知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1． “约索夫森结”由超导体和绝缘体制成$.$若在“结”两端加上恒定电压$U$，则它会辐射频率为$ν$的电磁波，且$ν$与$U$成正比，即$ν=kU.$已知比例系数$k$仅与元电荷$e$的$2$倍和普朗克常量$h$有关$.$你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中推断出比例系数$k$的可能值，则这个可能值为$($　　$)$

A．$ \dfrac {h}{2e}$

B．$ \dfrac {2e}{h}$

C．$2he$

D．$\dfrac{1}{2}he $

难度：较易

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2．

下列说法错误的是$($　　$)$

A．光波是一种概率波

B．光波是一种电磁波

C．光具有波粒二象性

D．微观粒子具有波动性，宏观物体没有波动性

难度：较易

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3．德布罗意认为：任何一个运动着的物体，都有一种波与它对应，波长是λ= $%20%5Cfrac%20%7Bh%7D%7Bp%7D$ ，式中p是运动物体的动量，h是普朗克常量．已知某种紫光的波长是440nm，若将电子加速，使它的德布罗意波长是这种紫光波长的10^-4倍，求：
（1）电子的动量的大小；
（2）试推导加速电压跟德布罗意波长的关系，并计算加速电压的大小．（电子质量m=9.1×10^-31 kg，电子电荷量e=1.6×10^-19 C，普朗克常量h=6.6×10^-34 J•s，加速电压的计算结果取一位有效数字）

难度：较易

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4．下列关于热辐射说法正确的是（　　）

A．一切物体都在辐射电磁波

B．任何物体辐射电磁波的情况只与温度有关

C．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关是因为能量量子化

D．黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波

难度：难

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5．根据量子理论，光子不但有动能还有动量，其计算式为p= $%20%5Cfrac%20%7Bh%7D%7B%5Clambda%20%7D$ ，其中h是普朗克常量，λ是光子的波长．既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，光都会对物体产生压强，这就是“光压”．一台二氧化碳气体激光器发出的激光，功率为P₀=1 000W，射出的光束的横截面积为S=1.00mm²，当它垂直照射到某一物体表面并全部被吸收时，对该物体产生的光压将是多大？

难度：中等

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6．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测．1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中 $%20_%7B%201%20%7D%5E%7B%201%20%7DH$ 的核反应，间接地证实了中微子的存在．
(1)中微子与水中的 $%20_%7B%201%20%7D%5E%7B%201%20%7DH$ 发生核反应，产生中子( $%20_%7B%200%20%7D%5E%7B%201%20%7Dn$ )和正电子( $%20_%7B%20%2B1%20%7D%5E%7B%200%20%7De$ )，即
中微子+ $%20_%7B%201%20%7D%5E%7B%201%20%7DH$ → $%20_%7B%200%20%7D%5E%7B%201%20%7Dn$ + $%20_%7B%20%2B1%20%7D%5E%7B%200%20%7De$ 可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是____________．(填写选项前的字母)
A、0和0 B、0和1 C、1和 0 D、1和1
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即 $%20_%7B%20%2B1%20%7D%5E%7B%200%20%7De$ $%20_%7B%20-1%20%7D%5E%7B%200%20%7De$ +→2γ
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏，反应中产生的每个光子的能量约为____________J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是____________．
(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小．
解析：(1)发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0，A项正确．
(2)产生的能量是由于质量亏损．两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，由E=△mc²，故一个光子的能量为 $%20%5Cfrac%20%7BE%7D%7B2%7D$ ，带入数据得 $%20%5Cfrac%20%7BE%7D%7B2%7D$ =8.2×10^-14J．
正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒．
(3)物质波的波长为λ= $%20%5Cfrac%20%7Bh%7D%7Bp%7D$ ，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即p= $%20%5Csqrt%20%7B2m_%7BE_%7Bk%7D%7D%7D$ ，因为m_n＜m_c，所以p_n＜p_c，故λ_n＜λ_c．

难度：中等

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7．下列说法正确的是(　　)

A．光波是一种概率波

B．光波是一种电磁波

C．单色光从光密介质进入光疏介质时，光子的能量改变

D．单色光从光密介质进入光疏介质时，光的波长不变

难度：难

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8． 1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为λ=h/p，p为物体运动的动量，h是普朗克常数．同样光也具有粒子性，光子的动量为：p=h/λ．根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个γ光子，会发生下列情况：设光子频率为ν，则E=hν，p=h/λ=hν/c，被电子吸收后有hν=m_ev²/2，hν/c=m_ev．由以上两式可解得：v=2c，电子的速度为两倍光速，显然这是不可能的．关于上述过程以下说法正确的是(　　)

A．因为在微观世界动量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子

B．因为在微观世界能量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子可能完全吸收一个γ光子

C．动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个γ光子

D．若γ光子与一个静止的自由电子发生作用，则γ光子被电子散射后频率不变

难度：较易

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9．任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长 $%5Clambda%20%3D%20%5Cfrac%20%7Bh%7D%7Bp%7D$ ，式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，人们把这种波叫做德布罗意波．现有一德布罗意波波长为λ₁的中子和一德布罗意波波长为λ₂的氘核相向对撞后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为(　　)

A． $%20%5Cfrac%20%7B%7C%5Clambda%20_%7B1%7D-%5Clambda%20_%7B2%7D%7C%7D%7B2%7D$

B． $%20%5Cfrac%20%7B%5Clambda%20_%7B1%7D%2B%5Clambda%20_%7B2%7D%7D%7B2%7D$

C． $%20%5Cfrac%20%7B%5Clambda%20_%7B1%7D%5Clambda%20_%7B2%7D%7D%7B%5Clambda%20_%7B1%7D%2B%5Clambda%20_%7B2%7D%7D$

D． $%20%5Cfrac%20%7B%5Clambda%20_%7B1%7D%5Clambda%20_%7B2%7D%7D%7B%7C%5Clambda%20_%7B1%7D-%5Clambda%20_%7B2%7D%7C%7D$

难度：较易

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10．

如图所示是利用金属晶格(大小约10-10m)作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m=9.1×10^-31kg，电量为e=1.6×10^-19C，初速度为0，加速电压为U=1.0×10⁶V，普朗克常量为h=6.63×10^-34J⋅s，则下列说法正确的是(　　)

A．物质波是一种概率波

B．物质波和电磁波一样，在真空中传播的速度为光速c

C．具有相同动能的质子和电子，质子的物质波波长较长

D．实验中电子束的德布罗意波的波长为λ=1.0×10^-12m

难度：难

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