题目列表(包括答案和解析)
1.如图为一轻质弹簧的长度L和弹力f大小的关系,试由图线确定:
(1)弹簧的原长________;
(2)弹簧的倔强系数________;
(3)弹簧伸长0.05m时,弹力的大小________。
11.[江苏物理卷.18] (15分)天文学家测得银河系中氦的含量约为5%。有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内部的氢核聚变反应生成的。
(1)把氢核聚变就简化4个氢核(H)聚变成氦核(
He),同时放出2个正电子(
e)和2个中微子(ν0),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量。
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒银河系产生的能量约为1×1037J(P=1×1037J/s),现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要、生成途径作出判断。
(可能用到的数据:银河系的质量约为M=31×1041kg,原子质量单位1u=1.66×10kg,1u相当于1.5×10
J的能量,电子质量m=0.0005u,氦核质量mα=4.0026u,氢核质量mp=1.0087u,中微子ν0质量为零。
[解析]:(1)4H→
He+2
e+2ν0
=Δmc2=4.14×10
J
(2)m==6.1×1039kg
氦的含量 k==
=2%
(3)由估算结果可知,k≈2%远小于25%的实际值,所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的
[备考提示]:题目涉及了许多新的知识,解此类信息题必须将题目提供的规律和物理基础知识,与己有知识相结合并迁移到要回答的问题中,再列方程求解。
10.[江苏物理卷.4] 氢原子的能级如图所示,已知可见的光的光子能量范围约为1.62eV-3.11eV,下列说法错误的是
A.处于n = 3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并发生电离
B.大量氢原子从高能级向n = 3能级跃迁时,发出的光具有显著的热效应
C.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出6种不同频率的光
D.大量处于n=4是能级的氢原子向低能级跃迁时,可能发出3种不同频率的可见光
[答案]:D
[解析]:要使处于n=3能级的氢原子电离,其光子的能量必须大于或等于1.51eV,而紫外线光子的能量大于3.11eV,故能使n=3能级的氢原子电离;大量氢原子从高能级向低能级跃迁时,放出的光子在红外线区,故具有显著的热效应;大量氢原子由n=4能级向低能级跃迁时,可能放出6种不同频率的光,由以上分析可知D选项错误。
[备考提示]:本题涉及氢原子及氢原子能级跃迁的知识,对多个知识点的综合考查,考查了考生分析和推理问题的能力。
9.[广东物理卷.5] 据新华社报道,由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是
A.“人造太阳”的核反应方程是
B.“人造太阳”的核反应方程是
C.“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是
D.“人造太阳”核能大小的计算公式是
[答案]:AC
[解析]:释放的能量大小用爱因斯坦的质能方程计算。有的考生不能区分裂变和聚变,得出错误的答案 B。属于容易题。
[备考提示]:本题以“人造太阳”为背景立意命题,考查了考生利用所学知识分析、推理物理问题的能力。
8.[广东物理卷.3] 下列说法正确的是
A.康普顿发现了电子 B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型
C.贝史勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 D.伦从今琴发现了X射线
[答案]:BCD
[解析]:康普顿发现了康普顿效应, 汤姆孙发现了电子, 卢瑟福提出了原子的核式结构模型, 贝史勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,伦从今琴发现了X射线。所以答案为 BCD, 有的考生不熟悉物理学史,有的考生不知道伦琴就是伦从今琴,导致错选或漏选。属于容易题。
[备考提示]:本题通过历史史实考查考生对科学的认识,以及对科学家的了解,培养考生探索科学的正确态度。
7.[上海物理卷.7] 卢瑟福通过对a粒子散射实验结果的分析,提出
(A)原子的核式结构模型. (B)原子核内有中子存在.
(C)电子是原子的组成部分. (D)原子核是由质子和中子组成的.
[答案]:A
[解析]:英国物理学家卢瑟福的α粒子散射实验的结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原方向前进,但有少数α粒子发生较大的偏转。α粒子散射实验只发现原子可以再分,但并不涉及原子核内的结构。查德威克在用α粒子轰击铍核的实验中发现了中子,卢瑟福用α粒子轰击氮核时发现了质子。
[备考提示]:本题涉及了α粒子的散射实验,考查了物理学家对科学的贡献和实事求是、积极探索的精神。
6.[重庆卷.17] 是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测某古木中
的含量为原来的
,则该古树死亡时间口中距今大约为
A.22920年 B.11460年
C. 5730年 D.2865年
[答案]:B
[解析]:正在生长的植物中C的含量是稳定,死亡后发生衰变,
C含量在降低。
剩余C与原来
C的个数比:
,t为死亡时间,T为半衰期。
由题意: 所以:
t=5730×2年=11460年。
[备考提示]:本题考查应用物理知识解决实际问题的能力,考查考生对半衰期的理解。
5.[四川卷.16] 某核反应方程为。已知
的质量为2.0136u,
的质量为3.0180,
质量为4.0026u,x的质量为1.0087u。则下列说法中正确是
A.x是质子,该反应释放能量 B.x是中子,该反应释放能量
C.x是质子,该反应吸收能量 D.x是中子,该反应吸收能量
[答案]:B
[解析]:设x的质量数为a,核电荷数为b,则由质量数守恒和电荷数守恒知:
2+3=4+a,1+1=2+b
所以a=1,b=0,x的质量数这1,质子数为0,即为中子,
根据核反应中电荷数和质量数守恒可得:根据Δm=+
-
-
=2.0136u+3.0180 u-4.0026u-1.0087u=0.0203 u,ΔE=Δmc2>0,该核反应释放能量。故选择B。
[备考提示]:核反应方程的书写,应注意对两个守恒方程的理解和应用,对能量的判断,是看核反应前、后的质量变化,应注意的是质量数守恒并非质量不变。
4.[天津卷.18] 一个原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应,其裂变方程为
,则下列说法正确的是
A.X是原子核中含有86个中子
B.X是原子核中含有141个核子
C.因为裂变释放能量,根据E=mc2,所以裂变后的总质量数增加
D.因为裂变释放能量,出现质量亏损,所以裂变后的总质量数减少
[答案]:A
[解析]:由质量数守恒和电荷数守恒知:235+1=a+94+2×1,92=b+38,解得:a =140, b =54,其中a是X的质量数,b为X的电荷数,X核中的中子数为:a-b=140-54=86,由此可知A选项对,B选项错;裂变释放能量,由质能关系可知,其总质量减小,但质量数守恒,故C、D均错。
[备考提示]:本题考查考生用两个守恒解决核反应问题的能力,同时还应注意质量与质量数的不同。
3.[北京卷.13] 目前核电站利用的核反应是 A.裂变,核燃料为铀 B.聚变,核燃烧为铀
C.裂变,核燃烧为氘 D.聚变,核燃料为氘
[答案]:A
[解析]:目前核电站使用的裂变材料是铀,铀在地壳中的含量很高,铀发生裂变反应产生大量的热量,推动气轮机发电。
[备考提示]:考查了裂变反应的应用,题目虽简单,但提示我们,在学习过程中要注意与实际相联系。
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