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1、2009年高考近代物理試題匯編
(2009年全國Ⅰ卷理綜)16.氦氖激光器能產(chǎn)生三種波長的激光,其中兩種波長分別為=0.6328m,=3.39m,已知波長為的激光是氖原子在能級間隔為=1.96eV的兩個能級之間躍遷產(chǎn)生的。用表示產(chǎn)生波長為的激光所對應(yīng)的躍遷的能級間隔,則的近似值為
A.10.50eV B.0.98eV C. 0.53eV D. 0.36eV
答案D
【解析】本題考查波爾的原子躍遷理論.根據(jù),可知當當時,連立可知
(2009年全國II卷理綜)18. 氫原子的部分能級如圖所示。已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間。由此
2、可推知, 氫原子
A. 從高能級向n=1能級躍遷時了出的光的波長比可見光的短
B. 從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光
C. 從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高
D. 從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光
答案AD
【解析】本題考查波爾的原理理論. 從高能級向n=1的能級躍遷的過程中輻射出的最小光子能量為9.20ev,不在1.62eV到3.11eV之間,A正確.已知可見光子能量在1.62eV到3.11eV之間從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光的能量3.40evB錯. 從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率只有能量大于3.11ev的光
3、的頻率才比可見光高,C錯.從n=3到n=2的過程中釋放的光的能量等于1.89ev介于1.62到3.11之間,所以是可見光D對.
(2009年高考北京理綜卷)14.下列現(xiàn)象中,與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是
A.粒子散射現(xiàn)象 B.天然放射現(xiàn)象
C.光電效應(yīng)現(xiàn)象 D.原子發(fā)光現(xiàn)象
【解析】α粒子散射實驗表明了原子內(nèi)部有一個很小的核,并沒有涉及到核內(nèi)部的變化,故A項錯誤;天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部發(fā)生變化自發(fā)的放射出α粒子或電子,從而發(fā)生α衰變或β衰變,故B項正確;光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出,沒有涉及到原子核的變
4、化,故C項錯誤;原子發(fā)光是原子躍遷形成的也沒有涉及到原子核的變化,故D項錯誤。
【答案】B
(2009年高考天津理綜卷)
6.下列說法正確的是
A.是衰變方程
B.是核聚變反應(yīng)方程
C.是核裂變反應(yīng)方程
D.是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程
BD【解析】A選項中在質(zhì)子的轟擊下發(fā)生的核反應(yīng),屬于人工轉(zhuǎn)變,A錯;C選項是α衰變,不是裂變,C錯。
(2009年高考上海物理卷)
1.放射性元素衰變時放出三種射線,按穿透能力由強到弱的排列順序是( )
(A)a射線,b射線,g射線 (B)g射線,b射線,a射線,
(C)g射線,a射線,b射線 (D)b射線,a射線,g
5、射線
【答案】B
【解析】由于三種射線的能量不同,所以貫穿能力最強的是g射線,b射線次之,a射線最弱,故正確答案選B。
(2009年高考上海物理卷)6.光電效應(yīng)的實驗結(jié)論是:對于某種金屬( )
(A)無論光強多強,只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)
(B)無論光的頻率多低,只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)
(C)超過極限頻率的入射光強度越弱,所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小
(D)超過極限頻率的入射光頻率越高,所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大
【答案】AD。
【解析】每種金屬都有它的極限頻率,只有入射光子的頻率大于極限頻率時,才會發(fā)生光電效應(yīng),且入射光的強度越大
6、則產(chǎn)生的光子數(shù)越多,光電流越強;由光電效應(yīng)方程,可知入射光子的頻率越大,產(chǎn)生的光電子的最大初動能也越大,與入射光的強度無關(guān),所以AD正確。
(2009年高考重慶理綜卷)16.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個核反應(yīng)方程為
++ ++X+
方程式中1、表示釋放的能量,相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表:
原子核
質(zhì)量/u
1.0078
3.0160
4.0026
12.0000
13.0057
15.0001
A X是, B. X是,
C, X是, D. X是,
答案:B
解析:+中質(zhì)量虧損為Δm1=1.0078+1
7、2.0000-13.0057=0.0021,
根據(jù)根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知++X中X的電荷數(shù)為2、質(zhì)量數(shù)為4,質(zhì)量虧損為Δm2=1.0078+15.0001-12.0000-4.0026=0.0053,根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知=Δm1C2、=Δm2C2,則<。
(2009年高考四川理綜卷)
18.氫原子能級的示意圖如圖所示,大量氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時輻射出可見光a,從n=3的能級向n=2的能級躍遷時輻射出可見光b,則( )
A.氫原子從高能級向低能級躍遷時可能會輻射出射線
B.氫原子從n=4的能級向n=3的能級躍遷時會輻射出紫外線
C.在水中傳播時,a光
8、較b光的速度小
D.氫原子在n=2的能級時可吸收任意頻率的光而發(fā)生電離
答案:C
解析:射線的產(chǎn)生機理是原子核受激發(fā),是原子核變化才產(chǎn)生的,A錯;根據(jù)躍遷規(guī)律可知高能級向低能級躍遷時輻射光子的能量等于這兩個能級差,從n=4的能級向n=3的能級躍遷時會輻射出的光子能量小于a光子的能量、不可能為紫外線,B錯;根據(jù)躍遷規(guī)律可知從n=4向n=2躍遷時輻射光子的能量大于從n=3向n=2躍遷時輻射光子的能量,則可見光a的光子能量大于b,又根據(jù)光子能量E=hγ可得a光子的頻率大于b,則a的折射率大于b,又V=C/n可得在水中傳播時,a光較b光的速度小,B對;欲使在n=2的能級的氫原子發(fā)生電離,吸收的能
9、量一定不小于3.4eV,D錯。
(2009年高考安徽理綜卷)14. 原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源。當氖等離子體被加熱到適當高溫時,氖核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生,放出能量。這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為
由平衡條件可知
A. k=1, d=4 B. k=2, d=2 C. k=1, d=6 D. k=2, d=3
答案:B
解析:由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,分別有,,解得k=2,d=2。正確選項為B。
(2009年高考安徽理綜卷)16. 大爆炸理論認為,我們的宇宙起源于137億年前的一次大爆炸。除開始瞬間外,在演化至今的大部分時間內(nèi),宇宙基本上是
10、勻速膨脹的。上世紀末,對1A型超新星的觀測顯示,宇宙正在加速膨脹,面對這個出人意料的發(fā)現(xiàn),宇宙學(xué)家探究其背后的原因,提出宇宙的大部分可能由暗能量組成,它們的排斥作用導(dǎo)致宇宙在近段天文時期內(nèi)開始加速膨脹。如果真是這樣,則標志宇宙大小的宇宙半徑R和宇宙年齡的關(guān)系,大致是下面哪個圖像?
答案:C
解析:圖像中的縱坐標宇宙半徑R可以看作是星球發(fā)生的位移x,因而其切線的斜率就是宇宙半徑增加的快慢程度。由題意,宇宙加速膨脹,其半徑增加的速度越來越大。故選C
(2009年高考浙江理綜卷)15.氮原子核由兩個質(zhì)子與兩個中子組成,這兩個質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫倫力和核力,則3種力從大到小的排
11、列順序是
A.核力、萬有引力、庫倫力 B.萬有引力、庫倫力、核力
C.庫倫力、核力、萬有引力 D.核力、庫倫力、萬有引力
答案D
【解析】核力是強力,它能將核子束縛在原子核內(nèi)。萬有引力最弱,研究核子間相互作用時萬有引力可以忽略
(2009年高考山東理綜卷)38.(8分)[物理——物理3-5]
(1)歷史中在利用加速器實現(xiàn)的核反應(yīng),是用加速后動能為0.5MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的X,生成兩個動能均為8.9MeV的He.(1MeV=1.6-13J)
①上述核反應(yīng)方程為___________。
②質(zhì)量虧損為
12、_______________kg。
解析:
(1)或,.
(2009年高考寧夏理綜卷)
36.[物理——選修3-5]
(1)(5分)關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是_______(填入選項前的字母,有填錯的不得分)
A.極限頻率越大的金屬材料逸出功越大
B.只要光照射的時間足夠長,任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng)
C.從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大,這種金屬的逸出功越小
D.入射光的光強一定時,頻率越高,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多
【解析】36.[物理——選修3-5]
(1)1(5分)
(2009年高考江蘇物理卷)12.
C.(選修模塊3—5)(12分
13、)
在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。
中微子的性質(zhì)十分特別,因此在實驗中很難探測。1953年,萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng),利用中微子與水中的核反應(yīng),間接地證實了中微子的存在。
(1)中微子與水中的發(fā)生核反應(yīng),產(chǎn)生中子()和正電子(),即
中微子+→+
可以判定,中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是 ▲ 。(填寫選項前的字母)
(A)0和0 (B)0和1 (C)1和 0 (D)1和1
(2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇,與電子形成幾乎靜止的整體后,可以轉(zhuǎn)
14、變?yōu)閮蓚€光子(),即 +2
已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.110-31㎏,反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為 ▲
J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子,原因是 ▲ 。
(3)試通過分析比較,具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大小。
12
C.(1)A (2) 遵循動量守恒
(3)粒子的動量 ,物質(zhì)波的波長
由,知,則
【解析】(1)發(fā)生核反應(yīng)前后,粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均不變,據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分都是0,A項正確。
(2)產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子之后,
15、質(zhì)量變?yōu)榱悖?,故一個光子的能量為,帶入數(shù)據(jù)得=J。
正電子與水中的電子相遇,與電子形成幾乎靜止的整體,故系統(tǒng)總動量為零,故如果只產(chǎn)生一個光子是不可能的,因為此過程遵循動量守恒。
(3)物質(zhì)波的的波長為,要比較波長需要將中子和電子的動量用動能表示出來即,因為,所以,故。
(2009年高考廣東物理卷)2.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的(氦3)。它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為。關(guān)于聚變下列表述正確的是
A.聚變反應(yīng)不會釋放能量 B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核
C.聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損 D.目前核電站都采用聚變反應(yīng)發(fā)電
【答案】B。
16、【解析】聚變反應(yīng)時將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核,聚變過程會有質(zhì)量虧損,要放出大量的能量。但目前核電站都采用采用鈾核的裂變反應(yīng)。因此B正確。
(2009年高考廣東物理卷)4.硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件。下列表述正確的是
A.硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置
B.硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出
C.逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率無關(guān)
D.任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)
【答案】A。
【解析】硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置,A正確;是利用光電效應(yīng)原理制成的器件,依據(jù)光電效應(yīng)方程可見只有當入射光子的頻率大于極限頻率時才可能發(fā)生光電效
17、應(yīng),B錯誤,C錯誤,D錯誤。
(2009年高考海南物理卷)19.模塊3-5試題(12分)
(I)(5分)已知:功率為100W燈泡消耗的電能的5%轉(zhuǎn)化為所發(fā)出的可見光的能量,光速,普朗克常量,假定所發(fā)出的可見光的波長都是560nm,計算燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)。
(II)(7分)钚的放射性同位素靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)和粒子,而鈾核激發(fā)態(tài)立即衰變?yōu)殁櫤?,并放出能量為的光子。已知:、和粒子的質(zhì)量分別為、和
(1)寫出衰變方程;
(2)已知衰變放出的光子的動量可忽略,球粒子的動能。
解析:
(I)一波長為光子能量為
設(shè)燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為,燈泡電功率為,則
式中,是燈泡的發(fā)光效率。聯(lián)立①②式得
代入題給數(shù)據(jù)得
評分參考:本題5分。①②式各2分:④式1分,沒寫的,同樣給這1分。
(Ⅱ)(1)衰變方程為
或合起來有
(2)上述衰變過程的質(zhì)量虧損為
放出的能量為
這能來那個是軸核的動能、粒子的動能和光子的能量之和
由④⑤⑥式得
設(shè)衰變后的軸核和粒子的速度分別為和,則由動量守恒有
又由動能的定義知
由⑧⑨式得
由⑦⑩式得
代入題給數(shù)據(jù)得