大學物理題七

1、第七篇,近代物理,1,第七篇,近代物理,2,1、 有下列幾種說法： (1) 所有慣性系對物理基本規(guī)律都是等價的． (2) 在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關． (3)  在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都相同. 若問其中哪

2、些說法是正確的, 答案是 (A) 只有(1)、(2)是正確的． (B) 只有(1)、(3)是正確的． (C) 只有(2)、(3)是正確的． (D) 三種說法都是正確的．,一、選擇題,,第七篇,近代物理,3,2、有一直尺固定在K′系中，它與Ox′軸的夾角θ′＝4

3、5°，如果K′系以勻速度沿Ox方向相對于K系運動，K系中觀察者測得該尺與Ox軸的夾角 (A) 大于45°． (B) 小于45°． (C) 等于45°． (D) 當K′系沿Ox正方向運動時大于45°，而沿Ox負方向運動時小于45°．,,

4、第七篇,近代物理,4,3、 (1)對某觀察者來說，發(fā)生在某慣性系中同一地點、同一時刻的兩個事件，對于相對該慣性系作勻速直線運動的其它慣性系中的觀察者來說，它們是否同時發(fā)生？ (2)在某慣性系中發(fā)生于同一時刻、不同地點的兩個事件，它們在其它慣性系中是否同時發(fā)生？

5、 關于上述兩個問題的正確答案是： (A) (1)同時，(2)不同時． (B) (1)不同時，(2)同時． (C) (1)同時，(2)同時． (D)

6、(1)不同時，(2)不同時．,,第七篇,近代物理,5,4、某核電站年發(fā)電量為 100億度，它等于36×1015 J的能量，如果這是由核材料的全部靜止能轉化產生的，則需要消耗的核材料的質量為 (A) 0.4 kg． (B) 0.8 kg． (C) (1/12)×107 kg． (D) 12×107 k

7、g．,,,第七篇,近代物理,6,5、質子在加速器中被加速，當其動能為靜止能量的4倍時，其質量為靜止質量的 (A) 4倍． (B) 5倍． (C) 6倍． (D) 8倍．,,,,第七篇,近代物理,7,6、一個電子運動速度υ = 0.99c，它的動能是：(電子的靜止能量為0.51 MeV) (A) 4.0MeV． (B) 3.5 MeV．

8、 (C) 3.1 MeV． (D) 2.5 MeV．,,,,,第七篇,近代物理,8,7、α粒子在加速器中被加速，當其質量為靜止質量的3倍時，其動能為靜止能量的 (A) 2倍． (B) 3倍． (C) 4倍． (D) 5倍．,,第七篇,近代物理,9,9、用頻率為n1的單色光照射某種

9、金屬時，測得飽和電流為I1，以頻率為n2的單色光照射該金屬時，測得飽和電流為I2，若I1> I2，則 (A) n1 >n2． (B) n1 <n2． (C) n1 =n2． (D) n1與n2的關系還不能確定．,,即飽和電流由N和ν兩個因素決定。,第七篇,近代物理,10,10、當照射光的波長從4000Å變到3000

10、7;時，對同一金屬，在光電效應實驗中測得的遏止電壓將： (A) 減小0.56 V． (B) 減小0.34 V． (C) 增大0.165 V． (D) 增大1.035 V． (普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，基本電荷e =1.60

11、×10-19 C),,,,第七篇,近代物理,11,,第七篇,近代物理,12,12、用頻率為n 的單色光照射某種金屬時，逸出光電子的最大動能為EK；若改用頻率為2n 的單色光照射此種金屬時，則逸出光電子的最大動能為： (A) 2 EK． (B) 2hn - EK． (C) hn - EK． (D) hn + EK．,,第七篇,近

12、代物理,13,,在該式中令n→∞，得,,,Å,第七篇,近代物理,14,14、要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴曼系(由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)射的各譜線組成的譜線系)的最長波長的譜線，至少應向基態(tài)氫原子提供的能量是 (A) 1.5 eV． (B) 3.4 eV． (C) 10.2 eV． (D) 13.6 eV．,,第七

13、篇,近代物理,15,15、根據(jù)玻爾理論，氫原子中的電子在n =4的軌道上運動的動能與在基態(tài)的軌道上運動的動能之比為 (A) 1/4． (B) 1/8． (C) 1/16． (D) 1/32．,,,,第七篇,近代物理,16,16、按照玻爾理論，電子繞

14、核作圓周運動時，電子的動量矩L的可能值為 (A) 任意值． (B) nh， n = 1，2，3，… (C) 2πnh， n = 1，2，3，… (D) nh/(2π)，n = 1，2，3，…,,第七篇,近代物理,17,17、如果兩種不同質量的粒子，其德布羅意波長相同，則這兩種粒子的 (A) 動量相同．

15、 (B) 能量相同． (C) 速度相同． (D) 動能相同．,,第七篇,近代物理,18,,第七篇,近代物理,19,,該處的概率密度為,第七篇,近代物理,20,20、波長l =5000 Å的光沿x軸正向傳播，若光的波長的不確定量Dl =10-3 Å，則利用不確定關系式 可得光子的x坐標的不確定量至少為 (A

16、) 25 cm． (B) 50 cm． (C) 250 cm． (D) 500 cm．,,∵,∴,∴,第七篇,近代物理,21,21、有一速度為u的宇宙飛船沿x軸正方向飛行，飛船頭尾各有一個脈沖光源在工作，處于船尾的觀察者測得船頭光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小為____________；處于船頭的觀察者測得船尾光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小為_

17、___________．,二、填空題,c,c,第七篇,近代物理,22,22、當慣性系S和S′的坐標原點O和O′重合時，有一點光源從坐標原點發(fā)出一光脈沖，在S系中經過一段時間t后（在S′系中經過時間t′），此光脈沖的球面方程（用直角坐標系）分別為： S系_________________； S′系___________________．,第七篇,近代物理,23,23、一觀

18、察者測得一沿米尺長度方向勻速運動著的米尺的長度為 0.5 m．則此米尺以速度υ＝_____________m·s-1接近觀察者．,2.60×108,,第七篇,近代物理,24,24、π+介子是不穩(wěn)定的粒子，在它自己的參照系中測得平均壽命是2.6×10-8 s，如果它相對于實驗室以0.8 c (c為真空中光速)的速率運動，那么實驗室坐標系中測得的π+介子的壽命是____________s.,4.33×

19、108,第七篇,近代物理,25,25、已知一靜止質量為m0的粒子，其固有壽命為實驗室測量到的壽命的1/n，則此粒子的動能是____________．,,,,,,∴,第七篇,近代物理,26,第七篇,近代物理,27,27、 (1) 在速度 ________情況下粒子的動量等于非相對論動量的兩倍． (2) 在速度 ________情況下粒子的動能等于它的靜止能量．,(1),,,,(2),,,第七篇,近代物理,28,28

20、、α粒子在加速器中被加速，當其質量為靜止質量的5倍時，其動能為靜止能量的________倍．,4,,,,∴,第七篇,近代物理,29,29、光子波長為l ，則其能量= ；動量的大小 =_____________；質量=_________________ ．,第七篇,近代物理,30,30、已知鉀的逸出功為 2.0 eV，如果用波長為3.60×10-7 m的光照射在鉀上，則光電效應的遏止電壓的絕對值|Ua|

21、=__________．從鉀表面發(fā)射出電子的最大速度υmax =___________________． (h =6.63×10-34 J·s，1eV =1.60×10-19 J，me=9.11×10-31 kg),1.45 V,7.14×105 m·s-1,,,代入數(shù)值得,U=1.45 V,υm=7.14×105 m·s-1,第七篇,近代物理,31,31、

22、當波長為 300 nm (1 nm = 10-9 m)的光照射在某金屬表面時，光電子的動能范圍為 0～ 4.0×10-19 J．此時遏止電壓為|Ua| =_________V；紅限頻率ν0=_____________ Hz．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s， 基本電荷e =1.60×10-19 C),2.5,4.0×1014,,,第七篇,近代物理,32,,∴,第七篇,近

23、代物理,33,５×1014,2,第七篇,近代物理,34,34、在X射線散射實驗中，散射角為φ1 = 45°和φ2 =60°的散射光波長改變量之比Dl1：Dl2 =____________．,0.586,第七篇,近代物理,35,35、氫原子從能量為－0.85 eV的狀態(tài)躍遷到能量為－3.4 eV的狀態(tài)時，所發(fā)射的光子能量是_________eV，這是電子從n =_______的能級到n = 2的能級的躍遷．,

24、2.55,4,,第七篇,近代物理,36,,,,,,,第七篇,近代物理,37,4,1,4,3,第七篇,近代物理,38,38、令 (稱為電子的康普頓波長，其中 為電子靜止質量，c為真空中光速，h為普朗克常量)．當電子的動能等于它的靜止能量時，它的德布羅意波長是l =___________lc．,,,第七篇,近代物理,39,39、靜止質量為me的電子，經電勢差為U12的靜電場加速后，若不考慮

25、相對論效應，電子的德布羅意波長l＝_______________．,,第七篇,近代物理,40,40、如果電子被限制在邊界x與x +Dx之間，Dx =0.5 Å，則電子動量x分量的不確定量近似地為________________kg·m／s． (不確定關系式Dx·Dp≥h，普朗克常量h =6.63×10-34 J·s),1.33×10-23,,第七篇,近代物理,41,41、在慣性

26、系S中，有兩事件發(fā)生于同一地點，且第二事件比第一事件晚發(fā)生Δt =2s；而在另一慣性系S＇中，觀測第二事件比第一事件晚發(fā)生Δt?=3s．那么在S＇系中發(fā)生兩事件的地點之間的距離是多少？,三、計算題,第七篇,近代物理,42,解：令S＇系與S系的相對速度為υ，有,則,那么，在S＇系中測得兩事件之間距離為：,= 6.72×108 m,第七篇,近代物理,43,42、設有宇宙飛船A和B，固有長度均為l0 = 100 m，沿同一方向勻速飛

27、行，在飛船B上觀測到飛船A的船頭、船尾經過飛船B船頭的時間間隔為Δt = (5/3)×10-7 s，求飛船B相對于飛船A的速度的大?。?第七篇,近代物理,44,解：設飛船A相對于飛船B的速度大小為υ，這也就是飛船B相 對于飛船A的速度大小υ ．在飛船B上測得飛船A的長度為,解得,所以飛船B相對于飛船A的速度大小也為2.68×108 m/s．,故在飛船B上測得飛船A相對于飛船B的速度為,m/s,第七篇

28、,近代物理,45,43、一艘宇宙飛船的船身固有長度為L0 =90 m，相對于地面以υ =0.8 c (c為真空中光速)的勻速度在地面觀測站的上空飛過． (1) 觀測站測得飛船的船身通過觀測站的時間間隔是多少？ (2) 宇航員測得船身通過觀測站的時間間隔是多少？,解：(1) 觀測站測得飛船船身的長度為,則 Δt1 = L/υ =2.25

29、5;10-7 s,(2) 宇航員測得飛船船身的長度為L0，則,Δt2 = L0/ υ =3.75×10-7 s,第七篇,近代物理,46,44、地球的半徑約為R0 =6376km，它繞太陽的速率約為υ =30 km·s-1，在太陽參考系中測量地球的半徑在哪個方向上縮短得最多？縮短了多少？ (假設地球相對于太陽系來說近似于慣性系),解：在太陽參照系中測量地球的半徑在它繞太陽公轉的方向縮 短得最多．,其縮短

30、的尺寸為：,ΔR =3.2 cm,ΔR = R0- R,第七篇,近代物理,47,45、在O參考系中，有一個靜止的正方形，其面積為 100 cm2．觀測者O＇以 0.8c的勻速度沿正方形的對角線運動．求O＇所測得的該圖形的面積．,第七篇,近代物理,48,解：令O系中測得正方形邊長為a，沿對角線取x軸正方向(如圖) ，則邊長在坐標軸上投影的大小為,面積可表示為：,在以速度υ相對于O系沿x正方向運動的O＇系中,=0.6

31、15;,在O＇系中測得的圖形為菱形，其面積亦可表示為,cm2,第七篇,近代物理,49,46、紅限波長為l0 =0.15 Å的金屬箔片置于B =30×10-4 T的均勻磁場中．今用單色γ 射線照射而釋放出電子，且電子在垂直于磁場的平面內作R = 0.1 m的圓周運動．求γ 射線的波長．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，基本電荷e =1.60×10-19 C，電子質量me=9.

32、11×10-31 kg),第七篇,近代物理,50,①，②，③，④式聯(lián)立可求得,解：,②,③,④,Å,①,第七篇,近代物理,51,47、實驗發(fā)現(xiàn)基態(tài)氫原子可吸收能量為 12.75 eV的光子． (1) 試問氫原子吸收該光子后將被激發(fā)到哪個能級？ (2) 受激發(fā)的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出哪幾條譜線？請畫出能級圖(定性)，并將這些躍遷畫在能級圖上

33、．,第七篇,近代物理,52,eV,n =4,(2) 可以發(fā)出l41、l31、l21、l43、l42、l32六條譜線．,能級圖如圖所示．,解：(1),第七篇,近代物理,53,48、當電子的德布羅意波長與可見光波長( l =5500 Å)相同時，求它的動能是多少電子伏特？(電子質量me=9.11×10-31 kg，普朗克常量h =6.63×10-34 J·s, 1 eV =1.60×10-1

34、9 J),解：,=5.0×10-6 eV,第七篇,近代物理,54,49、已知第一玻爾軌道半徑a，試計算當氫原子中電子沿第n玻爾軌道運動時，其相應的德布羅意波長是多少？,解：,因為若電子在第n玻爾軌道運動，其軌道半徑和動量矩分別為,故,得,第七篇,近代物理,55,50、已知粒子在無限深勢阱中運動，其波函數(shù)為