长安大学大学物理近代物理一参考答案
长安大学大一物理试卷答案1
参考答案力学一一、选择题1. C2.B 3.D 4.B 5.C 6.C 7.C 8.B 9. C 10. C二、填空题1. )/(0l h hv -2. 23xx + 3.50sin 550cos 5ti tj-+;0;圆4.5.g θ±;θcos g ;2200cos v gθ 6. 313ct; ct 2;Rt c 427. 162Rt ;4 8. =47.2(Km/h); 东偏北8a r c t a n 585=三、计算题1.v v s=;230/av h s=2.解:(1)根据题意2d d v kv t=-即有2d d d d v x kv x t ⋅=- 亦即 2d d v v kv x⋅=- 分离变量,作积分,则有0d d v x v v k x v=-⎰⎰∴kx v v -=0ln故 kx e v v -=0 (2)据题意2d d v kv t =- 分离变量 2d d vk t v -=作积分 02d d v t v v k t v-=⎰⎰kt v v=-11∴ tkv v kt v v 001011+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-3.解:(1)质点的角速度和角加速度为2d 12d t tθω==,22d 24d t tθβ==发向与切向加速度大小为24144n a R Rt ω==,24a R Rt τβ== 当t =2s 时,2230.4m /s n a =,24.8m /s a τ=(2)设t '时,a 和半径夹角为45 ,此时,n a a τ=,即414424Rt Rt ''=解得 16t s '=,3()24 2.67radt t θ''=+=力学二一、选择题1.C 2.B 3.D 4.A 5.C 6.A二、填空题1. 1.4 ; 1.1 2. 16 N s ⋅; 176 J 3. 5i j -4.0,s5. m v i m v j --m g R - 6. 222222;;22m g m g m g k k k-7. 21211212;r r r r G M m G M m r r r r ---8. 100m/s三、计算题1.(1)0k tm d v f kv mv v ed t-=-==(2)0(1)k tmm v x eK-=-当t →∞时 0m m v x k=。
长安大学大学物理上册试题及答案
长安大学2017-2018学年第二学期试题(A )卷一、选择题1.一质点在Oxy 平面内运动,物体的速度为28=-v i tj (SI),已知t =0时它通过(3,-7)(SI)位置,则该物体的运动方程为:()(A)224=- r ti t j ;(B)2234+7()()=+- r t i t j ;(C)8=-r j ;(D)228=-r ti t j 。
2.对质点系有下列说法,其中正确的是:()(A)系统总动量的改变与内力有关;(B)系统总动能的改变与内力无关;(C)系统总机械能的改变与保守内力无关;(D)系统总势能的改变与保守内力无关。
3.花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为0J ,角速度为0ω,然后她将两臂收回,使转动惯量减少为031J ,这时她转动的角速度变为:()(A)031ω;(B)031ω;(C)03ω;(D)03ω。
4.设有振动方向相同的两个简谐振动,1π2cos(100π)3x A t =+,22π2cos(100π3x A t =-,这两个简谐振动的合振动振幅为:()(A)0;(B)2A ;(C)A ;(D)3A 。
5.一平面简谐波在弹性媒质中传播时,在传播方向上媒质中某质元处于负的最大位移处,则它的能量是:()(A)动能最大,势能最大;(B)动能最小,势能最小;(C)动能最小,势能最大,且机械能能量守恒;(D)动能最大,势能最小。
6.一横波沿绳子传播时,波的表达式为0.3cos(2π5π)y x t =-(SI),则:()(A)波速为25m/s;(B)波速为5m/s;(C)波长为1m;(D)频率为2Hz 。
7.汽车驶过车站时,车站上的观测者测得汽笛声频率由1200Hz 变为1000Hz ,设空气中声速为330m·s -1,则汽车的速率:()(A)30m/s ;(B)38m/s ;(C)25m/s ;(D)35m/s 。
8.在同温同压下,若氧气和氦气(均视为刚性分子的理想气体)的体积比V 1/V 2=1/3,则其内能之比E 1/E 2为:()(A)1/3;(B)5/6;(C)5/9;(D)5/6。
长安大学大学物理期末考试试卷(含答案)
长安大学大学物理期末考试试卷(含答案)一、大学物理期末选择题复习1.如图所示,质量为m 的物体用平行于斜面的细线联结置于光滑的斜面上,若斜面向左方作加速运动,当物体刚脱离斜面时,它的加速度的大小为()(A) g sin θ(B) g cos θ(C) g tan θ(D) g cot θ答案D2.对质点组有以下几种说法:(1) 质点组总动量的改变与内力无关;(2) 质点组总动能的改变与内力无关;(3) 质点组机械能的改变与保守内力无关.下列对上述说法判断正确的是()(A) 只有(1)是正确的(B) (1) (2)是正确的(C) (1) (3)是正确的 (D) (2) (3)是正确的答案C3.无限长直圆柱体,半径为R,沿轴向均匀流有电流.设圆柱体内( r< R)的磁感强度为B i,圆柱体外( r > R )的磁感强度为B e,则有()(A) B i、B e均与r成正比(B) B i、B e均与r成反比(C) B i与r成反比,B e与r成正比(D) B i与r成正比,B e与r成反比答案D4.静电场中高斯面上各点的电场强度是由:()(A) 高斯面内的电荷决定的 (B) 高斯面外的电荷决定的(C) 空间所有电荷决定的 (D) 高斯面内的电荷的代数和决定的答案C5.两根长度相同的细导线分别多层密绕在半径为R 和r 的两个长直圆筒上形成两个螺线管,两个螺线管的长度相同,R =2r ,螺线管通过的电流相同为I ,螺线管中的磁感强度大小B R 、B r 满足( )(A ) r R B B 2=(B ) r R B B =(C ) r R B B =2(D )r R B B 4=答案C6. 一运动质点在某瞬间位于位矢(,)r x y 的端点处,对其速度的大小有四种意见,即(1)dr dt ;(2)dr dt ;(3)ds dt ;(4下列判断正确的是:(A )只有(1)(2)正确 (B )只有(2)正确(C )只有(2)(3)正确 (D )只有(3)(4)正确答案 D7. 一段路面水平的公路,转弯处轨道半径为R ,汽车轮胎与路面间的摩擦因数为μ,要使汽车不致于发生侧向打滑,汽车在该处的行驶速率( )(A (B(C (D )还应由汽车的质量m 决定答案 C8. 一圆盘绕通过盘心且垂直于盘面的水平轴转动,轴间摩擦不计,如图射来两个质量相同、速度大小相同、方向相反并在一条直线上的子弹,它们同时射入圆盘并且留在盘内,在子弹射入后的瞬间,对于圆盘和子弹系统的角动量L 以及圆盘的角速度ω则有( )(A )L 不变,ω增大 (B )两者均不变(C )L 不变,ω减小 (D )两者均不确定答案 C9. 假设卫星环绕地球中心作椭圆运动,则在运动过程中,卫星对地球中心的( )(A )角动量守恒,动能守恒 (B )角动量守恒,机械能守恒(C )角动量不守恒,机械能守恒 (D )角动量不守恒,动量也不守恒(E )角动量守恒,动量也守恒答案 B10. 将一个带正电的带电体A 从远处移到一个不带电的导体B 附近,导体B 的电势将( )(A )升高 (B )降低 (C )不会发生变化 (D )无法确定答案 A11. 在图(a )和(b )中各有一半经相同的圆形回路1L 、2L ,圆周内有电流1I 、2I ,其分布相同,且均在真空中,但在(b )图中2L 回路外有电流3I ,1P 、2P 为两圆形回路上的对应点,则 ( )(A )1212,P P L L B dl B dl B B ⋅=⋅=⎰⎰ (B )1212,P P L L B dl B dl B B ⋅≠⋅=⎰⎰ (C )1212,P P L L B dl B dl B B ⋅=⋅≠⎰⎰ (D )1212,P P L L B dl B dl B B ⋅≠⋅≠⎰⎰ 答案C12. 一根无限长直导线载有I ,一矩形线圈位于导线平面内沿垂直于载流导线方向以恒定速率运动(如图),则 ( )(A )线圈中无感应电流 (B )线圈中感应电流为顺时针方向(C )线圈中感应电流为逆时针方向 (D )线圈中感应电流方向无法确定答案 B13. 对位移电流,下述说法正确的是 ( )(A )位移电流的实质是变化的电场(B )位移电流和传导电流一样是定向运动的电荷(C )位移电流服从传导电流遵循的所有定律(D )位移电流的磁效应不服从安培环路定律答案 A14. 下列概念正确的是 ( )(A )感应电场也是保守场(B )感应电场的电场线是一组闭合曲线(C )m LI Φ=,因而线圈的自感系数与回路的电流成反比(D )m LI Φ=,回路的磁通量越大,回路的自感系数也一定大答案 B15. 一个质点作简谐运动,振幅为A ,在起始时刻质点的位移为2A -,且向x 轴正方向运动,代表此简谐运动的旋转矢量为( )答案 B。
最新大学物理近代物理题库及答案
最新大学物理近代物理题库及答案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v 2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 ?,那么入射光的波长是(A) 5350 ?. (B) 5000 ?.(C) 4350 ?. (D) 3550 ?.[]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.[]25、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O K/c 1.0(A)O E K /c 1.0(B)O K /c 1.0(C)O K /c 1.0I U O (A) I U O (B)I U O (C) I U O (D)(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 ?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 =6.63×10-34 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.[]Q S νm v /233、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。
长安大学大学物理近代物理一参考答案
近代物理一 参考答案一、 1. B 2. A 3. C 4. C 5. B 6. C 7. B 8. C解:1. A 选项,光子可达到光速; C 选项,应为不同惯性系中测定… ; D 选项,应为光速不变。
2. 应用洛伦兹变换(1)S 系中同一地址同一时刻的两事件,即21x x =,21t t =,求'-'12t t0)()()()(1221212122212=---=---='-'x x cu t t x c u t x c u t t t γγγγ S '系中同时发生(2)S 系中同一时刻不同地址的两事件,即21x x ≠,21t t =,求'-'12t t)()()()()(1221221212122212≠--=---=---='-'x x cu x x c u t t x c u t x c u t t t γγγγγS '系中不同时发生3. 以宇航员作参照系,那么,光速为c , 时刻t ∆, 飞船的长度0l ,那么t c l ∆=0 宇航员相关于飞船静止,所测得为固有长度 飞船的运动长度01l l γ=,选C4. 尺运动时, x 方向长度收缩,y 方向长度不变,可得结果。
(见例题)5.脉冲星上的人看到的为固有周期0T ,地球上看到的为s 5.0=Ts 3.053112200==-==⇒=T cv T T T T T γγ6. 0202m c Km mc =⇒=γ,可得C 选项7. 2mc E =可得8. 动量守恒,质能守恒。
两个小粒子运动,合成一个大粒子不运动 依照质能守恒0020222M m c M mc mc =⇒=+γ 二、 1.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-22001c v V m ; 2. 513=L m , 335arctan =θ; 3. ×10-8 s ; 4. 9.6 m ; 5. 270 m ; 5. 200.25m c 6. 8 ; 7. ×108 m/s ;解: 1. 立方体运动,质量增加为静止质量的γ倍,一个棱的长度缩短为原先的γ倍,设静止棱长为a ,运动时,质量0m m γ=,体积γγV aa a V =⋅⋅=因此观看者测得密度⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-===2200021/c v V m V m V m γρ2. 米尺即1m 长, 由图23='x ,21='y在K 系中观测x 方向长度收缩,1033531='='=x x x γy 方向长度不变21='=y y K 系中观测米尺长度5131005222==+=y x L m 与x 轴的夹角335tan ==x y θ, 335arctan =θ 3. 观测者O 是以相关于O 静止的尺子去测,长度为=0l 20 m ,那么O '系中观测长度收缩为m 612054=⨯==γl l ,那么O '系中观测通过的时刻s 1089.86.016/8-⨯===∆c v l t 4. 以实验室为参照系,粒子寿命s 104104.235880--⨯=⨯⨯==γττ 轨迹长度m 6.9 1048.08=⨯⨯==-c v x τ5. (注意该题不能历时刻膨胀和长度收缩处置,因为两事件发生,在两个参照系中观测都既不同时也不同地。
长安大学,大学物理作业答案
静电场三 参考答案一 . 1.C 2.B 3.B 4.B 5.B 6.D 7.CE解: 1. 假如q 为正电,则金属球上靠近q 处会感应出负电荷,金属球另外一边出现正电荷;但由于金属球接地,所以非束缚的电荷(正电荷)会导入地内,这样金属球带负电,受q 的作用力下移。
q 为负电时,情况刚好相反,金属球会带正电,也会受吸引下移。
2. 金属球带点只能在外表面上,所以不管其空心还是实心,其带电之后即为带电球面,既然两个球面半径相同,它们接触后将平均分配电量。
3. 如果一个导体接地,不管在什么地方接地都是一样的。
接地之后,导体上被束缚的电荷不动,其他电荷将被导入地内。
N 导体上的负电荷被吸引而束缚,所以正电荷被导入地内。
4. 静电平衡条件,导体内部场强处处为零. 我们在导体板中任取一点P ,P 点的场强为σ,1σ,2σ 产生的场强矢量和,根据静电平衡条件,点场强应为0, 如图021=-+=E E E E P σ 即022202010=-+εσεσεσ, 而且已知021=+σσ 联立求解可得B 选项.5. 连接后,电荷重新分布,电荷分布到空腔导体的外表面上,从而电场的范围比原来减小(原来从小球表面到∞远处,后来从空腔外表面到∞远处),因而电场的能量减小.6. 连接后,A 和B 为同一个导体,具有同样的电势。
连接后,电荷重新分布,电荷将分布在B 球的外表面上,为均匀带电球面2R ,在该球面内部,场强处处为零,电势相等,为204R q πε.7. 见笔记,D 线与E 线的比较二. 1.无极分子;电偶极子 2. 增大电容量,减小体积; 提高耐压能力 3.σ;0rσεε 4.增大;增大 5.13Q -;23Q -;023Qd s ε 6.04q a πε;04q a πε解:3. 每个极板在介质中一点产生的电场强度大小为εσ2=E ,所以两极板在介质中产生的场强为rE εεσεσεσ022==⋅=, 而σε==E D 4. 电源保持连接,则加在两电容器上的电势差之和一直不变。
大学《大学物理(上)》各章节测试题与答案
《大学物理(上)》的答案第1章问题:以下是近代物理学的理论基础的是()。
答案:量子力学问题:谁建立了电磁场理论,将电学、磁学、光学统一起来?()答案:麦克斯韦问题:谁在伽利略、开普勒等人工作的基础上,建立了完整的经典力学理论?()答案:牛顿问题:物理学是探讨物质结构,运动基本规律和相互作用的科学。
()答案:正确问题:20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学也适用于微观粒子和高速运动物体。
()答案:错误第2章问题:爱因斯坦因提出什么理论而获得诺贝尔物理奖?()答案:光量子假说问题:玻尔因做出什么重大贡献而获得诺贝尔物理学奖?()答案:研究原子的结构和原子的辐射问题:运动学中涉及的主要运动学量包括位移、速度和加速度。
()答案:正确第3章问题:在平面极坐标系中,任意位矢可表示为()。
答案:问题:在直角坐标系中,任意位矢的方向余弦的关系为()。
答案:问题:在直角坐标系中,任意位矢可表示为()。
答案:问题:同一个位置矢量可以在不同的坐标系中表示。
()答案:正确问题:位置矢量在直角坐标系和平面极坐标系中的表示方式是一样的。
()答案:错误第4章问题:设质点在均匀转动(角速度为)的水平转盘上从t=0时刻开始自中心出发,以恒定的速率沿一半径运动,则质点的运动方程为()。
答案:问题:设质点在均匀转动(角速度为)的水平转盘上从t=0时刻开始自中心出发,以恒定的速率沿一半径运动,则质点的轨迹方程为()。
答案:问题:质点的位置关于时间的函数称为运动方程。
()答案:正确第5章问题:一个人从O点出发,向正东走了2m,又向正北走了2m,则合位移的大小和方向为()。
答案:东北方向问题:某质点沿半径为R的圆周运动一周,它的位移和路程分别为多少()。
答案:问题:位移和路程都与坐标原点的选取有关。
()答案:错误第6章问题:有一质点沿x方向作直线运动,它的位置由方程决定,其中x的单位是米,t的单位是秒。
则它的速度公式为()。
近代物理初步高考真题答案
近代物理初步高考真题答案随着科技的不断进步和社会的发展,物理作为一门基础科学学科,占据着重要的地位。
近代物理作为物理学的一个重要分支,对于学生的学习和掌握具有一定的挑战性。
近代物理的高考题目通常会涉及到一些较为复杂的知识点和实际问题,对学生的理解和解题能力提出了较高的要求。
下面我们来看看近年来高考近代物理部分的一些典型题目及其答案。
一、选择题部分1. (2019年江苏高考试题)反常色散现象指的是:()A.光速在各种介质中都相等B.光速在不同介质中都相等C.光的折射率随波长的变化而变化D.光的折射率与介质的绝对折射率成正比答案:C.光的折射率随波长的变化而变化2. (2018年北京高考试题)在日常生活中常用的不能放大物体的光学仪器是:()A.显微镜B.望远镜C.放大镜D.相机答案:B.望远镜3. (2017年全国I卷高考试题)真空中光的速度是:()A.0B.3.0 x 10^8m/sC.1.5 x 10^8m/sD.1.0 x 10^8m/s答案:B.3.0 x 10^8m/s二、填空题部分1. (2016年浙江高考试题)在真空中波长λ的某种波以v的速度传播,波长为2λ的同种波在真空中的传播速度是()。
答案:2v2. (2015年天津高考试题)一束波长为400nm的单色光通过折射率为n的透明介质,入射角为30°时,折射角的大小为()。
答案:sin^(-1)(nsin30°)三、综合解答题部分(2015年北京高考试题)我国很多海岸地区利用潮汐能发电,某港口一处300米宽的出海口形成了潮汐发电站。
潮汐发电的原理是利用海水的涨落运动改变机械装置的高度,从而产生动能。
如图所示,海水的高处表示为源能位置,横向长度记为d,下处记为盐能位置。
每日有两次涨潮和两次落潮,每次涨落潮的运动时间假设相等,取此时间为T。
为满足发电需要,发电站可改变涨潮时的抬水高度△h 和涨潮运动的总长度d,实现发电,并最终回运到海水高位。
大学物理一考试题及答案
大学物理一考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 光的干涉现象是由于光波的:A. 反射B. 折射C. 衍射D. 叠加2. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比,下列说法正确的是:A. 力是改变物体运动状态的原因B. 力是维持物体运动状态的原因C. 力是产生加速度的原因D. 力是改变物体速度的原因3. 电磁感应定律中,感应电动势的大小与下列哪个因素无关?A. 磁通量的变化率B. 线圈的匝数C. 线圈的面积D. 线圈中磁通量的变化率4. 根据热力学第一定律,下列说法错误的是:A. 能量守恒B. 能量不能被创造或消灭C. 能量可以自由转换D. 能量转换有方向性5. 根据麦克斯韦方程组,下列说法正确的是:A. 变化的电场产生磁场B. 变化的磁场产生电场C. 均匀变化的电场产生恒定的磁场D. 均匀变化的磁场产生恒定的电场6. 在理想气体状态方程中,下列哪个物理量是温度的函数?A. 体积B. 压力C. 摩尔质量D. 气体常数7. 根据量子力学,下列说法错误的是:A. 电子在原子内的运动是量子化的B. 电子在原子内的运动是连续的C. 电子在原子内的运动状态可以用波函数描述D. 电子在原子内的运动状态可以用轨道描述8. 根据狭义相对论,下列说法正确的是:A. 时间是绝对的B. 空间是绝对的C. 光速在任何惯性参考系中都是相同的D. 光速在不同惯性参考系中是不同的9. 根据电磁波理论,下列说法正确的是:A. 电磁波是横波B. 电磁波是纵波C. 电磁波的速度在真空中是可变的D. 电磁波的速度在真空中是恒定的10. 在波动光学中,下列说法错误的是:A. 光的干涉现象说明光具有波动性B. 光的衍射现象说明光具有粒子性C. 光的偏振现象说明光是横波D. 光的反射和折射现象说明光具有波动性二、填空题(每题2分,共20分)1. 根据库仑定律,两点电荷之间的静电力与它们的电荷量成正比,与它们之间的距离的平方成______。
《大学物理C1(上、下)》练习册及答案教学文案
《⼤学物理C1(上、下)》练习册及答案教学⽂案《⼤学物理C1(上、下)》练习册及答案⼤学物理C(上、下)练习册质点动⼒学刚体定轴转动静电场电场强度电势静电场中的导体稳恒磁场电磁感应波动、振动光的⼲涉光的衍射注:本习题详细答案,结课后由⽼师发放⼀、质点动⼒学⼀、选择题1. 以下⼏种运动形式中,加速度a保持不变的运动是:(A )单摆的运动;(B )匀速率圆周运动;(C )⾏星的椭圆轨道运动;(D )抛体运动。
[]2. 质点沿半径为R 的圆周作匀速率运动,每T 秒转⼀圈.在2T 时间间隔中,其平均速度⼤⼩与平均速率⼤⼩分别为(A) 2R /T , 2R/T . (B) 0 , 2R /T(C) 0 , 0. (D) 2R /T , 0.[]3. 质点作曲线运动,r表⽰位置⽮量,v 表⽰速度,a 表⽰加速度,S 表⽰路程,a 表⽰切向加速度,下列表达式中, (1) a t d /d v , (2) v t r d /d ,(3) v t S d /d , (4) t a t d /d v.(A) 只有(1)、(4)是对的. (B) 只有(2)、(4)是对的. (C) 只有(2)是对的. (D) 只有(3)是对的.[]4. ⼀运动质点在某瞬时位于⽮径r的端点处,其速度⼤⼩的表达式为(A )t d dr ;(B )dt r d ;(C )dt r d || ;(D )222dt dz dt dy dt dx[]5. 质点作半径为R 的变速圆周运动时的加速度⼤⼩为(v 表⽰任⼀时刻质点的速率)(A) tt 2d d v v . (D) 2/1242d dR t v v .[]6. 质量为m 的质点,以不变速率v 沿图中正三⾓形ABC 的⽔平光滑轨道运动.质点越过A ⾓时,轨道作⽤于质点的冲量的⼤⼩为(A) mv . (B)2mv . 3. (D) 2mv .[]7. 在⽔平冰⾯上以⼀定速度向东⾏驶的炮车,向东南(斜向上)⽅向发射⼀炮弹,对于炮车和炮弹这⼀系统,在此过程中(忽略冰⾯摩擦⼒及空⽓阻⼒) (A) 总动量守恒. (B) 总动量在炮⾝前进的⽅向上的分量守恒,其它⽅向动量不守恒. (C) 总动量在⽔平⾯上任意⽅向的分量守恒,竖直⽅向分量不守恒. (D) 总动量在任何⽅向的分量均不守恒.[]8. ⼀炮弹由于特殊原因在⽔平飞⾏过程中,突然炸裂成两块,其中⼀块作⾃由下落,则另⼀块着地点(飞⾏过程中阻⼒不计)(A) ⽐原来更远. (B) ⽐原来更近. (C) 仍和原来⼀样远. (D) 条件不⾜,不能判定.[]9. 如图,在光滑⽔平地⾯上放着⼀辆⼩车,车上左端放着⼀只箱⼦,今⽤同样的⽔平恒⼒F拉箱⼦,使它由⼩车的左端达到右端,⼀次⼩车被固定在⽔平地⾯上,另⼀次⼩车没有固定.试以⽔平地⾯为参照系,判断下列结论中正确的是AF(A) 在两种情况下,F做的功相等.(B) 在两种情况下,摩擦⼒对箱⼦做的功相等. (C) 在两种情况下,箱⼦获得的动能相等. (D)在两种情况下,由于摩擦⽽产⽣的热相等.[]10. 质量为m 的⼀艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时,可认为该飞船只在地球的引⼒场中运动.已知地球质量为M ,万有引⼒恒量为G ,则当它从距地球中⼼R 1处下降到R 2处时,飞船增加的动能应等于(A)2R GMm(B)(C) 2121R R R R GMm (D) 2121R R R GMm (E) 222121R R R R GMm[ ] ⼆填空11. 灯距地⾯⾼度为h 1,⼀个⼈⾝⾼为h 2,在灯下以匀速率v 沿⽔平直线⾏⾛,如图所⽰.他的头顶在地上的影⼦M 点沿地⾯移动的速度为v M = .12. 质量分别为m 1、m 2、m 3的三个物体A 、B 、C ,⽤⼀根细绳和两根轻弹簧连接并悬于固定点O ,如图.取向下为x 轴正向,开始时系统处于平衡状态,后将细绳剪断,则在刚剪断瞬时,物体B 的加速度B a =_______;物体A 的加速度A a=______.13. 两个相互作⽤的物体A 和B ,⽆摩擦地在⼀条⽔平直线上运动.物体A 的动量是时间的函数,表达式为 P A = P 0 – b t ,式中P 0 、b 分别为正值常量,t 是时间.在下列两种情况下,写出物体B 的动量作为时间函数的表达式:(1) 开始时,若B 静⽌,则 P B 1=__________________; (2) 开始时,若B的动量为 – P 0,则P B 2 = _____________.三、计算题14. 有⼀质点沿x 轴作直线运动,t 时刻的坐标为x = 4.5 t 2 – 2t 3 (SI) .试求:重⼒,求:(1) ⼦弹射⼊沙⼟后,速度随时间变化的函数式;(2) ⼦弹进⼊沙⼟的最⼤深度.16. ⼀⼈从10 m深的井中提⽔.起始时桶中装有10 kg的⽔,桶的质量为1 kg,由于⽔桶漏⽔,每升⾼1 m要漏去0.2 kg的⽔.求⽔桶匀速地从井中提到井⼝,⼈所作的功.⼆、刚体定轴转动⼀、选择题1. ⼈造地球卫星,绕地球作椭圆轨道运动,地球在椭圆的⼀个焦点上,则卫星的 (A)动量不守恒,动能守恒. (B)动量守恒,动能不守恒.(C)对地⼼的⾓动量守恒,动能不守恒.(D)对地⼼的⾓动量不守恒,动能守恒.[] 2. ⼀质点作匀速率圆周运动时,(A) 它的动量不变,对圆⼼的⾓动量也不变. (B) 它的动量不变,对圆⼼的⾓动量不断改变. (C) 它的动量不断改变,对圆⼼的⾓动量不变.(D) 它的动量不断改变,对圆⼼的⾓动量也不断改变.[]3. 如图所⽰,A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮.A 滑轮挂⼀质量为M 的物体,B 滑轮受拉⼒F ,⽽且F =Mg .设A 、B 两滑轮的⾓加速度分别为A和B,不计滑轮轴的摩擦,则有 (A) A=B. (B)A>B.(C)A <B. (D) 开始时A=B,以后A.[]4. ⼀圆盘绕过盘⼼且与盘⾯垂直的光滑固定轴O 以⾓速度按图⽰⽅向转动.若如图所⽰的情况那样,将两个⼤⼩相等⽅向相反但不在同⼀条直线的⼒F 沿盘⾯同时作⽤到圆盘上,则圆盘的⾓速度(A) 必然增⼤. (B) 必然减少. (C) 不会改变. (D) 如何变化,不能确定.[]AMBFOFF5. 花样滑冰运动员绕通过⾃⾝的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为J 0,⾓速度为0.然后她将两臂收回,使转动惯量减少为31J 0.这时她转动的⾓速度变为(A)310. (B)3/10.(C) 3. (D) 3.[]6. 如图所⽰,⼀匀质细杆可绕通过上端与杆垂直的⽔平光滑固定轴O 旋转,初始状态为静⽌悬挂.现有⼀个⼩球⾃左⽅⽔平打击细杆.设⼩球与细杆之间为⾮弹性碰撞,则在碰撞过程中对细杆与⼩球这⼀系统(A) 只有机械能守恒. (B) 只有动量守恒. (C) 只有对转轴O 的⾓动量守恒.(D) 机械能、动量和⾓动量均守恒.[]⼆、填空题7. 在光滑的⽔平⾯上,⼀根长L =2 m 的绳⼦,⼀端固定于O 点,另⼀端系⼀质量m =0.5 kg 的物体.开始时,物体位于位置A ,OA 间距离d =0.5 m ,绳⼦处于松弛状态.现在使物体以初速度v A =4 m ·s 1垂直于度的⼤⼩v =__________________.OBAvAOBv d8. 如图所⽰,⼀匀质⽊球固结在⼀细棒下端,且可绕⽔平光滑固定轴O 转动.今有⼀⼦弹沿着与⽔平⾯成⼀⾓度的⽅向击中⽊球⽽嵌于其中,则在此击中过程中,⽊球、⼦弹、细棒系统的____________________守恒,原因是______________________.⽊球被击中后棒和球升⾼的过程中,⽊球、⼦弹、细棒、地球系统的__________守恒.三、计算题9. 如图所⽰,⼀个质量为m 的物体与绕在定滑轮上的绳⼦相联,绳⼦质量可以忽略,它与定滑轮之间⽆滑动.假设定滑轮质量为M 、半径为R ,其转动惯量为221MR ,滑轮轴光滑.试求该物体由静⽌开始下落的过程中,下落速度与时间的关系.10. ⼀长为1 m 的均匀直棒可绕过其⼀端且与棒垂直的⽔平光滑固定轴转动.抬起另⼀端使棒向上与⽔平⾯成60°,然后⽆初转速地将棒释放.已知棒对轴的转动惯量为231ml ,其中m 和l 分别为棒的质量和长度.求:(1) 放⼿时棒的⾓加速度; (2) 棒转到⽔平位置时的⾓加速度.11. 如图所⽰,A 和B 两飞轮的轴杆在同⼀中⼼线上,设两轮的转动惯量分别为 J =10 kg ·m 2 和 J =20 kg ·m 2.开始时,A 轮转速为600 rev/min ,B 轮静⽌.C为摩擦啮合器,其转动惯量可忽略不计.A 、B 分别与C 的左、右两个组件相连,当C 的左右组件啮合时,B 轮得到加速⽽A 轮减速,直到两轮的转速相等为⽌.设轴光滑,求:(1) 两轮啮合后的转速n ; (2) 两轮各⾃所受的冲量矩.Ox-a a y++三、静电场电场强度⼀、选择题1. ⾼斯定理 VSV S E 0/d d(A) 适⽤于任何静电场. (B) 只适⽤于真空中的静电场. (C) 只适⽤于具有球对称性、轴对称性和平⾯对称性的静电场.(D) 只适⽤于虽然不具有(C)中所述的对称性、但可以找到合适的⾼斯⾯的静电场.[]2.如图所⽰,⼀个电荷为q 的点电荷位于⽴⽅体的A⾓上,则通过侧⾯abcd 的电场强度通量等于: (A) 06 q . (B) 012 q . (C) 024 q . (D) 048 q.[]3. 电荷⾯密度均为+的两块“⽆限⼤”均匀带电的平⾏平板如图放置,其周围空间各点电场强度E随位置坐标x 变化的关系曲线为:(设场强⽅向向右为正、向左为负) []A b c aqO E -a +a 02xE-a+a(B)-0/ 0/ OE-a +ax(D)/ O E -a +a(C)/4. 将⼀个试验电荷q 0 (正电荷)放在带有负电荷的⼤导体附近P 点处(如图),测得它所受的⼒为F .若考虑到电荷q 0不是⾜够⼩,则(A) F / q 0⽐P 点处原先的场强数值⼤. (B) F / q 0⽐P 点处原先的场强数值⼩. (C) F / q 0等于P 点处原先场强的数值.(D) F / q 0与P 点处原先场强的数值哪个⼤⽆法确定.[]5. 如图所⽰,两个“⽆限长”的、半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱⾯均匀带电,沿轴线⽅向单位长度上所带电荷分别为1和2,则在内圆柱⾯⾥⾯、距离轴线为r 处的P 点的电场强度⼤⼩E 为: (A)r0212 . (B) 20210122R R(C) 1012R . (D) 0.[]6. 点电荷Q 被曲⾯S 所包围,从⽆穷远处引⼊另⼀点电荷q ⾄曲⾯外⼀点,如图所⽰,则引⼊前后:(A) 曲⾯S 的电场强度通量不变,曲⾯上各点场强不变.r2 1R 1 R 2Q S7. 根据⾼斯定理的数学表达式Sq S E 0/d可知下述各种说法中,正确的是: (A) 闭合⾯内的电荷代数和为零时,闭合⾯上各点场强⼀定为零. (B) 闭合⾯内的电荷代数和不为零时,闭合⾯上各点场强⼀定处处不为零. (C) 闭合⾯内的电荷代数和为零时,闭合⾯上各点场强不⼀定处处为零.(D) 闭合⾯上各点场强均为零时,闭合⾯内⼀定处处⽆电[]⼆、填空题7. 三个平⾏的“⽆限⼤”均匀带电平⾯,其电荷⾯密度都是+,如图所⽰,则A 、B 、C 、D 三个区域的电场强度分别为:E A =_________________,E B =_____________,E C =_________,E D =___________ (设⽅向向右为正).8. ⼀半径为R 的带有⼀缺⼝的细圆环,缺⼝长度为d (d<⽰.则圆⼼O 处的场强⼤⼩E =____________________________,场强⽅向为______________________. 9. 如图所⽰,真空中两个正点电荷Q ,相距2R .若以其中⼀点电荷所在处O 点为中⼼,以R为半径作⾼斯球⾯S ,则通过该球⾯的电场强度通量=______________;若以 0r表⽰⾼斯⾯外法线⽅向的单位⽮量,则⾼斯⾯上a 、b 两点的电场强度分别为________________________.+ + +ABCDR Oqaaa三、计算题10. 带电细线弯成半径为R 的半圆形,电荷线密度为=sin ,式中为⼀常数,为半径R与x 轴所成的夹⾓,如图所⽰.试求环⼼O 处的电场强度.11.图中虚线所⽰为⼀⽴⽅形的⾼斯⾯,已知空间的场强分布为:E x =bx , E y =0, E z =0.求⽴⽅体六个⾯的电场强度通量。
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)
长安大学大学物理上册试题及答案
长安大学2017-2018学年第二学期试题(A )卷一、选择题1.一质点在Oxy 平面内运动,物体的速度为28=-v i tj (SI),已知t =0时它通过(3,-7)(SI)位置,则该物体的运动方程为:()(A)224=- r ti t j ;(B)2234+7()()=+- r t i t j ;(C)8=-r j ;(D)228=-r ti t j 。
2.对质点系有下列说法,其中正确的是:()(A)系统总动量的改变与内力有关;(B)系统总动能的改变与内力无关;(C)系统总机械能的改变与保守内力无关;(D)系统总势能的改变与保守内力无关。
3.花样滑冰运动员绕过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为0J ,角速度为0ω,然后她将两臂收回,使转动惯量减少为031J ,这时她转动的角速度变为:()(A)031ω;(B)031ω;(C)03ω;(D)03ω。
4.设有振动方向相同的两个简谐振动,1π2cos(100π)3x A t =+,22π2cos(100π3x A t =-,这两个简谐振动的合振动振幅为:()(A)0;(B)2A ;(C)A ;(D)3A 。
5.一平面简谐波在弹性媒质中传播时,在传播方向上媒质中某质元处于负的最大位移处,则它的能量是:()(A)动能最大,势能最大;(B)动能最小,势能最小;(C)动能最小,势能最大,且机械能能量守恒;(D)动能最大,势能最小。
6.一横波沿绳子传播时,波的表达式为0.3cos(2π5π)y x t =-(SI),则:()(A)波速为25m/s;(B)波速为5m/s;(C)波长为1m;(D)频率为2Hz 。
7.汽车驶过车站时,车站上的观测者测得汽笛声频率由1200Hz 变为1000Hz ,设空气中声速为330m·s -1,则汽车的速率:()(A)30m/s ;(B)38m/s ;(C)25m/s ;(D)35m/s 。
8.在同温同压下,若氧气和氦气(均视为刚性分子的理想气体)的体积比V 1/V 2=1/3,则其内能之比E 1/E 2为:()(A)1/3;(B)5/6;(C)5/9;(D)5/6。
大学物理第14章 近代物理学习题及答案
第14章 近代物理学一、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 cv t 2t γ 5、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。
6、什么是光的波粒二象性?答:光的波粒二象性指的是光即有粒子性又具有波动性,其中,粒子的特性有颗粒性和整体性,没有“轨道性”;波动的特性有叠加性,没有“分布性”。
一般来说,光在传播过程中波动性表现比较显著,当光与物质相互作用时,粒子性表现显著。
光的这种两重性,反映了光的本质。
二、选择题1、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m 8.0。
则此米尺的速度为(真空中的光速为s m 8103⨯) ( B ):(A) s m 8102.1⨯ (B) s m 8108.1⨯ (C) s m 8104.2⨯ (D) s m 8103⨯ 2、一宇航员要到离地球5光年的星球去旅行,如果宇航员希望将路程缩短为3光年,则他所乘坐的火箭相当于地球的速度应为光速的几倍( C ): (A) 0.5(B) 0.6(C) 0.8(D) 0.93、一静止质量为0m 的物体被加速到02m ,此时物体的速度为光速的几倍( D ): (A) 1 (B) 0.5 (C) 0.707 (D) 0.8664、在惯性系S 中,有两个静止质量都是0m 的粒子A 和B ,分别以速度v 沿同一直线相向运动,碰后合在一起成为一个粒子,则合成粒子静质量0M 的值为(c 表示真空中光速) ( D ):(A)02m (B) ()2012c vm -(C)()212c vm - (D)()2012c vm -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几倍? ( B ): (A) 4(B) 5(C) 6(D) 86、k E 是粒子的动能,p 是它的动量,那么粒子的静能等于( A ):(A)()kk 2E E -c p 222 (B)()kk 2E E -cp 22(C) ()222E -c p k(D)()kk 2E E -pc 27、一个光子和一个电子具有同样的波长,则( C ): (A) 光子具有较大的动量; (B) 电子具有较大的动量; (C) 它们具有相同的动量; (D) 光子没有动量。
近代物理基础试题及答案
近代物理基础试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 量子力学的基本原理中,描述微观粒子状态的基本物理量是:A. 动量B. 能量C. 波函数D. 角动量答案:C2. 根据海森堡不确定性原理,以下哪个说法是正确的?A. 粒子的位置和动量可以同时准确测量B. 粒子的位置和动量不能同时准确测量C. 粒子的速度和位置可以同时准确测量D. 粒子的动量和能量可以同时准确测量答案:B3. 在相对论中,光速不变原理指的是:A. 光速在不同介质中保持不变B. 光速在真空中对所有惯性观察者来说都是相同的C. 光速会随着观察者的运动而变化D. 光速在不同惯性参考系中是不同的答案:B4. 以下哪个是狭义相对论的效应?A. 质量增加B. 长度收缩C. 时间膨胀D. 所有以上选项答案:D5. 根据泡利不相容原理,以下哪个说法是错误的?A. 两个电子不能拥有完全相同的四个量子数B. 一个原子中不可能有两个电子处于完全相同的状态C. 泡利不相容原理只适用于电子D. 泡利不相容原理是量子力学的基础之一答案:C二、填空题(每空2分,共20分)6. 量子力学中的波粒二象性表明,微观粒子既具有________,也具有________。
答案:波动性;粒子性7. 根据德布罗意假说,物质波的波长λ与动量p的关系是λ=________。
答案:h/p8. 爱因斯坦质能方程E=mc²表明,质量和能量之间存在着________关系。
答案:等价9. 狭义相对论中的时间膨胀公式是Δt'=________,其中v是相对速度,c是光速。
答案:Δt/√(1-v²/c²)10. 根据量子力学的测不准原理,粒子的位置和动量的不确定性关系是Δx·Δp≥________。
答案:h/4π三、简答题(每题10分,共30分)11. 简述量子力学中的波函数坍缩概念。
答案:波函数坍缩是量子力学中描述测量过程的一个概念。
在测量之前,微观粒子的状态由波函数描述,它是一个概率波,表示粒子出现在不同位置的概率。
近代物理课后习题答案
1. 用波动方程推出薛定谔方程。
解:设有一个粒子,其质量为m ,能量为E ,动量为P,根据德布罗意关系可知与粒子运动联系的波的角频率ω及波矢k有如下关系://E k p ω== ħħ(1)则与该粒子相联系的平面波的波函数为:00(,)exp[()/]exp[()/]r t i k r t i p r t ψ=ψ∙-ω=ψ∙-Eħħ (2)(2)式对t 求偏导数得:(,)(,)ir t E r t t ∂ψ=-ψ∂ ħ(,)(,)i r t E r t t∂ψ=ψ∂ ħ(3) (2)式对x 求两次偏导数得:22221(,)(,)x r t P r t x ∂ψ=-ψ∂ ħ即:222(,)(,)x r t P r t -∇ψ=ψħ 同理有:222(,)(,)y r t P r t -∇ψ=ψħ222(,)(,)z r t P r t -∇ψ=ψħ所以,222(,)(,)r t P r t -∇ψ=ψħ 可进一步写成:222(,)(,)22Pr t r t m m-∇ψ=ψ ħ(4) 又由于2/2E P m =(3),(4)式相减得:222()(,)()(,)022Pi r t E r t t m m∂+∇ψ=-ψ=∂ ħħ化简得:22(,)(,)2i r t r t t m∂ψ=-∇ψ∂ħħ (5) 进一步考虑粒子在势场()V r中的运动,2/2E P m V =+(5)式可写为:22(,)()(,)2i r t V r t t m∂ψ=-∇+ψ∂ ħħ上式即为薛定谔方程。
2. 推出电荷守恒公式=λ中的n不可以为零?3.为什么ka n答:若n =0,波函恒为0数无意义 4. 设粒子处于二维无限深势阱{000<y<b(,)x a V x y <<∞ =,其它中,求粒子能量本征值和本征函数。
如果a=b ,能量简并度如何?解:(1)粒子处于二维无限深势阱{000<y<b (,)x a V x y <<∞ =,其它中,则其定态薛定谔方程为:22222()(,)(,)2x y E x y m x y∂∂-+ψ=ψ∂∂ħ,00<y<b x a <<,(1) 22222()(,)(,)(,)(,)2x y V x y x y E x y m x y∂∂-+ψ+ψ=ψ∂∂ħ,(,)x y ∈其它 (2) 对于(2)式,因为(,)V x y →∞,则(,)0x y ψ≡令222mE=k ħ, 则(1)式可可表示为:22222()(,)0k x y x y∂∂++ψ=∂∂解为:12(,)sin()sin()x y x y A k x k y ψ=+δ+δ,,A δ为待定常数 (3)由在阱壁上的连续性可得:(0,0)(,0)(0,)(,)0a b a b ψ=ψ=ψ=ψ= (4 ) 将(3)式代入(4)式得:120δ=δ=1x k a n π=,11,2,3,n =⋯2y k b n π=,21,2,3,n =⋯代入222mE=k ħ中得粒子能量的允许值为: 12222212,()2m n n n n a bπE =E =+ħ,12,1,2,3,n n=⋯对应予能级12,n n E 的波函数记为:1212,(,)sin()sin()n n n n x y A x y a bππψ= 利用归一化条件122,00(,)1a bn n x y dxdy ∣ψ∣=⎰⎰得:A =所以,相应的波函数为:1212,(,)sin()sin()n n n n x y x y a bππψ=(2)当a b =时,能量是二度简并。
高考物理西安近代物理知识点之相对论简介知识点训练附答案
高考物理西安近代物理知识点之相对论简介知识点训练附答案一、选择题1.关于经典力学的适用范围和局限性,下列说法正确的是()A.经典力学过时了,应该被量子力学所取代B.由于超音速飞机的速度太大,其运动不能用经典力学来解释C.人造卫星的运动不适合用经典力学来描述D.当物体速度接近光速时,其运动规律不适合用经典力学来描述2.在地面附近有一高速飞行的宇宙飞行器,地面上的人和宇宙飞行器中的宇航员观察到的现象,正确的是A.地面上的人观察到宇宙飞行器变短了B.地面上的人观察到宇宙飞行器变长了C.宇航员观察到宇宙飞行器内的时钟变慢了D.宇航员观察到宇宙飞行器内的时钟变快了3.研究下列物体的运动,不适合使用经典力学描述的是()A.行驶的自行车 B.接近光速运动的粒子C.投出的篮球 D.飞驰的汽车4.以下说法中正确的是()A.红外线的波长比可见光的波长长,银行利用红外线灯鉴别钞票的真伪B.麦克斯韦提出了电磁场理论,并用实验证实了电磁波的存在C.多普勒效应说明波源的频率发生改变D.狭义相对论认为:在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的5.物理学发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。
以下叙述中,正确的说法是()A.牛顿发现万有引力定律,并测出了万有引力常量B.爱因斯坦提出:在一切惯性参照系中,测量到的真空中的光速c都一样C.开普勒在牛顿万有引力定律的基础上,导出了行星运动的规律D.由爱因斯坦的质能方程可知,质量就是能量,质量和能量可以相互转化6.如图所示,在一个高速转动的巨大转盘上放着、、三个时钟,下列说法正确的是()A.时钟走时最慢,时钟走时最快B.时钟走时最慢,时钟走时最快C.时钟走时最慢,时钟走时最快D.时钟走时最慢,时钟走时最快7.如图所示,一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车,都被加速到接近光速;在我们的静止参考系中进行测量,哪辆车的质量将增大()A.摩托车B.有轨电车C.两者都增加D.都不增加8.假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺,同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺,则下列说法正确的是()A.甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大B.甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小C.乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大D.乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同9.如图所示,一根10 m长的梭镖以相对论速度穿过一根10 m长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的,以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的情况()A.梭镖收缩变短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它B.管子收缩变短,因此在某些位置上,梭镖从管子的两端伸出来C.两者都收缩,且收缩量相等,因此在某个位置,管子恰好遮住梭镖D.所有这些都与观察者的运动情况有关10.在物理学发展的历程中,许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,以下对几位物理学家所做科学贡献的叙述正确的是()A.牛顿运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”B.安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律C.爱因斯坦创立相对论,提出了一种崭新的时空观D.法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后,总结出了法拉第电磁感应定律11.下列说法中正确的是 ( ).A.经典力学适用于任何情况下的任何物体B.狭义相对论否定了经典力学C.量子力学能够描述微观粒子运动的规律D.万有引力定律也适用于强相互作用力12.下列说法正确的是()A.可以利用紫外线的热效应对物体进行烘干B.根据麦克斯韦的电磁理论,变化的电场周围一定可以产生电磁波C.光的偏振现象证明了光是一种纵波D.火车以接近光速行驶时,我们在地面上测得车厢前后的距离变小了13.一辆轿车在山区的高速公路上以接近光速行驶,穿过众多隧道,已知隧道口为圆形,在将要抵达隧道时,下列说法正确的是()A.司机观察到的隧道口为椭圆形隧道的总长度变短B.司机观察到的隧道口为圆形,隧道的总长度不变C.司机观察到的隧道口为椭圆形,隧道的总长度不变D.司机观察到的隧道口为圆形,隧道的总长度变短14.在地面附近有一高速飞行的火箭,关于地面上的观察者和火箭中的工作人员观察到的现象,下列说法正确的是()A.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了B.地面上的人现察到火箭变长了,火箭上的时间进程变慢了C.火箭中的工作人员观察到火箭的长度不变而时间进程却变化了D.地面上的人观察到火箭变长了,火箭上的时间进程变快了15.下列说法正确的是()A.单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零B.有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象C.变化的电场一定产生变化的磁场,变化的磁场一定产生变化的电场D.一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度大16.下列说法中正确的是()A.把调准的摆钟,由北京移至赤道,这个钟将变慢,若要重新调准,应增加摆长B.振动的频率越高,则波传播一个波长的距离所用的时间越长C.1905 年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的D.照相机的镜头涂有一层增透膜,其厚度应为入射光在真空中波长的1 417.以下说法正确的是()A.光的偏振现象说明光是一种横波B.雨后路面上的油膜呈现彩色,是光的折射现象C.相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关D.光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率18.关于电磁波和相对论,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度的方向均平行B.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失C.真空中的光速在不同的惯性参考系中不同D.狭义相对论中的假设在不同惯性参考系中均成立19.下列说法中正确的是A.医学上检查人体内部器官的“CT”,使用的是γ射线B.雨后公路积水表面漂浮的油膜阳光下呈现彩色,这是光的折射现象C.利用多普勒效应原理,可以测量运动物体的速度D.考虑相对论效应,静止的人测量沿自身长度方向高速运动的杆比静止时的杆长20.下列说法正确的有()A.单摆的周期与振幅无关,仅与当地的重力加速度有关B.相对论认为时间和空间与物质的运动状态无关C.在干涉现象中,振动加强点的位移一定比减弱点的位移大D.声源与观察者相互靠近,观察者接收的频率大于声源的频率21.当前,新型冠状病毒正在威胁着全世界人民的生命健康,红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。
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近代物理一 参考答案
一、 1. B 2. A 3. C 4. C 5. B 6. C 7. B 8. C
解:1. A 选项,光子可达到光速; C 选项,应为不同惯性系中测定… ; D 选项,应为光速不变。
2. 应用洛伦兹变换
(1)S 系中同一地点同一时刻的两事件,即21x x =,21t t =,求'
-'12t t
0)()()()(1221212122212=---=---='
-'x x c
u t t x c u t x c u t t t γγγγ S '系中同时发生
(2)S 系中同一时刻不同地点的两事件,即21x x ≠,21t t =,求'
-'12t t
)()()()()(1221221212122212≠--=---=---='
-'x x c
u x x c u t t x c u t x c u t t t γγγγγ
S '系中不同时发生
3. 以宇航员作参照系,则,光速为c , 时间t ∆, 飞船的长度0l ,则t c l ∆=0 宇航员相对于飞船静止,所测得为固有长度 飞船的运动长度01
l l γ
=
,选C
4. 尺运动时, x 方向长度收缩,y 方向长度不变,可得结果。
(见例题)
5.脉冲星上的人看到的为固有周期0T ,地球上看到的为s 5.0=T
6. 02
02m c Km mc =⇒=γ,可得C 选项
7. 2
mc E =可得
8. 动量守恒,质能守恒。
两个小粒子运动,合成一个大粒子不运动
根据质能守恒002
0222M m c M mc mc =⇒=+γ
二、 1.
⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-22001c v V m ; 2. 513=
L m , 3
35
arctan =θ; 3. 8.89×10-8 s ; 4. 9.6 m ; 5. 270 m ; 5. 2
00.25m c 6. 8 ; 7. 2.91×108 m/s ;
解: 1. 立方体运动,质量增加为静止质量的γ倍,一个棱的长度缩短为原来的γ倍,设静止棱长为a ,
运动时,质量0m m γ=,体积γ
γ
V a
a a V =
⋅
⋅=
所以观察者测得密度⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-===22
000
2
1/c v V m V m V m γ
ρ
2. 米尺即1m 长, 由图23=
'x ,2
1='y 在K 系中观测x 方向长度收缩,10
3
3531
=
'=
'=
x x x γ
y 方向长度不变21='=y y K 系中观测米尺长度5
13
1005222==
+=y x L m 与x 轴的夹角335tan ==
x y θ, 3
35
arctan =θ 3. 观测者O 是以相对于O 静止的尺子去测,长度为=0l 20 m ,则O '系中观测长度收缩为
m 6120540
=⨯==
γl l ,则O '系中观测经过的时间s 1089.86.016
/8-⨯===∆c
v l t 4. 以实验室为参照系,粒子寿命s 104104.23
5
880--⨯=⨯⨯=
=γττ 轨迹长度m 6.9 1048.08
=⨯⨯==-c v x τ
5. (注意该题不能用时间膨胀和长度收缩处理,因为两事件发生,在两个参照系中观测都既不同时也不同地。
而时间膨胀要求在其中一个参照系观测两事件同地,长度收缩要求在其中一个参照系观测两事件同时) 用洛伦兹变换
事件I (光脉冲发出) 事件II (光脉冲到达船头)
K 系(地球) ),(11t x ),(22t x
K '系(宇航员) ),(11
t x '' ),(22t x '' 已知宇航员观测两事件的空间间隔9012
='-'x x ,时间间隔c
t t 90
12='-' 地球上观测者测得两事件的空间间隔
代入9012
='-'x x ,c
t t 90
12='-',c u 8.0=,3
5112
2=
-=c
v γ 得m 02712=-x x 5. 由动能定理
6. 88702
0202=⇒=⇒=-=γm m c m c m mc E k ,则实验室观测介子的寿命为其固有寿
命的8倍
7. 以飞船作参照系,则观测到星地距离为γ
光年
16=
l ,4年可到达,则有关系
年4=v l ,即m/s 0191.217
4
41441682
2
⨯==
⇒=-⇒=⇒=c v c c
v v c v v
γγ年光年 三、1. 解:两个参照系对两事件的观测如下
事件I 事件II
K 系(甲) ),(11t x ),(22t x
K '系(乙) ),(11
t x '' ),(22t x '' 根据题目条件有: 5
1210=-x x ,012=-t t ,c u 8.0=,则3
5112
2
=
-=
c
u γ (1)s 1044.4)()()()()(41221221212122212-⨯-=--=---=---
='-'x x c
u
x x c u t t x c u t x c u t t t γγγγγ (2) m 103
5
)()()()()(5121212112212
⨯=-=---=---='-'x x t t u x x ut x ut x x x γγγγγ 2. 解:以飞船B 作为参照系,设两船的相对速度为u 则B 观测到A 船长度收缩22
1c
u l l l -==
γ
, 需时71035-⨯=∆B t
因此m/s 0168.2182220022
⨯=∆+=⇒∆⋅=-⇒∆⋅=B
B B t c l c l u t u c u l t u l
3. 解:(1) 该事件相对k '系静止,k '系所测为固有时间 k 系中时间为s 25204
5
112
2
=⨯=
'∆-=
'∆=∆t c
u t t γ (2)k 系中所测为运动长度m 6.125
4
11
22=⨯='-==L c u L γ
(3)k '系中,物体静止,总能量()
J 108.11032172
820⨯=⨯⨯=='c m E
k 系中,物体运动,总能量()J 1025.210324
5172
82
02
⨯=⨯⨯⨯=
==c m mc E γ 4. 答:经典时空观指绝对时空观,认为时间和空间都是绝对的,可以脱离物质而存在,并且时间和空间也没有任何联系(1)时间间隔的测量时绝对的(2)空间间隔的测量也是绝对的;
狭义相对论的时空观认为时间的量度是相对的,不是绝对的(1)同时的相对性,同时性是与参考系的选取有关(2)长度的收缩尺子在其运动方向上缩短了,(3)时间的延缓。
总之,相对论时空观认为:时间和空间不是独立的,而是互相影响的,并且时间,空间与物质运动有关。
但当低速运动时(u<<c),相对论时空观就过渡到经典时空观。