近代物理知识·能力强化训练
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近代物理知识能力强化训练一、选择题1．下列说法中正确的是[ ] A．光源较大时，投射到光屏上的物体的影子模糊不清，是由于光的衍射造成的B．厚凸透镜使阳光会聚成边缘带彩色的光斑，是由于光的干涉造成的C．照相机镜头在阳光下看上去呈淡紫色，是由光的干涉造成的D．透过尼龙纱巾看日光灯，看到比纱巾方格大的彩色网格，这是由于光的衍射造成的2．恒星光谱属于[ ] A．发射光谱B．明线光谱C．连续光谱D．吸收光谱3．光子能量为E的一束光照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后能发出频率分别为γ1、γ2和γ3的三种光，已知γ1＜γ2＜γ3，则可判定入射光束中光子能量E等于[ ] A．hγ1B．hγ2C．hγ3D．h(γ1＋γ2＋γ3)4．某种频率的光照射到金属表面时，金属表面有光电子逸出．如果光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是[ ] A．光强减弱到一定程度时无电子逸出B．随光强减弱逸出的光电子数减少C．逸出的电子数和它的初动能都减少D．逸出的电子数不变而初动能减少5．如图14－4所示是用干涉法检查某块平凸透镜磨制的是否符合要求的装置．图中A是待检平凸透镜，B是一标准件．若二者完全吻合，则从上方用平行光照射时将看不到干涉条纹(圆环)；若不完全吻合，则可观察到干涉条纹．实验时单色光从正上方入射，那么检查中所观察到的干涉条纹是由下列所述的哪两个表面的反射光叠加而造成的[ ] A．A的上表面和B的下表面B ．A 的上表面和B 的上表面C ．A 的下表面和B 的上表面D ．A 的下表面和B 的下表面6．按照玻尔理论，在氢原子中，当电子从半径为4r 1的轨道跃迁到半径为r 1的轨道时，它的能量变化情况是[ ]A ．电势能减少，动能增加，总能量不变B ．电势能和动能都减少C ．电势能增加，动能减少，总能量不变D ．电势能的减少量大于动能的增加量7．原子核X 衰变为原子核Y 再衰变为原子核Z 的过程如下：ba f e X Y Z d c βα−→−−→−下述各关系中哪些是正确的？ [ ]A ．a ＝e ＋4B ．b ＝f ＋1C ．c ＝e ＋4D ．d ＝f －28232(Th)208(Pb)9023282208．钍衰变成铅，共放出α粒子和β粒子的个数为[ ]A ．3个α粒子，1个β粒子B ．4个α粒子，2个β粒子C ．5个α粒子，3个β粒子D ．6个α粒子，4个β粒子 9．设某放射性同位素A 的半衰期为τ，另一种放射性同位素B 的半衰期为τ／2．在初始时刻A 的原子核数目为N 0，B 的原子核数目为4N 0．如以N A 和N B 分别表示经过若干时间后A ，B 原子核的数目，则[ ]A ．经过时τr ，N A ＝NB ＝N 0/2 B ．经过时间2τ，N A ＝N B ＝N 0／4C ．经过时间3τ，N A ＝N B ＝N 0／8D ．经过时间4τ，N A ＝N B ＝N 0／1610．大量释放核能的过程一定是[ ]A ．由质量较小的原子核结合为质量较大的原子核B ．由质量较大的原子核分裂成质量较小的原子核C ．由某些轻核结合为中等质量的原子核D ．由重核分裂为中等质量的原子核 二、填空题11．在某种介质中，某单色光的波长为λ，若已知此单色光光子的能量为E ，那么该介质对这种色光的折射率n ＝________．12．已知铯的极限频率是4.545×1014Hz ，钠的极限频率为6.000×1014Hz ，银的极限频率为1.153×1015Hz ，铂的极限频率为1.529×1015Hz ．当用波长为0.375μm 的光照它们时，可发生光电效应的金属是________．13．玻璃透镜表面常镀有一层n ＝1.38的MgF 2增透膜．若希望对550mm 的可见光产生极小的反射，则这层膜的厚度至少是________nm(提示：厚度至少是介质中波长的四分之一)．14．氢原子基态能量E 1＝－13.6eV ．当氢原子的核外电子从量子数n ＝3跃迁到n ＝2的轨道时，________(填“吸收”或“放出”)的能量为________J 的光子(取两位有效数字)．15．某种放射性样品起初每分钟放出6400个β粒子，10天后每分钟放出200个β粒于．这种放射性元素的半衰期τ＝________．16(B)511．一个α粒子击中一个硼核，发生核反应后释放出一个质子和0.75MeV 的能量，产生一个新原子核．写出上述核反应的方程：________；在反应中的质量亏损是________kg ．17．一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子．设正、负电子对撞前的质量均为m ，动能均为E k ；光速为c ，普朗克恒量为h ．则对撞过程中的质量亏损为________，转化成的光子在真空中波长λ＝________．18．完成下列衰变方程及核反应方程：(1)U Th (2)P Si (3)Na Mg 9223815301124＋→＋→＋→＋9023414301224(4)Al He (5)N C (6)U B a Kr 13277149223556141＋→＋＋→＋＋→＋＋240101614013692nn n(7)Ll He(8)H H (9)H n H 371211＋→＋→＋＋→＋22413010112n三、计算题19．在半径r ＝1m 的球壳中心有一个发光功率P ＝4W 的单色点光源，它发出的单色光的波长λ＝6×10-7m ．已知普朗克恒量h ＝6.63×10-34J ·s ，真空中光速c ＝3×108m ／s ，球壳中为真空．求在1S 内射到该球壳1dm2面积上的光子数． 20．碳原子的质量是12.000000u ，氢原子的质量是1.007825u ，中子的质量是1.008665u ．求核子结合成碳原子核时释放的结合能．21．氢原子在基态时的轨道半径r 1＝0.53×10-10m ，能量E 1＝－13.6eV ．求氢原子处于基态时：(1)电子的动能；(2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照可使其电离？22．铀238的半衰期是τ＝45亿年，设一矿石中原含有10g 铀238，那么经过22.5亿年后还剩有多少克铀283？若发生衰变的铀238都变成了铅206，那么矿石中含有多少克铅206？这时矿石中铀和铅的质量比是多少？若某矿石中铀和铅的质量比为k ，则可判定此矿石的年龄t 是多少？参考答案一、选择题1．C 、D2．D 3．C 4．B 5．C6．D 7．A 、B 、C 8．D 9．B 10．C 、D二、填空题 11．hc ／λE 12．铯和钠 13．100014．放出；3.0×10-19 15．2天16B He C P 0.75MeV 1.3410172m 30．＋→＋＋，×．，＋51124614112-hcE mc K18(1)He (2)e (3)e (4)P (5)P (6)3n (7)P (8)He (9)241010153011011124．；；；；；；；；γ-三、计算题19E 3.310J 1s 019．解一个光子的能量＝＝×．点光源在内发出的hcλ- 光能E ＝Pt ＝4.0J ，包含的光子数N ＝E ／E 0＝1.2×1019个．球壳面积S ＝4πr 2＝12.56m 2，那么在1s 内射向该球壳上1dm 2面积内的光子数…＝＝×××＝× n N S S 1.2109.6100191511012562-.20．解 质量亏损△m ＝6(m 氢原子＋m 中子)－m 碳 △m ＝6×(1.007825＋1.008665)u －12.000000u＝0.09894u释放的结合能△E ＝0.09894u ×931MeV ／u ＝92.11MeV 21．解(1)电子绕核运转时库仑力作为向心力：ke r mv r ker 21212121122＝＝＝＝×≈E mv 21.710J 13.6eVk11219-(2)原子的能量＝电子的动能＋原子的电势能，所以原子的电势能E P1＝E －E k1＝－13.6eV －13.6eV＝－27.2eV(3)氢原子的基态电离能为13.6eV ，所以入射光光子的能量至少必须是13.6eV ．hchc λ＝λ＝＝×××××＝×电离电离E E 0.914110m766310310136161034819...---即至少是波长为91.41nm 的紫外光．波长小于此值的光照射均可使氢原子从基态电离．22．解 余下的铀238的质量是m m (12)m 7.07g u 0120＝／＝≈12衰变掉的铀238的质量是△m u ＝m 0－m u ≈2.93g这时铅的质量是m m 2.93 2.54g Pb u ＝△·＝×≈206238206238注意，这里铅的质量并不是2.93g ，因为有一部分质量属于氦气(α粒子)而逃逸了．这时矿石中铀和铅的质量比是k 2.781＝≈∶707254..若已知某矿石中铀、铅质量比为k ，即k t log (1)2＝＝－·解得＝τ＋／τ／τm m m m ku pbt t 0012112206238238206()[()有兴趣的读者不妨将本例中的k ＝2.78代入上式，看看t 是否为22.5亿年．。
