新高考高中物理競賽專題5近代物理50題競賽真題強化訓練原卷版一、單選題1.氫原子的基態能量為13.6eV。由一個電子和一個正電子結合成的束縛態（即所謂電子偶素）的基態能量近似為：A.1.2eVB.3.4eVC.6.8eVD.27.2eVA.反應方程式可以寫為$p+\nu_e\rightarrown+e^+$，其中$\nu_e$為反電子中微子。B.中子和正電子的靜質量之和大于質子靜質量，中微子的靜質量趨于0。C.自由的中子也可以進行衰變，產生中微子，反應方程式為$n\rightarrowp+e^+\bar{\nu}_e$。D.如果反應前質子是靜止的，則產生的正電子和中子的動量之和不等于0。3.一個處于基態的氫原子與另一個處于基態的氫原子碰撞，可能發生非彈性碰撞的最小速度為多少？A.0.1m/sB.1.0m/sC.10.0m/sD.100.0m/sA.半衰期為5730年，用于地質年代測定。B.半衰期為數小時，適用于醫學診斷。C.半衰期為數分鐘，適用于工業探傷。D.半衰期為數年，適用于考古學。5.在量子力學中，描述電子在原子核周圍運動狀態的波函數必須滿足的條件是：A.單值性B.連續性C.歸一化二、多選題A.光電效應表明光具有粒子性。B.頻率越高的光，光電子的最大初動能越大。C.光電效應的發生與光的強度無關。D.光電效應中，光電子的能量與入射光的頻率成正比。A.中子轟擊氮核，產生質子和碳核。B.該反應釋放能量。C.中子是反應的催化劑。D.反應前后質量數守恒，但電荷數不守恒。A.從高能級躍遷到低能級會釋放光子。B.從低能級躍遷到高能級會吸收光子。C.能級躍遷的頻率與光子的能量成正比。D.能級躍遷的頻率與光子的波長成正比。A.中微子振蕩表明中微子具有質量。B.中微子振蕩現象首次由日本科學家小柴昌俊和加拿大科學家阿瑟·麥克唐納發現。C.中微子振蕩現象表明中微子存在三種類型。D.中微子振蕩現象與暗物質研究密切相關。A.量子隧穿效應表明粒子可以穿越經典物理理論認為不可能穿越的勢壘。B.量子隧穿效應在半導體器件中具有重要作用。C.量子隧穿效應與量子計算機的原理無關。D.量子隧穿效應是量子力學與經典力學的重要區別之一。三、解答題1.氫原子能級躍遷問題已知氫原子處于$n=3$的能級，求：(1)躍遷到基態時釋放光子的能量。(2)對應光子的波長范圍（紅外線、可見光或紫外線）。2.中子衰變問題一個自由中子在實驗室中靜止衰變，求：(1)衰變過程中產生的正電子和中微子的動量。(2)正電子和中微子的動能之比。3.放射性衰變問題某放射性物質經過4個半衰期后，剩余質量為原來的$\frac{1}{16}$。求：(1)該物質的半衰期。(2)原始質量為1克時，經過3個半衰期后剩余的質量。4.光電效應問題一束光照射到金屬表面，測得光電子的最大初動能為3.0eV。已知該金屬的逸出功為2.0eV，求：(1)入射光的頻率。(2)入射光的波長。5.核反應問題核反應方程為$D+T\rightarrow^{4}He+n$，其中$D$為氘核，$T$為氚核。求：(1)該反應釋放的能量。(2)反應中中子的動能。單選題答案1.C.6.8eV2.A.反應方程式可以寫為pnuerightarrowne，其中nue為反電子中微子。3.D.27.2eV4.C.紫外線5.D.光子打到束縛電子概率增大，波長不變的散射光強增大，從而波長變長的減少。多選題答案6.A.反應方程式可以寫為pnuerightarrowne，其中nue為反電子中微子。7.B.中子和正電子的靜質量之和大于質子靜質量，中微子的靜質量趨于0。8.D.如果被反應前質子是靜止的，則產生的正電子和中子的動量之和不等于0。1.原子物理核心知識點：玻爾原子模型、能級躍遷、氫原子能級公式（E_n=13.6/n^2eV）。題型示例：單選題第1題（氫原子基態能量）。2.光電效應核心知識點：愛因斯坦光電效應方程（E_k=hνW）、光子的能量公式（E=hν）。題型示例：多選題第6題（光電子最大初動能與入射光頻率的關系）。3.放射性衰變核心知識點：半衰期公式（N(t)=N_0(1/2)^t/T），衰變類型（α衰變、β衰變）。題型示例：多選題第7題（中子衰變反應方程式及動量守恒）。4.粒子物理核心知識點：中微子振蕩、反貝塔衰變反應、基本粒子（質子、中子、電子）。題型示例：多選題第8題（中微子振蕩與反貝塔衰變反應）。5.康普頓效應核心知識點：康普頓散射公式（Δλ=(h/mc)(1cosθ)）、光子與電子碰撞的能量與動量變化。題型示例：單選題第4題（康普頓散射波長變化）。各題型知識點詳解及示例1.單選題題型特點：主要考察學生對近代物理基礎概念的理解，如玻爾理論、光電效應、康普頓效應等。示例：第1題考察氫原子能級公式及其在電子偶素能級計算中的應用。2.多選題題型特點：涉及