大学物理题七.ppt

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1、第七篇,近代物理,1,第七篇,近代物理,2,1、有下列几种说法：(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同.若问其中哪些说法是正确的,答案是(A)只有(1)、(2)是正确的(B)只有(1)、(3)是正确的(C)只有(2)、(3)是正确的(D)三种说法都是正确的,一、选择题,第七篇,近代物理,3,2、有一直尺固定在K系中，它与Ox轴的夹角45，如果K系以匀速度沿Ox方向相对于K系运动，K系中观察者测得该尺与Ox轴的夹角(A)大于45(B)小于45(C)等于45(D)当K系沿Ox正方向运动

2、时大于45，而沿Ox负方向运动时小于45,第七篇,近代物理,4,3、(1)对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是：(A)(1)同时，(2)不同时(B)(1)不同时，(2)同时(C)(1)同时，(2)同时(D)(1)不同时，(2)不同时,第七篇,近代物理,5,4、某核电站年发电量为 100亿度，它等于361015 J的能量，如果这是由核材料的全部静止能转化产生的，则需要消耗的核材料的质

3、量为(A)0.4 kg(B)0.8 kg(C)(1/12)107 kg(D)12107 kg,第七篇,近代物理,6,5、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，其质量为静止质量的(A)4倍(B)5倍(C)6倍(D)8倍,第七篇,近代物理,7,6、一个电子运动速度=0.99c，它的动能是：(电子的静止能量为0.51 MeV)(A)4.0MeV(B)3.5 MeV(C)3.1 MeV(D)2.5 MeV,第七篇,近代物理,8,7、粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的3倍时，其动能为静止能量的(A)2倍(B)3倍(C)4倍(D)5倍,第七篇,近代物理,9,9、用频率为n1的单色光照射

4、某种金属时，测得饱和电流为I1，以频率为n2的单色光照射该金属时，测得饱和电流为I2，若I1 I2，则(A)n1 n2(B)n1 n2(C)n1=n2(D)n1与n2的关系还不能确定,即饱和电流由N和两个因素决定。,第七篇,近代物理,10,10、当照射光的波长从4000变到3000时，对同一金属，在光电效应实验中测得的遏止电压将：(A)减小0.56 V(B)减小0.34 V(C)增大0.165 V(D)增大1.035 V(普朗克常量h=6.6310-34 Js，基本电荷e=1.6010-19 C),第七篇,近代物理,11,第七篇,近代物理,12,12、用频率为n 的单色光照射某种金属时，逸出光

5、电子的最大动能为EK；若改用频率为2n 的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为：(A)2 EK(B)2hn-EK(C)hn-EK(D)hn+EK,第七篇,近代物理,13,在该式中令n，得,第七篇,近代物理,14,14、要使处于基态的氢原子受激发后能发射赖曼系(由激发态跃迁到基态发射的各谱线组成的谱线系)的最长波长的谱线，至少应向基态氢原子提供的能量是(A)1.5 eV(B)3.4 eV(C)10.2 eV(D)13.6 eV,第七篇,近代物理,15,15、根据玻尔理论，氢原子中的电子在n=4的轨道上运动的动能与在基态的轨道上运动的动能之比为(A)1/4(B)1/8(C)1/16(D)

6、1/32,第七篇,近代物理,16,16、按照玻尔理论，电子绕核作圆周运动时，电子的动量矩L的可能值为(A)任意值(B)nh，n=1，2，3，(C)2nh，n=1，2，3，(D)nh/(2)，n=1，2，3，,第七篇,近代物理,17,17、如果两种不同质量的粒子，其德布罗意波长相同，则这两种粒子的(A)动量相同(B)能量相同(C)速度相同(D)动能相同,第七篇,近代物理,18,第七篇,近代物理,19,该处的概率密度为,第七篇,近代物理,20,20、波长l=5000 的光沿x轴正向传播，若光的波长的不确定量Dl=10-3，则利用不确定关系式 可得光子的x坐标的不确定量至少为(A)25 cm(B)5

7、0 cm(C)250 cm(D)500 cm,第七篇,近代物理,21,21、有一速度为u的宇宙飞船沿x轴正方向飞行，飞船头尾各有一个脉冲光源在工作，处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为_；处于船头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为_,二、填空题,c,c,第七篇,近代物理,22,22、当惯性系S和S的坐标原点O和O重合时，有一点光源从坐标原点发出一光脉冲，在S系中经过一段时间t后（在S系中经过时间t），此光脉冲的球面方程（用直角坐标系）分别为：S系_；S系_,第七篇,近代物理,23,23、一观察者测得一沿米尺长度方向匀速运动着的米尺的长度为 0.5 m则此米尺以

8、速度_ms-1接近观察者,2.60108,第七篇,近代物理,24,24、+介子是不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是2.610-8 s，如果它相对于实验室以0.8 c(c为真空中光速)的速率运动，那么实验室坐标系中测得的+介子的寿命是_s.,4.33108,第七篇,近代物理,25,25、已知一静止质量为m0的粒子，其固有寿命为实验室测量到的寿命的1/n，则此粒子的动能是_,第七篇,近代物理,26,第七篇,近代物理,27,27、(1)在速度 _情况下粒子的动量等于非相对论动量的两倍(2)在速度 _情况下粒子的动能等于它的静止能量,(1),(2),第七篇,近代物理,28,28、粒子在加速

9、器中被加速，当其质量为静止质量的5倍时，其动能为静止能量的_倍,4,第七篇,近代物理,29,29、光子波长为l，则其能量=；动量的大小=_；质量=_,第七篇,近代物理,30,30、已知钾的逸出功为 2.0 eV，如果用波长为3.6010-7 m的光照射在钾上，则光电效应的遏止电压的绝对值|Ua|=_从钾表面发射出电子的最大速度max=_(h=6.6310-34 Js，1eV=1.6010-19 J，me=9.1110-31 kg),1.45 V,7.14105 ms-1,代入数值得,U=1.45 V,m=7.14105 ms-1,第七篇,近代物理,31,31、当波长为 300 nm(1 nm=

10、10-9 m)的光照射在某金属表面时，光电子的动能范围为 0 4.010-19 J此时遏止电压为|Ua|=_V；红限频率0=_ Hz(普朗克常量h=6.6310-34 Js，基本电荷e=1.6010-19 C),2.5,4.01014,第七篇,近代物理,32,第七篇,近代物理,33,1014,2,第七篇,近代物理,34,34、在X射线散射实验中，散射角为1=45和2=60的散射光波长改变量之比Dl1：Dl2=_,0.586,第七篇,近代物理,35,35、氢原子从能量为0.85 eV的状态跃迁到能量为3.4 eV的状态时，所发射的光子能量是_eV，这是电子从n=_的能级到n=2的能级的跃迁,2.

11、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(称为电子的康普顿波长，其中 为电子静止质量，c为真空中光速，h为普朗克常量)当电子的动能等于它的静止能量时，它的德布罗意波长是l=_lc,第七篇,近代物理,39,39、静止质量为me的电子，经电势差为U12的静电场加速后，若不考虑相对论效应，电子的德布罗意波长l_,第七篇,近代物理,40,40、如果电子被限制在边界x与x+Dx之间，Dx=0.5，则电子动量x分量的不确定量近似地为_kgms(不确定关系式DxDph，普朗克常量h=6.6310-34 Js),1.3310-23,第七篇,近代

12、物理,41,41、在惯性系S中，有两事件发生于同一地点，且第二事件比第一事件晚发生t=2s；而在另一惯性系S中，观测第二事件比第一事件晚发生t=3s那么在S系中发生两事件的地点之间的距离是多少？,三、计算题,第七篇,近代物理,42,解：令S系与S系的相对速度为，有,则,那么，在S系中测得两事件之间距离为：,=6.72108 m,第七篇,近代物理,43,42、设有宇宙飞船A和B，固有长度均为l0=100 m，沿同一方向匀速飞行，在飞船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为t=(5/3)10-7 s，求飞船B相对于飞船A的速度的大小,第七篇,近代物理,44,解：设飞船A相对于飞船B

13、的速度大小为，这也就是飞船B相 对于飞船A的速度大小 在飞船B上测得飞船A的长度为,解得,所以飞船B相对于飞船A的速度大小也为2.68108 m/s,故在飞船B上测得飞船A相对于飞船B的速度为,m/s,第七篇,近代物理,45,43、一艘宇宙飞船的船身固有长度为L0=90 m，相对于地面以=0.8 c(c为真空中光速)的匀速度在地面观测站的上空飞过(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？,解：(1)观测站测得飞船船身的长度为,则 t1=L/=2.2510-7 s,(2)宇航员测得飞船船身的长度为L0，则,t2=L0/=3.7510-7

14、 s,第七篇,近代物理,46,44、地球的半径约为R0=6376km，它绕太阳的速率约为=30 kms-1，在太阳参考系中测量地球的半径在哪个方向上缩短得最多？缩短了多少？(假设地球相对于太阳系来说近似于惯性系),解：在太阳参照系中测量地球的半径在它绕太阳公转的方向缩 短得最多,其缩短的尺寸为：,R=3.2 cm,R=R0-R,第七篇,近代物理,47,45、在O参考系中，有一个静止的正方形，其面积为 100 cm2观测者O以 0.8c的匀速度沿正方形的对角线运动求O所测得的该图形的面积,第七篇,近代物理,48,解：令O系中测得正方形边长为a，沿对角线取x轴正方向(如图)，则边长在坐标轴上投影的

15、大小为,面积可表示为：,在以速度相对于O系沿x正方向运动的O系中,=0.6,在O系中测得的图形为菱形，其面积亦可表示为,cm2,第七篇,近代物理,49,46、红限波长为l0=0.15 的金属箔片置于B=3010-4 T的均匀磁场中今用单色 射线照射而释放出电子，且电子在垂直于磁场的平面内作R=0.1 m的圆周运动求 射线的波长(普朗克常量h=6.6310-34 Js，基本电荷e=1.6010-19 C，电子质量me=9.1110-31 kg),第七篇,近代物理,50,，式联立可求得,解：,第七篇,近代物理,51,47、实验发现基态氢原子可吸收能量为 12.75 eV的光子(1)试问氢原子吸收该

16、光子后将被激发到哪个能级？(2)受激发的氢原子向低能级跃迁时，可能发出哪几条谱线？请画出能级图(定性)，并将这些跃迁画在能级图上,第七篇,近代物理,52,eV,n=4,(2)可以发出l41、l31、l21、l43、l42、l32六条谱线,能级图如图所示,解：(1),第七篇,近代物理,53,48、当电子的德布罗意波长与可见光波长(l=5500)相同时，求它的动能是多少电子伏特？(电子质量me=9.1110-31 kg，普朗克常量h=6.6310-34 Js,1 eV=1.6010-19 J),解：,=5.010-6 eV,第七篇,近代物理,54,49、已知第一玻尔轨道半径a，试计算当氢原子中电子沿第n玻尔轨道运动时，其相应的德布罗意波长是多少？,解：,因为若电子在第n玻尔轨道运动，其轨道半径和动量矩分别为,故,得,第七篇,近代物理,55,50、已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为(0 x a)求发现粒子的概率为最大的位置,解：先求粒子的位置概率密度,当 时，有最大值在0 xa范围内可得,