘积）之差。求介子在衰变前的辨阀的飞行方向（用其飞行方向与衰变后的第二个介子飞行方向的夹角即图中角表示）及其静止质量。（30-4）由玻尔理论可知，当氢原子中的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，有可能（）A. 发射出光子，电子的动能减少，原子的势能减少B. 发射出光子，电子的动能增加，原子的势能减少C. 吸收光子，电子的动能减少，原子的势能增加D. 吸收光子，电子的动能增加，原子的势能减少（29-6）铀238（92 U）是放射

3、性元素，若衰变时依次放出，粒子，最终形成稳定的核，则其中 X ， Y （29-8）已知：光子有质量，但无静止质量，在重力场中也有重力势能若从地面上某处将一束频率为的光射向其正上方相距为d的空间站，d远小于地球半径，令空间站接收到的光的频率为，则差 ，已知地球表面附近的重力加速度为g（29-10）图中K是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W是可以透光的窗口，光线通过它可照射到电极K上；C是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集K所发出的光电子R是接在电池组E（电压足够高）两端的滑动变阻器，电极K通过导线与串联电池组的中心端O连接；G是用于测量光电流的电流计已知当某一特

4、定频率的单色光通过窗口照射电极K时，能产生光电子当滑动变阻器的滑动接头处在某一点P时，可以测到光电流，当滑动头向右移动时，G的示数增大，使滑动头继续缓慢向右不断移动时，G的示数增大，使滑动头继续继续缓慢向右不断移动时，电流计G的示数变化情况是_当滑动变阻器的滑动接头从P点缓慢向左不断移动时，电流计G的示数变化情况是_若测得用频率为的单色光照射电极K时的遏止电压为，频率为的单色光照射电极时的遏止电压为，已知电子的电荷量为e，则普朗克常量h ，金属电极K的逸出功 （29-04）多电子原子核外电子的分布形成若干壳层，K壳层离核最近，L壳层次之，M壳层更次之，每一壳层中可容纳的电子数是一定的，当一个壳

5、层中的电子填满后，余下的电子将分布到次外的壳层当原子的内壳层中出现空穴时，较外壳层中的电子将跃迁至空穴，并以发射光子（X光）的形式释放出多余的能量，但亦有一定的概率将跃迁中放出的能量传给另一个电子，使此电子电离，这称为俄歇（Auger）效应，这样电离出来的电子叫俄歇电子现用一能量为40.00keV的光子照射Cd（镐）原子，击出Cd原子中K层一个电子，使该壳层出现空穴，己知该K层电子的电离能为26.8keV随后，Cd原子的L 层中一个电子跃迁到K层，而由于俄歇效应，L层中的另一个的电子从Cd原子射出，已知这两个电子的电离能皆为4.02keV，则射出的俄歇电子的动能等于（ ） 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）已知频率为n、波长为l的光子的能量Ehn，动量为P/l，式中h为普朗克常量，则光速c可表示为（）（A）P/E （B）E/P（C）EP（D）E2/P2（27-07）某种核X经过a衰变后变为核Y，再经过b衰变后变为核Z，即XYZ，下列关系中正确的是（）（A）ae4（B）ce（C）df1（D）bf2（27-13）光通过光纤长距离传输时，因损耗而要衰减，故必须在途中设立“中继站”进行放大。现代采用直接放大即全光型放大，它可使传输速率大

7、大提高。其办法是在光纤中掺入铒。铒离子的能级如图所示，其中标为4I13/2的能级是亚稳态能级，粒子处在这能级可以持续一段时间但不立即向较低能级跃迁。可用半导体激光器产生的波长为0.98mm的激光照射，把处于基态能级4I15/2的粒子激发到标有4I11/2的能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到亚稳态能级4I13/2，从而使该能级积聚粒子数远超过处于基态的粒子数。当光纤中传输的波长为1.55mm的光波传入掺铒的光纤时，能使大量处在亚稳态能级的粒子向基态跃迁，发出波长为1.55mm的光波，于是输出的光便大大加强，实现了全光型中继放大，若普朗克常量h与光速c和乘积hc1.99´1025Jm，则无

8、辐射跃迁中一个铒粒子放出的能量等于_J。（26-7）HeNe激光器产生的波长为6。33×10-7m的谱线是Ne原子从激发态能级（用E1表示）向能量较低的激发态能级（用E2表示）跃迁时发生的；波长为3。39×10-6m的谱线是Ne原子从能级E1向能量较低的激发态能级（用E3表示）跃迁时发生的。已知普朗克常量h与光速c的乘积hc=1。24×10-6meV。由此可知Ne的激发态能级E3与E2的能量差为_eV。（26-12）一静止的原子核A发生衰变后变成原子核B，已知原子核A、原子核B和粒子的质量分别为mA，mB和m，光速为c（不考虑质量与速度有关的相对论效应），求衰变后

9、原子核B和粒子的动能。（26-02）用光照射处在基态的氢原子，有可能使氢原子电离。下列说法中正确的是A. 只要光的光强足够大，就一定可以使氢原子电离B. 只要光的频率足够高，就一定可以使氢原子电离C. 只要光子的能量足够大，就一定可以使氢原子电离D. 只要光照的时间足够长，就一定可以使氢原子电离（25-07）为了估算水库中水的体积，可取一瓶无毒的放射性同位素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变6×107次，已知这种同位素的半衰期为2天。现将这瓶溶液倒入水库，8天后可以认为溶液已均匀分布在水库中，这时取1.0m3水库中的水样，测得水样每分钟衰变20次。由此可知水库中水的体积约为_m3。（2

10、4-01）2006年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·马瑟和乔治 · 斯穆特，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体辐射形式和各向异性这一发现为有关宇宙起源的理论提供了进一步的支持，使宇宙学进人了“精确研究”时代（24-02）恒星演化到了后期，某些恒星在其内部核燃料耗尽时，会发生强烈的爆发，在短短的几天中，亮度陡增千万倍甚至上亿倍我国 宋史 第五十六卷中对当时观测到的上述现象作了详细记载。2006年 5 月是我国发现此现象一千周年，为此在杭州召开了有关的国际学术研讨会天文学上把演化到这一阶段的恒星称为_，恒星演变到这一阶段，预示着一颗恒星的终结此后，它可能成为_或_. （2

11、4-03）2006年11月 21 日，中国、欧盟、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度七方在法国总统府正式签署一个能源方面的联合实施协定及相关文件，该协定中的能源是指_能源（23-8）一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为电子偶素的新粒子。电子偶素中的正电子与负电子都以速率 v 绕它们连线的中点做圆周运动。假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素，电子的质量 m、速率 v 和正、负电子间的距离 r 的乘积也满足量子化条件，即式中 n 称为量子数，可取整数值 1，2，3，；h 为普朗克常量。试求电子偶素处在各定态时的 r 和能量以及第一激发态与基态能量之差。（22-1）1.在2004年6月10日联合国

12、大会第58次会议上，鼓掌通过一项决议。决议摘录如下：联合国大会，承认物理学为了解自然界提供了重要基础，注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石，确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具，意识到2005年是爱因斯坦科学发现一百周年，这些发现为现代物理学奠定了基础， ； ；宣告2005年为 年2爱因斯坦在现代物理学领域作出了很多重要贡献，试举出其中两项： ； （22-4）处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱氢光谱线的波长l 可以用下面的巴耳末里德伯公式来表示n，k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数，对于每一个k，有，R称为里德伯常量，

13、是一个已知量对于的一系列谱线其波长处在紫外线区，称为赖曼系；的一系列谱线其波长处在可见光区，称为巴耳末系用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验，当用赖曼系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U1，当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U2 已知电子电量的大小为，真空中的光速为，试求：普朗克常量和该种金属的逸出功（21-1）1.a原子大小的数量级为_m。b原子核大小的数量级为_m。c氦原子的质量约为_kg。d一个可见光光子的能量的数量级为_J。e在标准状态下，1cm3 气体中的分子数约为_。（普朗克常量 h6.63×1034J·s 阿伏加德罗常量 NA6.02

14、×1023 mol1）2已知某个平面镜反射的光能量为入射光能量的80。试判断下列说法是否正确，并简述理由。a反射光子数为入射光子数的80；b每个反射光子的能量是入射光子能量的80。（20-2）一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为4.86×10-7m试计算这是氢原子中电子从哪一个能级向哪一个能级（用量子数n表示）跃迁时发出的？已知氢原子基态（n1）的能量为El=一13.6eV2.18×10-18J，普朗克常量为 h=6.63×1034J·s。（17-1）1978年在湖北省随县发掘了一座战国早期（距今大约2400多年前）曾国国君的墓葬曾

15、侯乙墓，出土的众多墓葬品中被称为中国古代文明辉煌的象征的是一组青铜铸造的编钟乐器（共64件），敲击每个编钟时，能发出音域宽广、频率准确的不同音调。与铸造的普通圆钟不同，圆钟的横截面呈圆形，每个编钟的横截面均呈杏仁状。图预17-1-1为圆钟截面的，图预17-1-2为编钟的截面，分别敲击两个钟的、和、三个部位，则圆钟可发出_个基频的音调，编钟可发出_个基频的音调。 （17-7）当质量为的质点距离个质量为、半径为的质量均匀分布的致密天体中心的距离为() 时，其引力势能为，其中为万有引力常量设致密天体是中子星，其半径，质量（，为太阳的质量) 11Kg的物质从无限远处被吸引到中子星的表面时所释放的引力势

16、能为多少? 2在氢核聚变反应中，若参加核反应的原料的质量为，则反应中的质量亏损为0.0072 ，问1kg的原料通过核聚变提供的能量与第1问中所释放的引力势能之比是多少?3天文学家认为：脉冲星是旋转的中子星，中子星的电磁辐射是连续的，沿其磁轴方向最强，磁轴与中子星的自转轴方向有一夹角（如图预17-7所示），在地球上的接收器所接收到的一连串周期出现的脉冲是脉冲星的电磁辐射。试由上述看法估算地球上接收到的两个脉冲之间的时间间隔的下限（15-4）一个由日本和印度物理学家组成 的工作小组作乐如下实验：将6×104 kg铁放在很深的矿井中，以完全隔断宇宙射线的影响，在铁旁有铁和中很多很多探测器，

17、只要铁核中有核子（质子或中子）发生衰变，这个事件总能被记录下来。实验从1980年冬开始到1982年夏结速，历时1。5年，一共记录了三个核子的衰变。已知N 个平均寿命为的粒子经过t时间后的数目为N=N0 e-t/ 个，根据以上事实，试估算出核子的平均寿命。已知核子质量m=1。66×10 -27kg，当0<x<<1时,e-x 1-x(13-3）一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为N1000瓦，射出的光束截面积为A1.00平方毫米，试问： 1当该光束垂直入射到一物体平面上时，可能产生的光压的最大值为多少? 2这束光垂直射到温度T为273开，厚度d为2.00厘米的铁板上，

18、如果有80的光束能量被激光所照射到的那一部分铁板所吸收，并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔，这需要多少时间? 已知，对于波长为l的光束，其每一个光子的动量为khl，式中h为普朗克恒量，铁的有关参数为：热容量C26.6焦(摩·开)，密度r 7.90×10 3千克米 3，熔点TM1798开，熔解热LM1.49×104焦摩，摩尔质量m 56×10 -3千克(12-3）镭226的半衰期是1600年。如已知现在地球上镭226的总量，能否据此确定4800年前地球上镭226的总量？为什么？(12-7）（1）已知太阳每秒辐射出3.8*1026焦的能量。问：太阳每秒钟损

19、失多少吨质量？ （2）假设太阳放射出的能量是由于“燃烧氢“的核反应411Hà 42H+2e-+2提供，这一核反应放出28MeV（百万电子伏特）的能量。式中e-为电子，为中微子。中微子是一种质量远小于电子质量、穿透力极强的中性粒子。试计算地球上与太阳光垂直的每平方米面积上每秒有多少微子（）到达。 假设原始的太阳全部由11H和电子组成，且仅有10%的11H可供燃烧，试估算太阳的寿命。 （已知：太阳质量M日=2.0×1030千克；质子质量mp=1.7×10-27千克；日地距离R=1.5×1011米；电子质量e=1.6×10-19库。）(11-1）氢原

20、子光谱中，赖曼系（由各激发态跃进到基态所发射的各光谱线组成的谱线系）、巴耳末系及帕邢系各系的最短波长的谱线所对应的光子能量是多少？（氢原子的电离能是13.6电子伏特）答：赖曼系最短波长的谱线所对应的光子能量是_电子伏特巴耳末系最短波长的谱线所对应的光子能量是_电子伏特帕邢系最短波长的谱线所对应的光子能量是_电子伏特(11-2）一光电管阴极对于波长=4.91*10-7米的入射光，发射光电子的遏止电压为0.71伏特，当入射光的波长为多少时，其遏止电压变为1.43伏特？（电子电量e=1.6×10-19库仑，普朗克常数h=6.63×10-34焦耳·秒）(11-3）太阳中能

21、量来源的一种途径是4个质子和2个电子结合成一个粒子，并释放能量，若质子质量mp=1.007277原子质量单位，电子质量me=0.000549原子质量单位，粒子的质量m=4.00150原子质量单位，则上述核反应所释放的能量为多少电子伏特？（已知1原子质量单位=1.66×10-27千克）(10-1）由于大气中CO2含量增多，导致全球气温增高，这被称为温室效应，是环境保护面临的一个重大问题。CO2对地面附近气温产生影响，主要是因为CO2气。A 对射来的太阳光中的红外线有强烈的吸收作用，这就足以使全球气温增高。B在一昼夜中对射来的太阳光中吸收的热大于它向地球外四周辐射的热，这就使CO2的温度

22、升高，导致全球气温增高。 C对由地面向外辐射的红外线有强烈的吸收作用，是这些被吸收的热使大气温度升高。 D强烈吸收由地面向外辐射的红外线，又向各方向辐射红外线，其中约一半向地面辐射，从而地面附近气温增高。E对由地面向外辐射的红外线有强烈的反射作用，使这些能量返回地面，从而地面附近气温增高。(10-2）十九世纪末到二十世纪初，标志近代物理学诞生的两项最重要的科学成就是下列诸项中的和。A、.晶体管的发明B、麦克斯韦电磁场理论的建立C、.狭义相对论的建立D、.原子的核式结构的确定E、.赫兹实验证实电磁波的存在F、世界上第一台激光器研制成功G、电子的发现H、量子论的提出I、放射性元素的发现 J、超导电性