大学物理习题详解—近代物理部分.doc
大学物理《近代篇·相对论》复习题及答案
[
]
7.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 ) 5倍.
( C ) 4倍.
( B ) 6倍.
( D ) 8倍.
[ ]
• 相对论选择题答案: ABBCACCDCBDDA
8．在惯性系 K 中，有两个事件同时发生 在 x 轴上相距 1000m 的两点,而在另一惯 性系 K’ (沿轴方向相对于 K 系运动 ) 中测 得这两个事件发生的地点相距 2000m . 求在 K’ 系中测得这两个事件的时间间隔.
[
]
10.一个电子运动速 v=0.99c ,它的动能是： (电子的静止能量为0.51MeV) ( A ) 3.5MeV． ( B ) 4.0MeV． ( C ) 3.1MeV． ( D ) 2.5MeV．
［ ］
（5）某惯性系中观察者将发现，相对他 静止的时钟比相对他匀速运动的时钟走的 快。 正确的说法是： (A) (1).(3).(4).(5) (B) (1).(2).(3) (C) (2).(5) (D) (1).(3)
而且在一切物理现象中，所有惯性系都是 等价的。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
12.在惯性系 S 中的某一地点发生了两事 件A、B，B 比 A 晚发生 Dt = 2.0 s , 在 惯性系 S’ 中测得 B 比 A 晚发生 Dt’ = 3.0s 。试问在 S 中观测发生 A、B 的两 地点之间的距离为多少？
解：设S' 相对S的速度为u
t vx / c t' , 2 1 (v / c )
2
x vt x' 2 1 (v / c )
(1)
t1 vx1 / c t1' 2 1 (v / c ) 2 t2 vx2 / c t2' 2 1 (v / c )
(完整版)高考物理——《近代物理》典型例题复习分解
十九、近代物理一、知识网络二、画龙点睛概念一、原子结构：1、电子的发现和汤姆生的原子模型：（1）电子的发现：1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现了电子。
电子的发现表明:原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。
（2）汤姆生的原子模型：1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中.2、α粒子散射实验和原子核结构模型(1）α粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成①装置：②现象：a. 绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动,不发生偏转。
b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被反向弹回。
(2）原子的核式结构模型：由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍,所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。
如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，α粒了运动将不发生明显改变.散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转.原子核半径小于10-14m，原子轨道半径约10—10m。
3、玻尔的原子模型（1）原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）a. 电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷,要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少,最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
b。
电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。
东华大学物理大学物理下册练习册近代物理练习解答
近代物理练习题与参考解答一选择题解：h v = mv2/2 +A → E K = h v – A， OP/OQ = h（斜率） [ C ]解：光子损失的能量即电子获得的能量。
E K = mc2- m o c2= m o c2/(1-v2/c2)1/2 - m o c2= m o c2/(1-0.62)1/2 - m o c2= m o c2/0.8 - m o c2= (1.25 –1) m o c2= 0.25 m o c2 [ D]解：电子获得的能量：hc/λo – hc/λ = E K→ hc (λ- λo)/λλo = E K → (λ-λo)/λo =△λ/λo = E K/(hc/λ) = E K/ (hc/λo – E K)= 0.1/(0.5 –0.1) = 0.25 [ B ]解：hc/λ= E Kmax + hc/λo→λ= (E Kmax /hc+ 1/λo)= (1.2×1.6×10-19/6.63×10-34×3×108 + 1/5400×10-10)= 3550×10-10 m[ D ]解：P= mv = m o v/(1-v2/c2)1/2= h/λ→λ = (1-v2/c2)1/2h/m o v = h/m o·(1/v 2- 1/c2)1/2 [C]解：mv2/2=eU，P =mv=h/λ→ U= h2/2meλ2 [D] 或直接利用λ= 12.25/U1/2，U = (12.25/λ)2 = (12.25/0.4)2 = 938 （m = 9.11×10-31kg ，e =1.6×10-19C）解：∵λ = h/p , a sin θ0 = kλ , k =1 → sin θ0 =λ/a = h/ap ∴ d = 2Rtgθ0≈ 2Rsin θ0 = 2Rλ/a = 2Rh/ap [D]解：因为λ = h/p, 所以动量p 相同. [A]解：[ D ]解： ψ2 =(1/a)cos2[3π(5a/6)/2a]=(1/a)cos2[5π/4]=1/2a [ A ]解：∆x∆p x≥h，若∆x大，∆p x小，动量的精确度高。
高考物理真题汇编全解全析：专题十八近代物理初步Word版含解析.docx
高中物理学习材料专题十八近代物理初步1． (2013·高考新课标全国卷Ⅰ，35题)(1)一质子束入射到静止靶核2713Al上，产生如下核反应：p＋2713Al→X＋n式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为__________，中子数为________．【ZXXK解析】(1)从核反应发生时质子数和中子数守恒入手．p为11H，n为10n，则Z A X中A＝1＋13－0＝14，Z＝27＋1－1＝27，则中子数为Z－A＝27－14＝13.答案：(1)14 132．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ，35题)(1)关于原子核的结合能，下列说法正确的是________．A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D．比结合能越大，原子核越不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能【ZXXK解析】(1)原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项A正确．重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B正确．铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C正确．比结合能越大，原子核越稳定，选项D 错误．自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损产生的能量小于原子核的结合能，选项E错误．答案：(1)ABC3．(2013·高考大纲全国卷，16题) 放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(222 86Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286R n的矿石，其原因是( )A．目前地壳中的.222 86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素.222 86Rn的含量足够高C．当衰变产物.222 86Po积累到一定量以后，21884 Po的增加会减慢222 86Rn的衰变进程D.222 86 Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期【ZXXK解析】选A.从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素的衰变不断发生，而22286Rn的半衰期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中的222 86Rn不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生成的，选项A正确，选项B错误；放射性元素的半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项C、D错误．4．(2013·高考北京卷，20题)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应，换用同样频率为ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在KA之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)( )A ．U ＝h νe －W eB ．U ＝2h νe －W eC ．U ＝2h ν－WD ．U ＝5h ν2e －W e【ZXXK 解析】选B.以从阴极K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得：－Ue ＝0－12mv 2m ① 由光电效应方程得：nh ν＝12mv 2m ＋W (n ＝2,3,4…) ② 由①②式解得：U ＝nh νe －W e(n ＝2,3,4…)， 故选项B 正确．5．(2013·高考天津卷，1题)下列说法正确的是( )A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【ZXXK 解析】选C.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项A 错误；α、β、γ射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项B 错误；根据玻尔理论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足h ν＝E m －E 1，选项C 正确；根据爱因斯坦光电效应方程E km ＝h ν－W 知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D 错误．6．(2013·高考重庆卷，2题)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应： 235 92U ＋10n ―→a ＋b ＋210n ，则a ＋b 可能是( )A.140 54Xe ＋9336KrB.141 56Ba ＋9236KrC.141 56Ba ＋9338SrD.140 54Xe ＋9438Sr【ZXXK 解析】选D.利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程．选项A 不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C 不满足电荷数守恒；选项B 不满足质量数守恒；只有选项D 正确．7．(2013·高考山东卷，38题) (1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧”．①完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________→84Be ＋γ.②84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s ．一定质量的84Be ，经7.8×10－16 s 后所剩84Be 占开始时的________．【ZXXK 解析】(1)①42He(或α) ②18(或12.5%) 答案：(1)①42He(或α) ②18(或12.5%) 8．(2013·高考广东卷，17题)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n.下列说法正确的有( )A ．上述裂变反应中伴随着中子放出B ．铀块体积对链式反应的发生无影响C ．铀核的链式反应可人工控制D ．铀核的半衰期会受到环境温度的影响【ZXXK 解析】选AC.根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题．裂变反应式中的 10n 为中子，铀块体积大于临界体积，才能发生链式反应，且铀核的链式反应是可控的，选项A 、C 正确，选项B 错误；放射性元素的半衰期不受外界压强、温度的影响，选项D 错误．9．(2013·高考江苏卷，12题C)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He ＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．【ZXXK 解析】(1)根据λ＝h p ，知电子和中子的动量大小相等，选项C 正确．(2)根据玻尔理论r n ＝n 2r 1可知电子处在n ＝3的轨道上比处在n ＝5的轨道上离氦核的距离近．大量He ＋处在n ＝4的激发态时，发射的谱线有6条．答案：(1)C (2)近 610．(2013·高考浙江自选模块，14题)小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。
(整理)大学物理近代物理题库及答案.
一、选择题：（每题3分）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． ［ ］2、宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过∆t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速)(A) c ·∆t (B) v ·∆t(C) 2)/(1c t c v -⋅∆2)/(1c t c v -⋅⋅∆ ［ ］3、一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为v 1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v2的子弹．在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是：(c 表示真空中光速)(A) 21v v +L ． (B) 2v L ． (C) 12v v -L ． (D) 211)/(1c L v v - ． ［ ］4、(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． ［ ］5、有一直尺固定在K ′系中，它与Ox ′轴的夹角θ′＝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 正方向运动时大于45°，而当K ′系沿Ox 负方向运动时小于45°． ［ ］6、边长为a 的正方形薄板静止于惯性系K 的Oxy 平面内，且两边分别与x ，y轴平行．今有惯性系K ＇以 0.8c （c 为真空中光速）的速度相对于K 系沿x 轴作匀速直线运动，则从K ＇系测得薄板的面积为(A) 0.6a 2． (B) 0.8 a 2．(C) a 2． (D) a 2／0.6 ． ［ ］7、一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长为a ，宽为b ，质量为m 0．由此可算出其面积密度为m 0 /ab ．假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v 作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为(A) ab c m 20)/(1v - (B) 20)/(1c ab m v - (C) ])/(1[20c ab m v - (D) 2/320])/(1[c ab m v - ［ ］8、两个惯性系S 和S ′，沿x (x ′)轴方向作匀速相对运动. 设在S ′系中某点先后发生两个事件，用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为τ0 ，而用固定在S 系的钟测出这两个事件的时间间隔为τ ．又在S ′系x ′轴上放置一静止于是该系．长度为l 0的细杆，从S 系测得此杆的长度为l, 则(A) τ < τ0；l < l 0． (B) τ < τ0；l > l 0．(C) τ > τ0；l > l 0． (D) τ > τ0；l < l 0． ［ ］9、在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？(1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速．(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的．(3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的．(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些．(A) (1)，(3)，(4)． (B) (1)，(2)，(4)．(C) (1)，(2)，(3)． (D) (2)，(3)，(4)． ［ ］10、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速)(A) (4/5) c ． (B) (3/5) c ．(C) (2/5) c ． (D) (1/5) c ． ［ ］11、一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行．如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是：(c 表示真空中光速)(A) v = (1/2) c ． (B) v = (3/5) c ．(C) v = (4/5) c ． (D) v = (9/10) c ． ［ ］12、某核电站年发电量为 100亿度，它等于36×1015 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量为(A) 0.4 kg ． (B) 0.8 kg ．(C) (1/12)×107 kg ． (D) 12×107 kg ． ［ ］13、一个电子运动速度v = 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 ． ［ ］14、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． ［ ］15、α 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． ［ ］16、把一个静止质量为m 0的粒子，由静止加速到=v 0.6c (c 为真空中光速）需作的功等于(A) 0.18m 0c 2． (B) 0.25 m 0c 2．(C) 0.36m 0c 2． (D) 1.25 m 0c 2． ［ ］17、已知电子的静能为0.51 MeV ，若电子的动能为0.25 MeV ，则它所增加的质量∆m 与静止质量m 0的比值近似为(A) 0.1 ． (B) 0.2 ． (C) 0.5 ． (D) 0.9 ． ［ ］18、设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K 倍，则其运动速度的大小 为(以c 表示真空中的光速)(A) 1-K c ． (B) 21K Kc -． (C) 12-K K c ． (D) )2(1++K K K c ． ［ ］19、根据相对论力学，动能为0.25 MeV 的电子，其运动速度约等于(A) 0.1c (B) 0.5 c(C) 0.75 c (D) 0.85 c ［ ］(c 表示真空中的光速，电子的静能m 0c 2 = 0.51 MeV)20、令电子的速率为v ，则电子的动能E K 对于比值v / c 的图线可用下列图中哪一个图表示？（c 表示真空中光速）［ ］21、已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势是U 0 (使电子从金属逸出需作功eU 0)，则此单色光的波长λ 必须满足：(A) λ ≤)/(0eU hc ． (B) λ ≥)/(0eU hc ．(C) λ ≤)/(0hc eU ． (D) λ ≥)/(0hc eU ． ［ ］22、已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是 1.2 eV ，而钠的红限波长是5400 Å(A) 5350 Å． (B) 5000 Å．(C) 4350 Å． (D) 3550 Å． ［ ］23、用频率为ν 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E K ；若改用频率为2ν 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 E K ．. (B) 2h ν - E K ．(C) h ν - E K ． (D) h ν + E K ． ［ ］24、设用频率为ν1和ν2的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应．已知金属的红限频率为ν0，测得两次照射时的遏止电压|U a 2| = 2|U a 1|，则这两种单色光的频率有如下关系：(A) ν2 = ν1 - ν0． (B) ν2 = ν1 + ν0．(C) ν2 = 2ν1 - ν0． (D) ν2 = ν1 - 2ν0． ［ ］/c (A)/c (B)/c(C)/c25、以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示．满足题意的图是 ［ ］26、在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60％，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(A) 2倍． (B) 1.5倍．(C) 0.5倍． (D) 0.25倍． ［ ］27、当照射光的波长从4000 Å变到3000 Å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 =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C)28、保持光电管上电势差不变，若入射的单色光光强增大，则从阴极逸出的光电子的最大初动能E 0和飞到阳极的电子的最大动能E K 的变化分别是(A) E 0增大，E K 增大． (B) E 0不变，E K 变小．(C) E 0增大，E K 不变． (D) E 0不变，E K 不变． ［ ］29、在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的 1.2倍，则散射光光子能量ε与反冲电子动能E K 之比ε / E K 为(A) 2． (B) 3． (C) 4． (D) 5． ［ ］30、以下一些材料的逸出功为铍 3.9 eV 钯 5.0eV铯 1.9 eV 钨 4.5 eV今要制造能在可见光(频率范围为3.9×1014 Hz —7.5×1014 Hz)下工作的光电管，在这些材料中应选(A) 钨． (B) 钯． (C) 铯． (D) 铍． ［ ］31、某金属产生光电效应的红限波长为λ0，今以波长为λ (λ <λ0)的单色光照射该金属，金属释放出的电子(质量为m e )的动量大小为(A) λ/h ． (B) 0/λh(C)λλλλ00)(2+hc m e (D) 02λhc m e(E) λλλλ00)(2-hc m e ［ ］32、光电效应中发射的光电子最大初动能随入射光频率ν 的变化关系如图所示．由图中的(A) OQ (B) OP (C) OP /OQ (D) QS /OS 可以直接求出普朗克常量． ［ ］33、用频率为ν1的单色光照射某一种金属时，测得光电子的最大动能为E K 1；用频率为ν2的单色光照射另一种金属时，测得光电子的最大动能为E K 2．如果E K 1 >E K 2，那么(A) ν1一定大于ν2． (B) ν1一定小于ν2．(C) ν1一定等于ν2． (D) ν1可能大于也可能小于ν2． ［ ］34、若α粒子(电荷为2e )在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则α粒子的德布罗意波长是(A) )2/(eRB h ． (B) )/(eRB h ．(C) )2/(1eRBh ． (D) )/(1eRBh ． ［ ］35、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． ［ ］36、不确定关系式 ≥⋅∆∆x p x 表示在x 方向上(A) 粒子位置不能准确确定．(B) 粒子动量不能准确确定．(C) 粒子位置和动量都不能准确确定．(D) 粒子位置和动量不能同时准确确定． ［ ］37、已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：a x ax 23cos 1)(π⋅=ψ, ( - a ≤x ≤a ) 那么粒子在x = 5a /6处出现的概率密度为(A) 1/(2a )． (B) 1/a ．(C) a 2/1． (D) a /1 ［ ］38、关于不确定关系 ≥∆∆x p x ()2/(π=h )，有以下几种理解：(1) 粒子的动量不可能确定．(2) 粒子的坐标不可能确定．(3) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定．(4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子．其中正确的是：(A) (1)，(2). (B) (2)，(4).(C) (3)，(4). (D) (4)，(1). ［ ］39、将波函数在空间各点的振幅同时增大D 倍，则粒子在空间的分布概率将(A) 增大D 2倍． (B) 增大2D 倍．(C) 增大D 倍． . (D) 不变． ［ ］40、直接证实了电子自旋存在的最早的实验之一是(A) 康普顿实验． (B) 卢瑟福实验．(C) 戴维孙－革末实验． (D) 斯特恩－革拉赫实验． ［ ］二、选择题：（每题4分）41、狭义相对论的两条基本原理中，相对性原理说的是________________________________________________________________________________； 光速不变原理说的是_______________________________________________ ___________________________________________．42、已知惯性系S ＇相对于惯性系S 系以 0.5 c 的匀速度沿x 轴的负方向运动，若从S ＇系的坐标原点O ＇沿x 轴正方向发出一光波，则S 系中测得此光波在真 空中的波速为____________________________________．43、以速度v 相对于地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子，其相对于地球的速度的大小为______．44、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____________．45、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．则此米尺以速度v＝__________________________m·s-1接近观察者．46、狭义相对论确认，时间和空间的测量值都是______________，它们与观察者的______________密切相关．47、静止时边长为50 cm的立方体，当它沿着与它的一个棱边平行的方向相对于地面以匀速度 2.4×108m·s-1运动时，在地面上测得它的体积是____________．48、牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以________________的匀速度飞行，将用4年的时间(宇宙飞船上的钟指示的时间)抵达牛郎星．49、π+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2.6×10-8 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π+介子的寿命是______________________s.51、μ子是一种基本粒子，在相对于μ子静止的坐标系中测得其寿命为τ0＝2×10-6s．如果μ子相对于地球的速度为=v0.988c(c为真空中光速)，则在地球坐标系中测出的μ子的寿命τ＝____________________．52、设电子静止质量为m e，将一个电子从静止加速到速率为0.6 c (c为真空中光速)，需作功________________________．53、(1) 在速度=v____________情况下粒子的动量等于非相对论动量的两倍．(2) 在速度=v____________情况下粒子的动能等于它的静止能量．54、狭义相对论中，一质点的质量m与速度v的关系式为______________；其动能的表达式为______________．55、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的3倍时，其质量为静止质量的________倍．56、α粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的5倍时，其动能为静止能量的________倍．57、观察者甲以0.8c的速度（c为真空中光速）相对于静止的观察者乙运动，若甲携带一质量为1 kg的物体，则(1) 甲测得此物体的总能量为____________；(2) 乙测得此物体的总能量为____________．58、某加速器将电子加速到能量E = 2×106 eV时，该电子的动能E K =_____________________eV．（电子的静止质量m e = 9.11×10-31 kg, 1 eV =1.60×10-19 J）59、当粒子的动能等于它的静止能量时，它的运动速度为______________．60、一电子以0.99 c的速率运动(电子静止质量为9.11×10-31 kg，则电子的总能量是__________J，电子的经典力学的动能与相对论动能之比是_____________．61、匀质细棒静止时的质量为m0，长度为l0，当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时，测得它的长为l，那么，该棒的运动速度v =__________________，该棒所具有的动能E K =______________．62、某光电管阴极, 对于λ = 4910 Å的入射光，其发射光电子的遏止电压为0.71 V．当入射光的波长为__________________Å时，其遏止电压变为1.43 V．( e =1.60×10-19 C，h =6.63×10-34 J·s )63、光子波长为λ，则其能量=____________；动量的大小=_____________；质量=_________________ ．64、已知钾的逸出功为2.0 eV，如果用波长为3.60×10-7 m的光照射在钾上，则光电效应的遏止电压的绝对值|U a| =___________________．从钾表面发射出电子的最大速度v max =_______________________．(h =6.63×10-34 J·s，1eV =1.60×10-19 J，m e=9.11×10-31 kg)65、以波长为λ= 0.207 μm的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率ν 0=1.21×1015赫兹，则其遏止电压|U a| =_______________________V．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，基本电荷e =1.60×10-19 C)66、在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|U a |与入射光频率ν的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限频率ν0=___________Hz ；逸出功A =____________eV ． 67、已知某金属的逸出功为A ，用频率为ν1的光照射该金属能产生光电效应，则该金属的红限频率ν0 =_____________________________，ν1 > ν0，且遏止电势差|U a | =______________________________．68、当波长为 300 nm (1 nm = 10-9 m)的光照射在某金属表面时，光电子的动能范围为 0～ 4.0×10-19 J ．此时遏止电压为|U a | =__________________V ；红限频 率ν0=_______________________ Hz ． (普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ， 基本电荷e =1.60×10-19 C)69、钨的红限波长是230 nm (1 nm = 10-9 m)，用波长为180 nm 的紫外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为___________________eV ． (普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C)70、频率为 100 MHz 的一个光子的能量是_______________________，动量的大小是______________________． (普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s)71、分别以频率为ν1和ν2的单色光照射某一光电管．若ν1 >ν2 (均大于红限频率ν0)，则当两种频率的入射光的光强相同时，所产生的光电子的最大初动能E 1____E 2；所产生的饱和光电流I s1____ I s2．(用＞或=或＜填入)72、当波长为3000 Å的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从 0到 4.0×10-19 J ．在作上述光电效应实验时遏止电压为 |U a | =____________V ；此金属的红限频率ν0 =__________________Hz ．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ；基本电荷e =1.60×10-19 C)73、康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角φ = _____________时， 散射光子的频率小得最多；当φ = ______________ 时，散射光子的频率与入射光子相同．|1014 Hz)-74、在玻尔氢原子理论中势能为负值，而且数值比动能大，所以总能量为________值，并且只能取____________值．75、玻尔的氢原子理论中提出的关于__________________________________和____________________________________的假设在现代的量子力学理论中仍然是两个重要的基本概念．76、玻尔的氢原子理论的三个基本假设是：(1)____________________________________，(2)____________________________________，(3)____________________________________．77、玻尔氢原子理论中的定态假设的内容是：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.78、玻尔氢原子理论的基本假设之一是定态跃迁的频率条件，其内容表述如下：______________________________________________________________________________________________________________________．79、玻尔氢原子理论的基本假设之一是电子轨道动量矩的量子化条件，其内容可表述如下：________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________．80、氢原子的部分能级跃迁示意如图．在这些能级跃迁中， (1) 从n =______的能级跃迁到n =_____的能级时所发射的光子的波长最短；(2) 从n =______的能级跃迁到n =______的能级时所发射的光子的频率最小．81、若中子的德布罗意波长为2 Å，则它的动能为________________．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，中子质量m =1.67×10-27 kg)大学物理题库------近代物理答案一、选择题：01-05 DABAA 06-10 ACDBB 11-15 CACBA 16-20 BCCCD21-25 ADDCB 26-30 DDDDC 31-35 ECDAA 36-40 DACDD二、填空题41、见教本下册p.268； 42、c ； 43. c ； 44. c ， c ； 45. 8106.2⨯；46. 相对的，相对运动； 47. 3075.0m ； 48. 181091.2-⨯ms ； 49. 81033.4-⨯； 51. s 51029.1-⨯； 52. 225.0c m e ； 53.c 23, c 23；54. 2)(1c v m m -=， 202c m mc E k -=； 55. 4； 56. 4；n = 1n = 2n = 3n = 457. (1) J 16109⨯， (2) J 7105.1⨯； 58. 61049.1⨯； 59. c 321；60. 13108.5-⨯， 121004.8-⨯； 61. 20)(1l l c -， )(020l l l c m -； 62. 11082.3⨯；63. λhc hv E ==， λh p =， 2c h c m νλ== ； 64. V 45.1， 151014.7-⨯ms ； 65. )(0v c e h -λ； 66. 5×1014，2； 67. h A /，e h /)(01νν-； 68. 5.2，14100.4⨯； 69. 5.1； 70. J 261063.6-⨯，1341021.2--⋅⨯ms kg ； 71. 21E E >， 21s s I I <； 72. 5.2，14100.4⨯； 73. π，0； 74. 负，离散； 75. 定态概念， 频率条件（定态跃迁）； 76. —79. 见教本下册p.246--249； 80. （1）4，1；（2）4， 3；81. J mh E k 21221029.32⨯==λ；。
大学物理近代物理题库及答案
一、选择题：（每题3分）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． ［ ］2、宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过∆t (飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为 (c 表示真空中光速)(A) c ·∆t (B) v ·∆t(C) 2)/(1c t c v -⋅∆(D) 2)/(1c t c v -⋅⋅∆ ［ ］3、一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为v 1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v2的子弹．在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是：(c 表示真空中光速)(A) 21v v +L ． (B) 2v L ． (C) 12v v -L ． (D) 211)/(1c L v v - ． ［ ］4、(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． ［ ］5、有一直尺固定在K ′系中，它与Ox ′轴的夹角θ′＝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 正方向运动时大于45°，而当K ′系沿Ox 负方向运动时小于45°． ［ ］6、边长为a 的正方形薄板静止于惯性系K 的Oxy 平面内，且两边分别与x ，y轴平行．今有惯性系K ＇以 0.8c （c 为真空中光速）的速度相对于K 系沿x 轴作匀速直线运动，则从K ＇系测得薄板的面积为(A) 0.6a 2． (B) 0.8 a 2．(C) a 2． (D) a 2／0.6 ． ［ ］7、一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长为a ，宽为b ，质量为m 0．由此可算出其面积密度为m 0 /ab ．假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v 作匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度则为(A) ab c m 20)/(1v - (B) 20)/(1c ab m v - (C)])/(1[20c ab m v - (D) 2/320])/(1[c ab m v - ［ ］8、两个惯性系S 和S ′，沿x (x ′)轴方向作匀速相对运动. 设在S ′系中某点先后发生两个事件，用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为τ0 ，而用固定在S 系的钟测出这两个事件的时间间隔为τ ．又在S ′系x ′轴上放置一静止于是该系．长度为l 0的细杆，从S 系测得此杆的长度为l, 则(A) τ < τ0；l < l 0． (B) τ < τ0；l > l 0．(C) τ > τ0；l > l 0． (D) τ > τ0；l < l 0． ［ ］9、在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的？(1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速．(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的．(3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的．(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些．(A) (1)，(3)，(4)． (B) (1)，(2)，(4)．(C) (1)，(2)，(3)． (D) (2)，(3)，(4)． ［ ］10、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s ，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速)(A) (4/5) c ． (B) (3/5) c ．(C) (2/5) c ． (D) (1/5) c ． ［ ］11、一宇航员要到离地球为5光年的星球去旅行．如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是：(c 表示真空中光速)(A) v = (1/2) c ． (B) v = (3/5) c ．(C) v = (4/5) c ． (D) v = (9/10) c ． ［ ］12、某核电站年发电量为 100亿度，它等于36×1015 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量为(A) 0.4 kg ． (B) 0.8 kg ．(C) (1/12)×107 kg ． (D) 12×107 kg ． ［ ］13、一个电子运动速度v = 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 ． ［ ］14、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． ［ ］15、α 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． ［ ］16、把一个静止质量为m 0的粒子，由静止加速到=v 0.6c (c 为真空中光速）需作的功等于(A) 0.18m 0c 2． (B) 0.25 m 0c 2．(C) 0.36m 0c 2． (D) 1.25 m 0c 2． ［ ］17、已知电子的静能为0.51 MeV ，若电子的动能为0.25 MeV ，则它所增加的质量∆m 与静止质量m 0的比值近似为(A) 0.1 ． (B) 0.2 ． (C) 0.5 ． (D) 0.9 ． ［ ］18、设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K 倍，则其运动速度的大小 为(以c 表示真空中的光速)(A) 1-K c ． (B) 21K Kc -． (C) 12-K K c ． (D) )2(1++K K K c ． ［ ］19、根据相对论力学，动能为0.25 MeV 的电子，其运动速度约等于(A) 0.1c (B) 0.5 c(C) 0.75 c (D) 0.85 c ［ ］(c 表示真空中的光速，电子的静能m 0c 2 = 0.51 MeV)20、令电子的速率为v ，则电子的动能E K 对于比值v / c 的图线可用下列图中哪一个图表示？（c 表示真空中光速）［ ］21、已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势是U 0 (使电子从金属逸出需作功eU 0)，则此单色光的波长λ 必须满足：(A) λ ≤)/(0eU hc ． (B) λ ≥)/(0eU hc ．(C) λ ≤)/(0hc eU ． (D) λ ≥)/(0hc eU ． ［ ］22、已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是 1.2 eV ，而钠的红限波长是5400 Å(A) 5350 Å． (B) 5000 Å．(C) 4350 Å． (D) 3550 Å． ［ ］23、用频率为ν 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为E K ；若改用频率为2ν 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 E K ．. (B) 2h ν - E K ．(C) h ν - E K ． (D) h ν + E K ． ［ ］24、设用频率为ν1和ν2的两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应．已知金属的红限频率为ν0，测得两次照射时的遏止电压|U a 2| = 2|U a 1|，则这两种单色光的频率有如下关系：(A) ν2 = ν1 - ν0． (B) ν2 = ν1 + ν0．(C) ν2 = 2ν1 - ν0． (D) ν2 = ν1 - 2ν0． ［ ］/c (A)/c (B)/c/c25、以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示．满足题意的图是 ［ ］26、在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60％，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(A) 2倍． (B) 1.5倍．(C) 0.5倍． (D) 0.25倍． ［ ］27、当照射光的波长从4000 Å变到3000 Å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 =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C)28、保持光电管上电势差不变，若入射的单色光光强增大，则从阴极逸出的光电子的最大初动能E 0和飞到阳极的电子的最大动能E K 的变化分别是(A) E 0增大，E K 增大． (B) E 0不变，E K 变小．(C) E 0增大，E K 不变． (D) E 0不变，E K 不变． ［ ］29、在康普顿效应实验中，若散射光波长是入射光波长的 1.2倍，则散射光光子能量ε与反冲电子动能E K 之比ε / E K 为(A) 2． (B) 3． (C) 4． (D) 5． ［ ］30、以下一些材料的逸出功为铍 3.9 eV 钯 5.0eV铯 1.9 eV 钨 4.5 eV今要制造能在可见光(频率范围为3.9×1014 Hz —7.5×1014 Hz)下工作的光电管，在这些材料中应选(A) 钨． (B) 钯． (C) 铯． (D) 铍． ［ ］31、某金属产生光电效应的红限波长为λ0，今以波长为λ (λ <λ0)的单色光照射该金属，金属释放出的电子(质量为m e )的动量大小为(A) λ/h ． (B) 0/λh(C)λλλλ00)(2+hc m e (D) 02λhc m e(E) λλλλ00)(2-hc m e ［ ］32、光电效应中发射的光电子最大初动能随入射光频率ν 的变化关系如图所示．由图中的(A) OQ (B) OP (C) OP /OQ (D) QS /OS 可以直接求出普朗克常量． ［ ］33、用频率为ν1的单色光照射某一种金属时，测得光电子的最大动能为E K 1；用频率为ν2的单色光照射另一种金属时，测得光电子的最大动能为E K 2．如果E K 1 >E K 2，那么(A) ν1一定大于ν2． (B) ν1一定小于ν2．(C) ν1一定等于ν2． (D) ν1可能大于也可能小于ν2． ［ ］34、若α粒子(电荷为2e )在磁感应强度为B 均匀磁场中沿半径为R 的圆形轨道运动，则α粒子的德布罗意波长是(A) )2/(eRB h ． (B) )/(eRB h ．(C) )2/(1eRBh ． (D) )/(1eRBh ． ［ ］35、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． ［ ］36、不确定关系式 ≥⋅∆∆x p x 表示在x 方向上(A) 粒子位置不能准确确定．(B) 粒子动量不能准确确定．(C) 粒子位置和动量都不能准确确定．(D) 粒子位置和动量不能同时准确确定． ［ ］37、已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：a x ax 23cos 1)(π⋅=ψ, ( - a ≤x ≤a ) 那么粒子在x = 5a /6处出现的概率密度为(A) 1/(2a )． (B) 1/a ．(C) a 2/1． (D) a /1 ［ ］38、关于不确定关系 ≥∆∆x p x ()2/(π=h )，有以下几种理解：(1) 粒子的动量不可能确定．(2) 粒子的坐标不可能确定．(3) 粒子的动量和坐标不可能同时准确地确定．(4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子．其中正确的是：(A) (1)，(2). (B) (2)，(4).(C) (3)，(4). (D) (4)，(1). ［ ］39、将波函数在空间各点的振幅同时增大D 倍，则粒子在空间的分布概率将(A) 增大D 2倍． (B) 增大2D 倍．(C) 增大D 倍． . (D) 不变． ［ ］40、直接证实了电子自旋存在的最早的实验之一是(A) 康普顿实验． (B) 卢瑟福实验．(C) 戴维孙－革末实验． (D) 斯特恩－革拉赫实验． ［ ］二、选择题：（每题4分）41、狭义相对论的两条基本原理中，相对性原理说的是________________________________________________________________________________； 光速不变原理说的是__________________________________________________________________________________________．42、已知惯性系S ＇相对于惯性系S 系以 0.5 c 的匀速度沿x 轴的负方向运动，若从S ＇系的坐标原点O ＇沿x 轴正方向发出一光波，则S 系中测得此光波在真空中的波速为____________________________________．43、以速度v 相对于地球作匀速直线运动的恒星所发射的光子，其相对于地球的速度的大小为______．44、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____________．45、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．则此米尺以速度v＝__________________________m·s-1接近观察者．46、狭义相对论确认，时间和空间的测量值都是______________，它们与观察者的______________密切相关．47、静止时边长为50 cm的立方体，当它沿着与它的一个棱边平行的方向相对于地面以匀速度 2.4×108m·s-1运动时，在地面上测得它的体积是____________．48、牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以________________的匀速度飞行，将用4年的时间(宇宙飞船上的钟指示的时间)抵达牛郎星．49、π+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2.6×10-8 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π+介子的寿命是______________________s.51、μ子是一种基本粒子，在相对于μ子静止的坐标系中测得其寿命为τ0＝2v0.988c(c为真空中光速)，则在地球坐×10-6s．如果μ子相对于地球的速度为=标系中测出的μ子的寿命τ＝____________________．52、设电子静止质量为m e，将一个电子从静止加速到速率为0.6 c (c为真空中光速)，需作功________________________．v____________情况下粒子的动量等于非相对论动量的两倍．53、(1) 在速度=v____________情况下粒子的动能等于它的静止能量．(2) 在速度=54、狭义相对论中，一质点的质量m与速度v的关系式为______________；其动能的表达式为______________．55、质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的3倍时，其质量为静止质量的________倍．56、α粒子在加速器中被加速，当其质量为静止质量的5倍时，其动能为静止能量的________倍．57、观察者甲以0.8c的速度（c为真空中光速）相对于静止的观察者乙运动，若甲携带一质量为1 kg的物体，则(1) 甲测得此物体的总能量为____________；(2) 乙测得此物体的总能量为____________．58、某加速器将电子加速到能量E = 2×106 eV时，该电子的动能E K =_____________________eV．（电子的静止质量m e = 9.11×10-31 kg, 1 eV =1.60×10-19 J）59、当粒子的动能等于它的静止能量时，它的运动速度为______________．60、一电子以0.99 c的速率运动(电子静止质量为9.11×10-31 kg，则电子的总能量是__________J，电子的经典力学的动能与相对论动能之比是_____________．61、匀质细棒静止时的质量为m0，长度为l0，当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时，测得它的长为l，那么，该棒的运动速度v =__________________，该棒所具有的动能E K =______________．62、某光电管阴极, 对于λ = 4910 Å的入射光，其发射光电子的遏止电压为0.71 V．当入射光的波长为__________________Å时，其遏止电压变为1.43 V．( e =1.60×10-19 C，h =6.63×10-34 J·s )63、光子波长为λ，则其能量=____________；动量的大小=_____________；质量=_________________ ．64、已知钾的逸出功为2.0 eV，如果用波长为3.60×10-7 m的光照射在钾上，则光电效应的遏止电压的绝对值|U a| =___________________．从钾表面发射出电子的最大速度v max =_______________________．(h =6.63×10-34 J·s，1eV =1.60×10-19 J，m e=9.11×10-31 kg)65、以波长为λ= 0.207 μm的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率ν 0=1.21×1015赫兹，则其遏止电压|U a| =_______________________V．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，基本电荷e =1.60×10-19 C)66、在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|U a|与入射光频率ν的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限频率ν0=___________Hz；逸出功A =____________eV．67、已知某金属的逸出功为A，用频率为ν1的|1014 Hz) -2光照射该金属能产生光电效应，则该金属的红限频率ν0 =_____________________________，ν1> ν0，且遏止电势差|U a| =______________________________．68、当波长为300 nm (1 nm = 10-9 m)的光照射在某金属表面时，光电子的动能范围为0～ 4.0×10-19 J．此时遏止电压为|U a| =__________________V；红限频率ν0=_______________________ Hz．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，基本电荷e =1.60×10-19 C)69、钨的红限波长是230 nm (1 nm = 10-9 m)，用波长为180 nm的紫外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为___________________eV．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s，基本电荷e =1.60×10-19 C)70、频率为100 MHz的一个光子的能量是_______________________，动量的大小是______________________．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s)71、分别以频率为ν1和ν2的单色光照射某一光电管．若ν1 >ν2 (均大于红限频率ν0)，则当两种频率的入射光的光强相同时，所产生的光电子的最大初动能E1____E2；所产生的饱和光电流I s1____ I s2．(用＞或=或＜填入)72、当波长为3000 Å的光照射在某金属表面时，光电子的能量范围从0到4.0×10-19 J．在作上述光电效应实验时遏止电压为|U a| =____________V；此金属的红限频率ν0 =__________________Hz．(普朗克常量h =6.63×10-34 J·s；基本电荷e =1.60×10-19 C)73、康普顿散射中，当散射光子与入射光子方向成夹角φ = _____________时，散射光子的频率小得最多；当φ =______________ 时，散射光子的频率与入射光子相同．74、在玻尔氢原子理论中势能为负值，而且数值比动能大，所以总能量为________值，并且只能取____________值．75、玻尔的氢原子理论中提出的关于__________________________________和____________________________________的假设在现代的量子力学理论中仍然是两个重要的基本概念．76、玻尔的氢原子理论的三个基本假设是：(1)____________________________________，(2)____________________________________，(3)____________________________________．77、玻尔氢原子理论中的定态假设的内容是：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.78、玻尔氢原子理论的基本假设之一是定态跃迁的频率条件，其内容表述如下： ______________________________________________________________________________________________________________________．79、玻尔氢原子理论的基本假设之一是电子轨道动量矩的量子化条件，其内容可表述如下： ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________．80、氢原子的部分能级跃迁示意如图．在这些能级跃迁中，(1) 从n =______的能级跃迁到n =_____的能级时所发射的光子的波长最短；(2) 从n =______的能级跃迁到n =______的能级时所发射的光子的频率最小．81、若中子的德布罗意波长为2 Å，则它的动能为________________．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，中子质量m =1.67×10-27 kg)n = 1n = 2n = 3n = 4大学物理题库------近代物理答案一、选择题：01-05 DABAA 06-10 ACDBB 11-15 CACBA 16-20 BCCCD 21-25 ADDCB 26-30 DDDDC 31-35 ECDAA 36-40 DACDD二、填空题41、见教本下册p.268； 42、c ； 43. c ； 44. c ， c ； 45. 8106.2⨯；46. 相对的，相对运动； 47. 3075.0m ； 48. 181091.2-⨯ms ； 49. 81033.4-⨯； 51. s 51029.1-⨯； 52. 225.0c m e ； 53. c 23, c 23； 54. 2)(1c v m m -=， 202c m mc E k -=； 55. 4； 56. 4；57. (1) J 16109⨯， (2) J 7105.1⨯； 58. 61049.1⨯； 59. c 321； 60. 13108.5-⨯， 121004.8-⨯； 61. 20)(1l l c -， )(020ll l c m -； 62. 11082.3⨯； 63. λhc hv E ==， λh p =， 2c h c m νλ== ； 64. V 45.1， 151014.7-⨯ms ； 65. )(0v c e h -λ； 66. 5×1014，2； 67. h A /，e h /)(01νν-； 68. 5.2，14100.4⨯； 69. 5.1； 70. J 261063.6-⨯，1341021.2--⋅⨯ms kg ； 71. 21E E >， 21s s I I <； 72. 5.2，14100.4⨯； 73. π，0； 74. 负，离散； 75. 定态概念， 频率条件（定态跃迁）； 76. —79. 见教本下册p.246--249； 80. （1）4，1；（2）4， 3；81. J mh E k 21221029.32⨯==λ；。
大学物理近代物理学
⼤学物理近代物理学1、在S 系中沿x 轴静⽌放置的⼀⽶尺，如S ’系相对S 以c/2的速率运动，在S ’系中测量，该⽶尺的长度为。
m 866.02、某星体以0.80c 的速度飞离地球，在地球上测得它辐射的闪光周期为5昼夜，在此星体上测得的闪光周期是。
3昼夜3、在以0.6c 运动的⽕车⾥的观察者测得站台长度为80m ，那么站台上的观察者测量站台长为；如果在站台上同⼀地点发⽣两个事件的时间间隔为10分钟，那么⽕车⾥的观察者测量这两个事件的时间间隔为。
100m 、12.5分钟4、将北极星看作绝对⿊体，测得其单⾊辐出度在nm m 350=λ处有极⼤值，由此计算北极星的表⾯温度是。
K 82805、从某炉壁⼩孔测得炉⼦的温度为1000K ，那么炉壁⼩孔的总辐出度为。
24/1067.5m W -?7、⾦属铝光电效应的红限波长为295.8nm ，那么铝的逸出功为；若波长为200nm 的光照射到铝表⾯，逸出的光电⼦最⼤动能为。
eV eV 0.2,2.48、在康普顿散射实验中，在散射⾓90°⽅向，散射光⼦波长的改变量=?λ。
m 1210426.2-?9、已知X 光光⼦的能量为0.60Mev ，在康普顿散射后波长变化了20%，则反冲电⼦的动能是。
MeV 10.010、已知处于基态氢原⼦的电离能为13.6eV ，由此可得氢原⼦光谱莱曼系的系限波长为，⾥德伯常数为。
1710097.1,1.91-? m nm11、实验测得氢原⼦光谱巴尔末系的系限波长为364.6nm ，由此计算巴尔末系第⼀条谱线的波长为。
nm 3.65612、以0.8c 速率运动的电⼦，其动量是，动能是。
22143.6410/, 5.4610kg m s J --13、波长为500nm 的光⼦的能量为，动量为。
s m kg J /1033.1,1098.32719--14、氢原⼦线度约为m 10101-?，原⼦中电⼦速度的不确定量=?v 。
s m /108.55?15、电⼦在⼀维⽆限深势井运动的波函数x an a x n πψsin 2)(=，电⼦处于第⼀激发态，则发现电⼦⼏率最⼤的位置=x 。
《大学物理》近代物理学练习题及答案解析
《大学物理》近代物理学练习题及答案解析一、简答题1、简述狭义相对论的两个基本原理。
答：爱因斯坦相对性原理: 所有的惯性参考系对于运动的描述都是等效的。
光速不变原理： 光速的大小与光源以及观察者的运动无关，即光速的大小与参考系的选择无关。
2、简述近光速时粒子的能量大小以及各部分能量的意义。
答：总能量2E mc = 2,静能量20E c m =,动能为()20k -m E c m =表示的是质点运动时具有的总能量，包括两部分，质点的动能k E 及其静动能20c m 。
3、给出相对论性动量和能量的关系，说明在什么条件下，cp E =才成立?答：相对论性动量和能量的关系为：22202c p E E +=，如果质点的能量0E E >>,在这种情况下则有cp E =。
4、爱因斯坦相对论力学与经典力学最根本的区别是什么? 写出一维情况洛伦兹变换关系式。
答案：经典力学的绝对时空观与相对论力学的运动时空观。
相对论力学时空观认为：当物体运动速度接近光速时，时间和空间测量遵从洛伦兹变化关系：()vt x -='γx ⎪⎭⎫ ⎝⎛-='x c v t 2t γ5、什么情况下会出现长度收缩和时间延缓现象? 这些现象遵从什么规律?答案：运动系S’与静止系S 之间有接近光速的相对运动时，出现长度收缩或时间延缓现象； 这些现象遵从狭义相对论中洛伦兹时空变换规律。
6、写出爱因斯坦的质能关系式，并说明其物理意义。
答：2E mc = 或2E mc ∆=∆物理意义：惯性质量的增加和能量的增加相联系，能量的改变必然导致质量的相应变化，相对论能量和质量遵从守恒定律。
7、微观例子(例如电子)同光子一样具有波粒二象性，它们之间有什么区别，它们的波动性有什么不同?答：光子具有光速，而微观粒子的速度则相对较小，微观粒子具有静止质量，光子不具有。
光子是电磁波，具有干涉衍射偏振性，微观粒子(电子)则是概率波，具有干涉衍射，但未发现偏振性。
大学物理竞赛专题辅导之近代物理
t 原时
t t 3
1.25 10 5
8
0.75 108 s
例2：如图，两相同直尺AB、A′B′分别静臵于S系与S′系，S′系 相对S系以速率βc（c为光速）沿+x方向作匀速直线运动。静止 在A、B上的两个两个时钟的计时率调到一致，静止在A′、B′上 的两个时钟的计时率也调到一致，当A与A′钟相遇时，两钟均 调到零，当B与B′钟相遇时，两钟也调到零，设当A与A′ 相遇时， A发出光信号，已知B′接收到信号时， B′钟的读数为一个时间 单位。试问：1、当B接收到该信号时，B钟的读数为多少时间 单位；2、 若B′接收到该信号后，立即发出应答光信号，则a) A′接收到该信号时， A′钟的读数为多少时间单位；b) A接收到 该信号时， A钟的读数为多少时间单位。 A′ 解： S′系中：AB的长度 l 1 2 l0 B′ A′ B′ c l 0 ′′ S ① S A与A′相遇(并发光)的时刻： A B A B l l0 l S S x x t ② A
故B′收到此信号时B′钟的读数为
理学院物理系
l0 1 t B tA c
张晚云
l0 ?
1、当B接收到该信号时，B钟的读数为多少时间单位； A′ l 解： B′ S系中：A′B′长度 l 1 2 l0 S′ l0 l l0 B与B′相遇的时刻： t B A B S
S′
x1 , t1
S
, t2 x2
' 2
, t1 x1
x , t x x t
' 2
S
S O
S′
x ,t
' 1
' 1
9 x1, t 13 10 m
大学物理---热学部分和近代物理部分练习题及答案解析
大学物理---热学部分和近代物理部分练习题及答案解析一、选择题1. 已知氢气与氧气的温度相同，请判断下列说法哪个正确？(A) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的压强一定大于氢气的压强．(B) 氧分子的质量比氢分子大，所以氧气的密度一定大于氢气的密度．(C) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的速率一定比氧分子的速率大.(D) 氧分子的质量比氢分子大，所以氢分子的方均根速率一定比氧分子的方均根速率大． ［ D ］2. 两种不同的理想气体，若它们的最概然速率相等，则它们的(A) 平均速率相等，方均根速率相等．(B) 平均速率相等，方均根速率不相等．(C) 平均速率不相等，方均根速率相等．(D) 平均速率不相等，方均根速率不相等． ［ A ］3. 若理想气体的体积为V ，压强为p ，温度为T ，一个分子的质量为m ，k 为玻尔兹曼常量，R 为普适气体常量，则该理想气体的分子数为：(A) pV / m (B) pV / (kT )(C) pV / (RT ) (D) pV / (mT ) ［ B ］4. 1 mol 刚性双原子分子理想气体，当温度为T 时，其内能为（式中R 为普适气体常量，k为玻尔兹曼常量）(A) ． (B)．(C)． (D)． [ C ]5. 一物质系统从外界吸收一定的热量，则(A) 系统的内能一定增加．(B) 系统的内能一定减少．(C) 系统的内能一定保持不变．(D) 系统的内能可能增加，也可能减少或保持不变． [ D ]6．如果在一固定容器内，理想气体分子速率都提高为原来的二倍，那么（A ）温度和压强都升高为原来的二倍；（B ）温度升高为原来的二倍，压强升高为原来的四倍；RT 23kT23RT 25kT25（C）温度升高为原来的四倍，压强升高为原来的二倍；（D）温度与压强都升高为原来的四倍。
[ D ]7.两容器内分别盛有氢气和氦气，若它们的温度和质量分别相等，则：(A) 两种气体分子的平均平动动能相等．(B) 两种气体分子的平均动能相等．(C) 两种气体分子的平均速率相等．(D) 两种气体的内能相等．［ A ］8.麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A、B两部分面积相等，则该图表示v为最概然速率．(A)v为平均速率．(B)v为方均根速率．(C)v的分子数各占一半．［ D ](D) 速率大于和小于f(v)9. 速率分布函数f(v)的物理意义为：(A) 具有速率v的分子占总分子数的百分比．(B) 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数占总分子数的百分比．(C) 具有速率v的分子数．(D) 速率分布在v附近的单位速率间隔中的分子数．［ B ］10. 根据热力学第二定律可知：(A) 功可以全部转换为热，但热不能全部转换为功．(B) 热可以从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体(C) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程．(D) 一切自发过程都是不可逆的．［ D ］11.根据热力学第二定律判断下列哪种说法是正确的．(A) 热量能从高温物体传到低温物体，但不能从低温物体传到高温物体．(B) 功可以全部变为热，但热不能全部变为功．(C) 气体能够自由膨胀，但不能自动收缩．(D) 有规则运动的能量能够变为无规则运动的能量，但无规则运动的能量不能变为有规则运动的能量 ［ C ］12.热力学第二定律表明：(A) 不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功．(B) 在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功.(C) 摩擦生热的过程是不可逆的.(D) 热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体． ［ C ］一、填空题1. 质量为M ，摩尔质量为mol M ，分子数密度为n 的理想气体，处于平衡态时，系统压强P 与温度T 的关系为 P nkT =。
大学物理12近代物理一解答
解： (1) 德布罗意公式： h /(mv)
粒子受磁场力作用作圆周运动
qvB mv 2 / R m v qRB
又 q 2e
h /(2eRB) 1.00 10 11 m 1.00 10 2 nm
近代物理（一）
第十五章 近代物理
(2) 若使质量m = 0.1 g的小球以与粒子相同的速率运动． 则其波长为多少？
近代物理（一）
第十五章 近代物理
4. 氢原子的运动速率等于它在300 K时的方均根速率
时，它的德布罗意波长是__1_.4_5__A_0_____．质量为M
=1 g，以速度v 1 cm·s-1运动的小球的德布罗意波长
是__6_.6_3_×__1_0_-_19_A__0_．(普朗克常量为h =6.63×10-34
近代物理（一）
第十五章 近代物理
3．将所谓“黑体”是指的这样的一种物体，即
(A) 不能反射任何可见光的物体．
(B) 不能发射任何电磁辐射的物体．
(C) 能够全部吸收外来的任何电磁辐射的物体．
(D) 完全不透明的物体．
［］
近代物理（一）
第十五章 近代物理
4．粒关于不确定关系 ( px x ， h /(2)）， 有以下几种理解：
h edUa /d
e
2.0 0
(10.0 5.0) 1014
=6.4×10-34 J·s
近代物理（一）
第十五章 近代物理
2．将用波长 0=1 A0的光子做康普顿实验． (1) 散射角＝90°的康普顿散射波长是多少？
(2) 反冲电子获得的动能有多大？ (普朗克常量h =6.63×10-34 J·s， 解：电(1)子康静普止顿质散量射m光e=子9.波11长×改10变-31：kg)
大学物理测试题及答案4
近代物理单元测试题一.选择题(每题3分,共30分)1. 静止参照系S 中有一尺子沿x 方向放置不动，运动参照系S '沿x 轴运动,S 、S'的坐标轴平行.在不同参照系测量尺子的长度时必须注意(A) S'与S 中的观察者可以不同时地去测量尺子两端的坐标.(B) S'中的观察者可以不同时，但S 中的观察者必须同时去测量尺子两端的坐标. (C) S'中的观察者必须同时，但S 中的观察者可以不同时去测量尺子两端的坐标. (D) S'与S 中的观察者都必须同时去测量尺子两端的坐标 . 2. 下列几种说法： (1) 所有惯性系对一切物理规律都是等价的.(2) 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度都相同。
其中哪些正确的？(A) 只有（1）、(2)是正确的. (B) 只有（1）、(3)是正确的.(B) 只有（2）、(3)是正确的. (D) 三种说法都是正确的. 3. 一个电子的运动速度v =0.99c ,它的动能是(A) 3.5MeV. (B) 4.0MeV. (C) 3.1MeV. (D) 2.5MeV.4. 某核电站年发电量为100亿度,它等于3.6×1016J.如果这些能量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量为(A) 0.4kg. (B) 0.8kg. (C) 12×107kg. (D) (1/12)×107kg.5. 在加热黑体过程中，其最大单色辐出度对应的波长由0.8μm 变到0.4μm ，则其辐射出射度增大为原来的 (A) 2倍. (B) 4倍. (C) 16倍. (D) 8倍.6. 在图4.1.的四个图中，哪一个图能定性地正确反映黑体单色辐出度M λ(T )随λ和T 的变化关系，（已知T 2 >T 1）7. 下面这此材料的逸出功为：铍,3.9eV ；钯,5.0eV ；铯,1.9eV ；钨,4.5eV.要制造能在可见光(频率范围为 3.9⨯1014Hz －7.5⨯1014Hz)下工作的光电管，在这此材料中应选：(A) 钨. (B) 钯. (C) 铯. (D) 铍.8. 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程. 对此过程，在以下几种理解中，正确的是： (A) 光电效应是电子吸收光子的过程,而康普顿效应则是光子和电子的弹性碰撞过程. (B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程. (C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程.(D) 两种效应都是电子与光子的碰撞,都服从动量守恒定律和能量守恒定律. 9. 关于不确定关系∆x ∆p ≥ћ有以下几种理解：(1) 粒子的动量不可能确定；(2) 粒子的坐标不可能确定；(3) 粒子的动量和坐标不可能同时确定；(4) 不确定关系不仅适用于电子和光子，也适用于其它粒子。
大学物理单元重点讲解：近代物理习题课
2013年7月25日星期四
2 近代物理习题课
三、狭义相对论时空观 同时的相对性
长度收缩
二、洛仑兹变换
v 令 ， c
1 1 2
正变换
x x vt y' y z' z
2013年7月25日星期四
14 近代物理习题课
例4 某种金属在一束绿光照射下刚能产生光电效应，用紫 光或红光照射时，能否产生光电效应。
1 1 2
解：
1 0.6 0.8 （1） 根据质速关系， 物体质量为 m m0 1.67 kg
2
5 1.67 3
（2） 根据运动方向长度缩短，甲测得棒的长度为
t ' v c 1 t
2
乙——S系
x ' 0
2
t 5s
t ' 1 2
求： x, v
由时间延缓公式 t
1.8 108 m/s 0.6c
由洛仑兹变换 x v t x 9 108 m 1 2
2013年7月25日星期四
16
2013年7月25日星期四
9 近代物理习题课
例3 观测者甲测得同一地点发生的两事件的时间间隔为 4s，观测者乙测得其时间间隔为5s，问观测者乙测得这两 事件发生的地点相距多少米？乙相对于甲的运动速度是 多少？ 甲—S ’系 已知： t ' 4s 解:
v t ' 1 c t
10 近代物理习题课
例4 观察者乙以 0.8c 的速度相对静止的观察者甲运动，乙 带一质量为 1kg 的物体，则甲测得此物体的质量为多少？ 乙带一长为 l，质量为m 的棒，该棒安放在运动方向上，则 甲测得棒的线密度为多少？ 甲—S ’系 已知： t ' 4s 解:
近代物理(习题和解答)
o
8 c 3 10 1 34 ev h h 6 . 63 10 19 . 5 10 19 636 10 1 . 6 10
能电离，动能为： 速度为：
ev E h 13 . 6 5 . 9 k
19
2 E 2 5 . 9 1 . 6 10 6 k (m/s) 1 . 44 10 31 m 9 . 1 10
o
h ( 1 cos ) m c 0 o 0 . 24 ( 1 cos 45 ) 0 . 710 0 . 717 A
设反冲电子与入射光夹角为， 如图
45
解：由康普顿散射公式有：
h
h
p
h h cos45 P cos 有： h si n45 P si n
光量子理论：（1） im ∝光电子数目∝光强；（2） hν=mv2/2+A，Ek∝ν ；（3）存在红限ν0=A/h；（4） 光子一次性被电子吸收而无需时间
6-2 光电效应中电子与光子相互作用过程中动量守 恒吗？为什么？
答：不守恒。 ∵光子与电子不处在孤立系统中， 还要受外力作用。 光子、电子及参与 受力作用 的原子核三者之间总体动量守恒。
B
∴
B 有： f e 0 m
R
G
A
R /2
K
eB0 R 2m 2 2 2 1 2 hc R hc e B 0 m A A 2 8 m
19
9 . 95 10 1 . 4 10 R B
82 2 0
(2024年)大学物理习题练习及答案
14
稳恒电流与磁场
电流与电阻
理解电流、电阻的概念，掌握 欧姆定律及其应用。
2024/3/26
磁场及其性质
理解磁场的概念和性质，掌握 磁感线的分布规律。
安培环路定律
理解安培环路定律，掌握其应 用方法。
洛伦兹力与霍尔效应
理解洛伦兹力和霍尔效应的概 念，掌握其计算方法和应用。
15
电磁感应与电磁波
法拉第电磁感应定律
2024/3/26
习题3
分析单缝衍射和双缝衍射的特点，并 比较其异同。
习题4
讨论光栅衍射的原理和应用，如光谱 分析、光栅测长等。
20
光的偏振与色散
习题1
解释什么是光的偏振现象，并说明偏振光的产生和检测方法。
习题2
阐述马吕斯定律和布儒斯特定律的原理和应用。
习题3
分析光的色散现象，如棱镜色散、光栅色散等，并给出相关公式。
11
气体动理论
理想气体的微观模型
了解理想气体的微观模型，理解气体分子运动的无规则性和统计规律性。
压强和温度的微观解释
掌握压强和温度的微观解释，理解气体压强与分子平均动能、分子数密度的关系。
2024/3/26
气体动理论的应用
能够运用气体动理论解释宏观现象，如扩散、热传导、黏滞性等。同时，了解气体动理论在科学技术中的应 用，如真空技术、气体激光器等。
习题4
讨论白光通过三棱镜后的色散现象和光谱分布。
2024/3/26
21
激光与光纤通信
习题1
解释什么是激光，并说明激光器的原理和构 造。
习题3
分析光纤通信的原理和优点，并说明光纤的 结构和传输模式。
2024/3/26
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
狭义相对论基本假设、洛伦兹变换、狭义相对论时空观 17. 2两火箭A 、B 沿同一直线相向运动，测得两者相对地球的速度大小分别是 =0.9c, v B = 0.8c.则两者互测的相对运动速度大小为：(A) 1.7c ； (B) 0.988c ； (C) 0.95c ；(D) 0.975c.答：B .分析：以 A 为 S ，系，则 w=0.9c, V v =-0.8c,由相对论速度变换关系可知：SAS'爪VB-0.8c-0.9c•0&・・。
.9疽一第十七章相对论17. 1在狭义相对论中，下列说法哪些正确？(1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速，(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的运动状态而改变的， (3) 在一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件在其它一切惯性系中 也是同时发生的，(4) 惯性系中观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时，会看到这时钟比 与他相对静止的相同时钟走得慢些.(A) (1) (3) (4) ； (B) (1) (2) (4)； (C)(2) (3) (4) ；(D) (1)(2)(3).[]答：B. 分析：(1) 根据洛仑兹变换和速度变换关系，光速是速度的极限，所以(1)正确； (2) 由长度收缩和时间碰撞(钟慢尺缩)公式，长度、时间的测量结果都是随 物体与观察者的运动状态而改变的；同时在相对论情况下，质量不再是守恒量，也 会随速度大小而变化，所以(2)是正确的；(3) 由同时的相对性，在S'系中同时但不同地发生的两个事件，在S 系中观察不是同时的。
只有同时、同地发生的事件，在另一惯性系中才会是同时发生的，故排 除⑶；(4) 由于相对论效应使得动钟变慢，故(4)也是正确的。
所以该题答案选(B)所以选(B)17. 3 —宇航员要到离地球5光年的星球去旅行，如果宇航员希望把这路程缩短为3光年，则他乘的火箭相对于地球的速度为：(A)c/2；(B) 3c/5；(C)4c/5；(D) 9c/10. [ ] 答：C.分析：从地球上看，地球与星球的距离为固有长度L。
；从火箭上看，由于火箭与地球和星球之间相对运动，火箭上所测地球与星球的距离为运动长度L.匕=3光年,4=5光年，L = = , u = 0.8c: 17. 4 K系和K'系是坐标轴相互平行的两个惯性系K'系相对于K系沿OX轴正方向匀速运动，一根刚性尺静止在尸系中，与O ’X’轴成30°角，今在K系中观察得该尺与QX轴成45’角，则K'系相对于K系的速度是：(A) 2c/3；(B)c/3；(C) V2?3c；(D) 7T/3c.[ ] 答：C.分析：相对论长度只有沿速度方向的长度变化，与速度方向垂直的长度不变，所以: Ax = Ax'// = A/J1 , Ay = Ay'由题意：Ar = △)cot 45°; Ar' = Ay cot 30°因此有：Ay cot 45。
= △)，cot 30。
JI —% 从而求出速度w = 7273c,答案选(C)17. 5静止时边长为50cm的立方体，当它沿着与它的一个棱平行的方向相对于地面以速度2.4X 1。
8〃祈运动时，在地面上测得它的体积是.答：0. 075m3.分析：相对论长度只有沿速度方向的长度收缩，与速度方向垂宜的长度不变，因此只有一个方向的边长发生尺缩效应，所以体积改变为:l-(2-4x1^ =0.075 (3xl08)2V r = a117. 6有一速度为〃的飞船沿尤轴正方向飞行，飞船头尾各有一脉冲光源在工作，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传播速度大小为答：3X10m/s, 3X10m/s.分析：由光速不变原理，光的速度大小在任何惯性系当中永远都是不变的。
17.7兀’介子是一不稳定粒子，平均寿命是2.6X10一％（在自己的参照系中测得），（1）如果此粒子相对于实验室以0.8c的速度运动，那么实验室参照系中测量的介子寿命为多少？（2）介子在衰变前运动了多长的距离？解：（1）平均寿命是2.6X1。
-%为在自己的参照系中测得，为固有时间。
由丁 =次。
,所以，得r = 4.3x10-8^）；（2 ）介子衰变前一直以0.8c的速度运动，所以运动的总距离为：I = UT = 10.3m .17.8 —宇宙飞船船身的固有长度为90/〃，相对于地面以0.8。
的匀速在一观测站的上空飞过.（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）观测站测得飞船的船身长度为：________L —-- — = 54 米；从而测得通过的时间间隔为：Ar, =L/W =2.25X10-75；（固有时间）（2）宇航员与船身一起运动，宇航员测得的飞船长度就是飞船的固有长度，因此宇航员测得的时间间隔是：Ar2=£O/M=3.75X1O'7S.还可：宇航员观察船头和船尾经过观测站发生在不同地点，运动时间△& =松4。
17. 9观测者甲和乙分别静止于两个惯性系K和中，甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为4s,而乙测得的这两个事件的日寸间间隔为5s,求（1）《相对于K的运动速度，（2）乙测得这两个事件的地点的距离.解：（1）甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为4y,这个时间为固有时间％=4。
而乙测得的时间间隔5s为运动时间r = 5o由丁 = % = 丁。
/J1-后/疽3u = —c= 1.8x 108m/55（2）因为甲测得两事件发生在同一地点，乙相对于甲（或两事件）的运动速度为3U,则乙测得两事件地点的距离为：Av z = wAf = -cx5 = 9xl08mi 1 0 答：-m e c^4分析：w=再相对论动力学17. 10 a粒子在加速器中被加速到动能为静止能量的4倍时，其质量in与静止质量㈣的关系为：(A) = 4屿；(B) m = 5m0；(C) m = 6/n0；(D) m - 8m0 .答：B.分析：根据题意 & = = mc~ - m{}c2；所以me2 = 5m o c2;即：m = 4m()+ m{} = 5m0，故选(B) 17. 11根据相对论力学动能为l/4MeV的电子，其运动速度约等于(1M=1O6, leV=1.60X1019焦耳，即电子经1伏电压加速所获得的能量，电子静止质量zno=9. 11X 10~3I kgo )(A) 0.1c；(B) 0.5c；(C) 0.7c； (D) 0.85c. [ ] 答：C.分析：相对论动能为E k =mc? -m^c2 = yn^c2 - m o c2 = (/ - l)/?7n c2,根据题意，电子的动能E k =-A/^V=-xl.6xlO-19xlO6, 4 4所以£,=(/- l)m0c2 = ^- x 1.6x W19 x 106,解得：u = 0.7c17.12设电子静止质量为性，将一个电子从静止加速到速率为0.6c,需做功做功等于电子动能的增2 m o c = - 20 = — c2J"")% 417.13 (1)在速率的情况下，粒子的动量等于非相对论动量的两倍.'(2)在速率”=的情况下，粒子的动能等于它静止能量.答：-V3c,-V3c.2 2分析：(1)根据题意得P = mv= . /??()v = 2/??n v,解得解：根据题意：E = =次瑚=均,y -u =cjl*)2 =^V3c(2)由题意 E k = (/ —1)E O = E° ,所以/ = 2, 解得： v = c 1-(1)2='&V/217. 14设快速运动的介子的能量约为E=3000MeV,而此种介子静止时的能量为E ()=100M^V,如其固有寿命为2乂10一6，求它运动的距离.所以： w = 2.996 xl08m-r',由相对论可知，由于的介子运动，在地面参考系观察，它寿命就会变化，它的 运动时间为：丁 = /%=30r 。
，解得： I = ur = yuT {} = 17987m.第十八章量子物理基础18. 1已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势是 U(),则此单色光的波长入必须满足 (A) X Whc/ (e U°) ； (B) 4 N/?c/ (e U°)； (C) X We U()/ (he) ； (D)入 W"o/(/zc).[]答：A .分析：按照爱因斯坦的光量子假说，光电效应可以解释为一个光子(能量为hv) 被一个电子吸收.发生电子逸出的条件是光子的能量大于金属对电子的束缚(逸 出功 A=eUo').即hvNeU (), hv = hc/k> eU ()，得答案 A .18. 2关于光电效应有下列说法(1) 任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应；(2) 对于同一金属如有光电子产生，则入射光的频率不同，光电子的初动能不 同； (3) 对于同一金属由于入射光的波长不同，单位时•间内产生的光电子数目不同； (4) 对于同一金属若入射光的频率不变而其强度增加一倍则饱和电流也增加一 倍. (5) 其中正确的是 (A) (1)、(2)、(3) ；(B) (2)、(3)、(4)；(C) (2)、(3) ；(D) (2)、(4). [ ] 答：D.分析：(1)基本概念：光电效应中，只有当光的频率大于红限频率(光速不变，对应的波长就应该小于红线波长)时，才能发生光电子逸出.所以(1)是错误的.(2)频率越高，一个光子的能量越大.爱因斯坦光电效应方程= hv-,,而逸出功与光子频率无关・因此，如果入射光子频率不同，那么逸出电子的Ek初动能也不同.所以，(2)是正确的・(3)单位时间产生电子的数目与入射光的光子数成正比.因此，(3)是错误的.(4)饱和电流正比于光子数N,光强l=Nhv,光强增加一倍，光子数也增加一倍。
(4)是正确的.由上面的分析可知，只有(2) (4)是正确的.18. 3用强度为/，波长为人的尤射线分别照射锂(Z=3)和铁(Z=26),若在同一散射角下测得康普顿散射的X射线中变线波长分别是4和入2,它们对应的强度分别为力和如则(A)入i> 入2 , (B) A. != A 2,(C)入 L 入2 , h>I2; (D)人K 入2, h>I2[ ]答：C分析：康普顿散射公式为A-/^)=h/ni e c( 1 -cos^) .如果散射角相同，那么波长的改变量敬0也相同.因此，有人1或2 .康普顿散射的实验规律还有：“不同元素的散射物质，在同一散射角下，散射线中变线的强度随着原子序数的增加而减小”(课本第178页).因此有h>I2 .所以，选C.18. 4以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流的曲线如图中实线所示，然后在光强不变的条件下增大照射光的频率，测出其光电流的曲线如图中虚线所示，满足题意的图是[ ] 答：D分析：光强与频率、单位时间内通过单位面积上的光子数之间的关系是I=Nhv .由此可见，在光强不变的条件下，频率v越高，N越小.N决定了饱和光电流的大小.因此，饱和电流减小.另外，hv=E k + A, E k=\eU0\,遏止电压的绝对值随着入射光频率增加而增大，因此遏止电压绝对值将增大.18.5康普顿效应的主要特点是（A）散射光的波长均比入射光的波长短，而且随散射角增大而减小，但与散射体的性质无关；（B）散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体的性质无关；（C）散射光中既有与入射光的波长相同的，又有不同的，这与散射体的性质有关：（D）散射光中有些波R比入射光的波长R且随散射角增大而增大，有些散射光波长与入射光的波长相同的，这与散射体的性质无关.[ ] 答：D分析：X射线是由大量运动着的光子流组成的，当光子通过物质时，将与物质中的电子相互作用，发生弹性碰撞。