新高考高中物理 競(jìng)賽專題5 近代物理 50題競(jìng)賽真題強(qiáng)化訓(xùn)練解析版

新高考高中物理競(jìng)賽專題5近代物理50題競(jìng)賽真題強(qiáng)化訓(xùn)練解析版一、單選題（每題2分，共20分）1.氫原子的基態(tài)能量為13.6eV。由一個(gè)電子和一個(gè)正電子結(jié)合成的束縛態(tài)（即所謂電子偶素）的基態(tài)能量近似為（）A.1.2eVB.3.4eVC.6.8eVD.27.2eV2.2015年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了兩位科學(xué)家，表彰他們?cè)谥形⒆诱袷庮I(lǐng)域的貢獻(xiàn)。中微子振蕩是指中微子在傳播過程中flavor（味）發(fā)生改變的現(xiàn)象。下列關(guān)于中微子振蕩的說法中，正確的是（）A.中微子振蕩表明中微子有靜止質(zhì)量B.中微子振蕩現(xiàn)象僅在實(shí)驗(yàn)室中可以觀測(cè)到C.中微子振蕩對(duì)天文學(xué)研究沒有影響D.中微子振蕩只涉及電子中微子和μ子中微子之間的轉(zhuǎn)換A.量子力學(xué)B.電磁學(xué)C.相對(duì)論D.量子場(chǎng)論4.湯姆遜模型是早期描述原子的理論模型，它將原子視為一個(gè)帶正電的球體，電子鑲嵌在其中。根據(jù)這一模型，原子半徑的計(jì)算公式是（）A.\(r=\frac{e^2}{4\pi\varepsilon_0m_ee^2}\)B.\(r=\frac{e^2}{4\pi\varepsilon_0m_e}\)C.\(r=\frac{e^2}{4\pi\varepsilon_0m_p}\)D.\(r=\frac{e^2}{4\pi\varepsilon_0m_n}\)5.在量子力學(xué)中，氫原子的基態(tài)波函數(shù)為\(\psi_{100}=\frac{1}{\sqrt{\pia_0^3}}e^{r/a_0}\)，其中\(zhòng)(a_0\)是玻爾半徑。下列關(guān)于波函數(shù)的說法中，正確的是（）A.波函數(shù)的平方表示電子出現(xiàn)的概率密度B.波函數(shù)的模長表示電子的能量C.波函數(shù)的模長平方表示電子的速度D.波函數(shù)的模長表示電子的位置6.根據(jù)普朗克的黑體輻射理論，黑體輻射的強(qiáng)度按波長的分布與溫度有關(guān)。當(dāng)黑體溫度升高時(shí)，輻射強(qiáng)度的極大值將（）A.向波長較短的方向移動(dòng)B.向波長較長的方向移動(dòng)C.保持不變D.隨機(jī)變化7.在核反應(yīng)中，若一個(gè)質(zhì)子（\(p\)）和一個(gè)中子（\(n\)）結(jié)合成一個(gè)氘核（\(^2H\)），同時(shí)釋放一個(gè)光子（\(\gamma\)），其反應(yīng)方程式為（）A.\(p+n\rightarrow^2H+\gamma\)B.\(p+n\rightarrow^2H\)C.\(p+n\rightarrow^2H+e^\)D.\(p+n\rightarrow^2H+e^+\)8.下列關(guān)于放射性衰變的說法中，正確的是（）A.放射性衰變是一種自發(fā)過程，不需要外界激發(fā)B.放射性衰變過程中，原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)總是保持不變C.放射性衰變過程中，原子核會(huì)釋放出α粒子或β粒子D.放射性衰變過程中，原子核會(huì)吸收中子9.在狹義相對(duì)論中，如果一個(gè)粒子的速度接近光速，其相對(duì)論性質(zhì)量將（）A.隨速度增加而減小B.隨速度增加而增加C.保持不變D.與速度無關(guān)10.下列關(guān)于宇宙大爆炸理論的說法中，正確的是（）A.宇宙大爆炸理論認(rèn)為宇宙起源于一個(gè)“奇點(diǎn)”B.宇宙大爆炸理論認(rèn)為宇宙一直在膨脹C.宇宙大爆炸理論認(rèn)為宇宙中存在大量的暗物質(zhì)D.宇宙大爆炸理論認(rèn)為宇宙中沒有黑洞二、多選題（每題3分，共30分）1.下列關(guān)于電子偶素的描述中，正確的是（）A.電子偶素由一個(gè)電子和一個(gè)正電子組成B.電子偶素是不穩(wěn)定的，會(huì)迅速湮滅C.電子偶素的壽命與其能量狀態(tài)有關(guān)D.電子偶素的質(zhì)量小于氫原子的質(zhì)量2.在量子力學(xué)中，波函數(shù)描述了粒子的量子態(tài)。下列關(guān)于波函數(shù)的說法中，正確的是（）A.波函數(shù)是復(fù)數(shù)函數(shù)B.波函數(shù)的模長平方表示粒子出現(xiàn)的概率C.波函數(shù)必須滿足薛定諤方程D.波函數(shù)的模長平方表示粒子的能量3.下列關(guān)于放射性衰變的描述中，正確的是（）A.α衰變是指原子核釋放出一個(gè)α粒子B.β衰變是指原子核釋放出一個(gè)β粒子C.γ衰變是指原子核釋放出一個(gè)γ光子D.放射性衰變會(huì)導(dǎo)致原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)發(fā)生變化4.在狹義相對(duì)論中，下列關(guān)于時(shí)間膨脹效應(yīng)的描述中，正確的是（）A.時(shí)間膨脹效應(yīng)是指運(yùn)動(dòng)的鐘表比靜止的鐘表走得慢B.時(shí)間膨脹效應(yīng)與觀察者的速度有關(guān)C.時(shí)間膨脹效應(yīng)與觀察者的加速度有關(guān)D.時(shí)間膨脹效應(yīng)與觀察者的位置有關(guān)5.下列關(guān)于宇宙背景輻射的描述中，正確的是（）A.宇宙背景輻射是宇宙大爆炸后留下的余熱B.宇宙背景輻射的波長分布與黑體輻射相似C.宇宙背景輻射的強(qiáng)度隨時(shí)間逐漸減弱D.宇宙背景輻射是宇宙中溫度最高的輻射6.下列關(guān)于原子核的結(jié)合能的描述中，正確的是（）A.結(jié)合能是指將原子核分解成單個(gè)核子所需的能量B.結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定C.結(jié)合能與原子核的質(zhì)量數(shù)有關(guān)D.結(jié)合能與原子核的電荷數(shù)有關(guān)7.下列關(guān)于中微子的描述中，正確的是（）A.中微子是輕子的一種B.中微子不帶電C.中微子具有三種不同的flavor（味）D.中微子參與了弱相互作用8.下列關(guān)于量子隧穿效應(yīng)的描述中，正確的是（）A.量子隧穿效應(yīng)是指粒子可以穿過一個(gè)能量勢(shì)壘B.量子隧穿效應(yīng)是量子力學(xué)中的基本現(xiàn)象C.量子隧穿效應(yīng)在宏觀尺度上可以觀測(cè)到D.量子隧穿效應(yīng)是量子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)9.下列關(guān)于量子糾纏的描述中，正確的是（）A.量子糾纏是指兩個(gè)或多個(gè)粒子之間存在一種特殊的關(guān)聯(lián)B.量子糾纏是量子力學(xué)中的基本現(xiàn)象C.量子糾纏可以用于量子通信D.量子糾纏可以用于量子計(jì)算10.下列關(guān)于宇宙膨脹的描述中，正確的是（）A.宇宙膨脹是指宇宙中的空間在不斷擴(kuò)大B.宇宙膨脹與暗能量有關(guān)C.宇宙膨脹會(huì)導(dǎo)致星系之間的距離逐漸減小D.宇宙膨脹是宇宙大爆炸理論的基礎(chǔ)三、填空題（每題2分，共20分）1.氫原子的基態(tài)能量為13.6eV，其電子在第一激發(fā)態(tài)的能量為______eV。2.在量子力學(xué)中，描述電子在原子中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的波函數(shù)必須滿足______方程。3.放射性衰變的半衰期是指______的時(shí)間。4.在狹義相對(duì)論中，一個(gè)物體的相對(duì)論性質(zhì)量與其靜止質(zhì)量的關(guān)系為______。5.宇宙背景輻射的溫度約為______K。6.原子核的結(jié)合能是指______所需的能量。7.中微子振蕩是指______發(fā)生改變的現(xiàn)象。8.量子隧穿效應(yīng)是指______。9.量子糾纏是指______之間存在一種特殊的關(guān)聯(lián)。10.宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)者之一是______。四、計(jì)算題（每題10分，共30分）1.一個(gè)氫原子從第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，會(huì)釋放出一個(gè)光子。已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為13.6eV，第一激發(fā)態(tài)能量為3.4eV，求該光子的能量。2.一個(gè)放射性核素的半衰期為10小時(shí)。如果初始時(shí)有100個(gè)原子核，求經(jīng)過20小時(shí)后剩余的原子核數(shù)量。3.一個(gè)粒子的靜止質(zhì)量為1.0×10^27kg，以0.9c的速度運(yùn)動(dòng)。根據(jù)狹義相對(duì)論，求該粒子的相對(duì)論性質(zhì)量。五、問答題（每題10分，共20分）1.簡述量子力學(xué)的哥本哈根詮釋的主要觀點(diǎn)。2.簡述宇宙大爆炸理論的基本內(nèi)容。1.答案：從搜索結(jié)果中提取相關(guān)答案，確保答案的準(zhǔn)確性和完整性。試卷答案單選題答案single_choice_answers={1:"C",2:"A",3:"C",4:"A"}多選題答案multiple_choice_answers={1:"ABD",2:"A"}填空題答案fill_in_answers=["3.4","薛定諤方程","5.7×10^8","3.0×10^8","2.7","結(jié)合","flavor","量子隧穿","量子態(tài)","埃德溫·哈勃"]計(jì)算題答案calculation_answers=["10.2eV","25個(gè)","1.810^27kg"]問答題答案essay_answers=["哥本哈根詮釋的主要觀點(diǎn)包括波函數(shù)的統(tǒng)計(jì)解釋、測(cè)不準(zhǔn)原理等。","宇宙大爆炸理論認(rèn)為宇宙起源于一個(gè)極熱、極密的狀態(tài)，經(jīng)過膨脹和冷卻形成了今天的宇宙。"]knowledge_summary={"量子力學(xué)":["波函數(shù)","薛定諤方程","量子隧穿效應(yīng)","量子糾纏"],"狹義相對(duì)論":["相對(duì)論性質(zhì)量","能量動(dòng)量關(guān)系"],"原子核物理":["質(zhì)量虧損","結(jié)合能","放射性衰變"],"宇宙學(xué)":["宇宙背景輻射","宇宙膨脹"]}各題型知識(shí)點(diǎn)詳解question_types_details={"單選題":"考察學(xué)生對(duì)基本概念和理論的理解。","多選題":"考察學(xué)生對(duì)多個(gè)相關(guān)概念的綜合理解。","填空題":"考察學(xué)生對(duì)公式和概念的記憶。","計(jì)算題":"考察學(xué)生的計(jì)算能力和理論應(yīng)用能力。","問答題":"考察學(xué)生對(duì)理論背景和概念的綜合理解。"}output={"single_choice_answers":single_choice_answers,"multiple_choice_answers":multiple_choice_answers,"fill_in_answers":fill_in_answer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