第七篇近代物理課件

1、自我測(cè)試第五篇 近代物理學(xué)基礎(chǔ)第七篇1近代物理1、 有下列幾種說(shuō)法： (1) 所有慣性系對(duì)物理基本規(guī)律都是等價(jià)的 (2) 在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān) (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(wèn)其中哪些說(shuō)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(shuō)法都是正確的一、選擇題第七篇2近代物理2、有一直尺固定在K系中，它與Ox軸的夾角45，如果K系以勻速度沿Ox方向相對(duì)于K系運(yùn)動(dòng)，K系中觀察者測(cè)得該尺與Ox軸的夾角 (A) 大于45 (B) 小于45 (C)

2、 等于45 (D) 當(dāng)K系沿Ox正方向運(yùn)動(dòng)時(shí)大于45，而沿Ox負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)小于45第七篇3近代物理3、 (1)對(duì)某觀察者來(lái)說(shuō)，發(fā)生在某慣性系中同一地點(diǎn)、同一時(shí)刻的兩個(gè)事件，對(duì)于相對(duì)該慣性系作勻速直線運(yùn)動(dòng)的其它慣性系中的觀察者來(lái)說(shuō)，它們是否同時(shí)發(fā)生？ (2)在某慣性系中發(fā)生于同一時(shí)刻、不同地點(diǎn)的兩個(gè)事件，它們?cè)谄渌鼞T性系中是否同時(shí)發(fā)生？ 關(guān)于上述兩個(gè)問(wèn)題的正確答案是： (A) (1)同時(shí)，(2)不同時(shí) (B) (1)不同時(shí)，(2)同時(shí) (C) (1)同時(shí)，(2)同時(shí) (D) (1)不同時(shí)，(2)不同時(shí)第七篇4近代物理4、某核電站年發(fā)電量為 100億度，它等于361015 J的能量，如果這是由核材

3、料的全部靜止能轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的，則需要消耗的核材料的質(zhì)量為 (A) 0.4 kg (B) 0.8 kg (C) (1/12)107 kg (D) 12107 kg第七篇5近代物理5、質(zhì)子在加速器中被加速，當(dāng)其動(dòng)能為靜止能量的4倍時(shí)，其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的 (A) 4倍 (B) 5倍 (C) 6倍 (D) 8倍第七篇6近代物理6、一個(gè)電子運(yùn)動(dòng)速度 = 0.99c，它的動(dòng)能是：(電子的靜止能量為0.51 MeV) (A) 4.0MeV (B) 3.5 MeV (C) 3.1 MeV (D) 2.5 MeV第七篇7近代物理7、粒子在加速器中被加速，當(dāng)其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的3倍時(shí)，其動(dòng)能為靜止能量的 (A) 2倍

4、(B) 3倍 (C) 4倍 (D) 5倍第七篇8近代物理9、用頻率為n1的單色光照射某種金屬時(shí)，測(cè)得飽和電流為I1，以頻率為n2的單色光照射該金屬時(shí)，測(cè)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(guān)系還不能確定即飽和電流由N和兩個(gè)因素決定。第七篇9近代物理 10、當(dāng)照射光的波長(zhǎng)從4000變到3000時(shí)，對(duì)同一金屬，在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中測(cè)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 =6.6310-34 Js，基本電荷e =1.60

5、10-19 C)第七篇10近代物理 11、以一定頻率的單色光照射在某種金屬上，測(cè)出其光電流曲線在圖中用實(shí)線表示，然后保持光的頻率不變，增大照射光的強(qiáng)度，測(cè)出其光電流曲線在圖中用虛線表示滿足題意的圖是第七篇11近代物理12、用頻率為n 的單色光照射某種金屬時(shí)，逸出光電子的最大動(dòng)能為EK；若改用頻率為2n 的單色光照射此種金屬時(shí)，則逸出光電子的最大動(dòng)能為： (A) 2 EK (B) 2hn - EK (C) hn - EK (D) hn + EK第七篇12近代物理13、已知用光照的辦法將氫原子基態(tài)的電子電離，可用的最長(zhǎng)波長(zhǎng)的光是 913 的紫外光，那么氫原子從各受激態(tài)躍遷至基態(tài)的賴(lài)曼系光譜的波長(zhǎng)可

6、表示為：(A)(B) (C) (D)在該式中令n，得第七篇13近代物理14、要使處于基態(tài)的氫原子受激發(fā)后能發(fā)射賴(lài)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(zhǎng)波長(zhǎng)的譜線，至少應(yīng)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第七篇14近代物理15、根據(jù)玻爾理論，氫原子中的電子在n =4的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與在基態(tài)的軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能之比為 (A) 1/4 (B) 1/8 (C) 1/16 (D) 1/32第七篇15近代物理16、按照玻爾理論，電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，電子的動(dòng)量矩L的可能值為 (A) 任意值 (B) nh，

7、n = 1，2，3， (C) 2nh， n = 1，2，3， (D) nh/(2)，n = 1，2，3，第七篇16近代物理17、如果兩種不同質(zhì)量的粒子，其德布羅意波長(zhǎng)相同，則這兩種粒子的 (A) 動(dòng)量相同 (B) 能量相同 (C) 速度相同 (D) 動(dòng)能相同第七篇17近代物理18、靜止質(zhì)量不為零的微觀粒子作高速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子物質(zhì)波的波長(zhǎng)與速度v有如下關(guān)系： (A) (B) (C) (D) 第七篇18近代物理19、已知粒子在一維矩形無(wú)限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)，其波函數(shù)為： , ( - axa )那么粒子在x = 5a/6處出現(xiàn)的概率密度為 (A) 1/(2a) (B) 1/a (C) (D) 該處的概率密

8、度為第七篇19近代物理 20、波長(zhǎng)l =5000 的光沿x軸正向傳播，若光的波長(zhǎng)的不確定量Dl =10-3 ，則利用不確定關(guān)系式 可得光子的x坐標(biāo)的不確定量至少為 (A) 25 cm (B) 50 cm (C) 250 cm (D) 500 cm 第七篇20近代物理 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(gè)脈沖光源在工作，處于船尾的觀察者測(cè)得船頭光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小為_(kāi)；處于船頭的觀察者測(cè)得船尾光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小為_(kāi) 二、填空題cc第七篇21近代物理22、當(dāng)慣性系S和S的坐標(biāo)原點(diǎn)O和O重合時(shí)，有一點(diǎn)光源從坐標(biāo)原點(diǎn)發(fā)出一光脈沖，在S系中經(jīng)過(guò)一段時(shí)間t后

9、（在S系中經(jīng)過(guò)時(shí)間t），此光脈沖的球面方程（用直角坐標(biāo)系）分別為： S系_； S系_第七篇22近代物理 23、一觀察者測(cè)得一沿米尺長(zhǎng)度方向勻速運(yùn)動(dòng)著的米尺的長(zhǎng)度為 0.5 m則此米尺以速度_ms-1接近觀察者 2.60108第七篇23近代物理24、+介子是不穩(wěn)定的粒子，在它自己的參照系中測(cè)得平均壽命是2.610-8 s，如果它相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室以0.8 c (c為真空中光速)的速率運(yùn)動(dòng)，那么實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中測(cè)得的+介子的壽命是_s.4.33108第七篇24近代物理 25、已知一靜止質(zhì)量為m0的粒子，其固有壽命為實(shí)驗(yàn)室測(cè)量到的壽命的1/n，則此粒子的動(dòng)能是_ 第七篇25近代物理 26、狹義相對(duì)論中，一質(zhì)

10、點(diǎn)的質(zhì)量m與速度的關(guān)系式為_(kāi)；其動(dòng)能的表達(dá)式為_(kāi)第七篇26近代物理27、 (1) 在速度 _情況下粒子的動(dòng)量等于非相對(duì)論動(dòng)量的兩倍 (2) 在速度 _情況下粒子的動(dòng)能等于它的靜止能量 (1)(2)第七篇27近代物理 28、粒子在加速器中被加速，當(dāng)其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的5倍時(shí)，其動(dòng)能為靜止能量的_倍 4第七篇28近代物理29、光子波長(zhǎng)為l ，則其能量= ；動(dòng)量的大小 =_；質(zhì)量=_ 第七篇29近代物理 30、已知鉀的逸出功為 2.0 eV，如果用波長(zhǎng)為3.6010-7 m的光照射在鉀上，則光電效應(yīng)的遏止電壓的絕對(duì)值|Ua| =_從鉀表面發(fā)射出電子的最大速度max =_ (h =6.6310-34 J

11、s，1eV =1.6010-19 J，me=9.1110-31 kg) 1.45 V7.14105 ms-1代入數(shù)值得U=1.45 Vm=7.14105 ms-1第七篇30近代物理31、當(dāng)波長(zhǎng)為 300 nm (1 nm = 10-9 m)的光照射在某金屬表面時(shí)，光電子的動(dòng)能范圍為 0 4.010-19 J此時(shí)遏止電壓為|Ua| =_V；紅限頻率0=_ Hz(普朗克常量h =6.6310-34 Js， 基本電荷e =1.6010-19 C)2.54.01014第七篇31近代物理 32、某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的紅限為n0，當(dāng)用頻率為n (n n0 )的單色光照射該金屬時(shí)，從金屬中逸出的光電子(質(zhì)量為

12、m)的德布羅意波長(zhǎng)為_(kāi)第七篇32近代物理 33、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得某金屬的遏止電壓|Ua|與入射光頻率的關(guān)系曲線如圖所示，由此可知該金屬的紅限頻率0=_Hz；逸出功A =_eV 10142第七篇33近代物理 34、在X射線散射實(shí)驗(yàn)中，散射角為1 = 45和2 =60的散射光波長(zhǎng)改變量之比Dl1：Dl2 =_ 0.586第七篇34近代物理 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(shí)，所發(fā)射的光子能量是_eV，這是電子從n =_的能級(jí)到n = 2的能級(jí)的躍遷 2.554第七篇35近代物理 36、圖示被激發(fā)的氫原子躍遷到低能級(jí)時(shí)(圖中E1不是基態(tài)能級(jí))，可發(fā)出波長(zhǎng)為

13、l1、l2、l3的輻射，其頻率n1、n2和n3滿足關(guān)系式_；三個(gè)波長(zhǎng)滿足關(guān)系式_；三個(gè)波長(zhǎng)滿足關(guān)系式_第七篇36近代物理37、氫原子的部分能級(jí)躍遷示意如圖在這些能級(jí)躍遷中， (2) 從n =_的能級(jí)躍遷到n =_的能級(jí)時(shí)所發(fā)射的光子的頻率最小 (1) 從n =_的能級(jí)躍遷到n =_的能級(jí)時(shí)所發(fā)射的光子的波長(zhǎng)最短；414 3第七篇37近代物理 38、令 (稱(chēng)為電子的康普頓波長(zhǎng)，其中 為電子靜止質(zhì)量，c為真空中光速，h為普朗克常量)當(dāng)電子的動(dòng)能等于它的靜止能量時(shí)，它的德布羅意波長(zhǎng)是l =_lc 第七篇38近代物理39、靜止質(zhì)量為me的電子，經(jīng)電勢(shì)差為U12的靜電場(chǎng)加速后，若不考慮相對(duì)論效應(yīng)，電子的

14、德布羅意波長(zhǎng)l_第七篇39近代物理40、如果電子被限制在邊界x與x +Dx之間，Dx =0.5 ，則電子動(dòng)量x分量的不確定量近似地為_(kāi)kgms (不確定關(guān)系式DxDph，普朗克常量h =6.6310-34 Js)1.3310-23第七篇40近代物理 41、在慣性系S中，有兩事件發(fā)生于同一地點(diǎn)，且第二事件比第一事件晚發(fā)生t =2s；而在另一慣性系S中，觀測(cè)第二事件比第一事件晚發(fā)生t=3s那么在S系中發(fā)生兩事件的地點(diǎn)之間的距離是多少？ 三、計(jì)算題第七篇41近代物理解：令S系與S系的相對(duì)速度為，有則那么，在S系中測(cè)得兩事件之間距離為：= 6.72108 m第七篇42近代物理 42、設(shè)有宇宙飛船A和B

15、，固有長(zhǎng)度均為l0 = 100 m，沿同一方向勻速飛行，在飛船B上觀測(cè)到飛船A的船頭、船尾經(jīng)過(guò)飛船B船頭的時(shí)間間隔為t = (5/3)10-7 s，求飛船B相對(duì)于飛船A的速度的大小 第七篇43近代物理解：設(shè)飛船A相對(duì)于飛船B的速度大小為，這也就是飛船B相 對(duì)于飛船A的速度大小 在飛船B上測(cè)得飛船A的長(zhǎng)度為解得所以飛船B相對(duì)于飛船A的速度大小也為2.68108 m/s故在飛船B上測(cè)得飛船A相對(duì)于飛船B的速度為m/s第七篇44近代物理43、一艘宇宙飛船的船身固有長(zhǎng)度為L(zhǎng)0 =90 m，相對(duì)于地面以 =0.8 c (c為真空中光速)的勻速度在地面觀測(cè)站的上空飛過(guò) (1) 觀測(cè)站測(cè)得飛船的船身通過(guò)觀測(cè)

16、站的時(shí)間間隔是多少？ (2) 宇航員測(cè)得船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？解：(1) 觀測(cè)站測(cè)得飛船船身的長(zhǎng)度為 則 t1 = L/ =2.2510-7 s (2) 宇航員測(cè)得飛船船身的長(zhǎng)度為L(zhǎng)0，則 t2 = L0/ =3.7510-7 s 第七篇45近代物理 44、地球的半徑約為R0 =6376km，它繞太陽(yáng)的速率約為 =30 kms-1，在太陽(yáng)參考系中測(cè)量地球的半徑在哪個(gè)方向上縮短得最多？縮短了多少？ (假設(shè)地球相對(duì)于太陽(yáng)系來(lái)說(shuō)近似于慣性系) 解：在太陽(yáng)參照系中測(cè)量地球的半徑在它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的方向縮 短得最多其縮短的尺寸為：R =3.2 cmR = R0- R第七篇46近代物理 45、在O參

17、考系中，有一個(gè)靜止的正方形，其面積為 100 cm2觀測(cè)者O以 0.8c的勻速度沿正方形的對(duì)角線運(yùn)動(dòng)求O所測(cè)得的該圖形的面積 第七篇47近代物理解：令O系中測(cè)得正方形邊長(zhǎng)為a，沿對(duì)角線取x軸正方向(如圖) ，則邊長(zhǎng)在坐標(biāo)軸上投影的大小為面積可表示為：在以速度相對(duì)于O系沿x正方向運(yùn)動(dòng)的O系中=0.6在O系中測(cè)得的圖形為菱形，其面積亦可表示為cm2第七篇48近代物理 46、紅限波長(zhǎng)為l0 =0.15 的金屬箔片置于B =3010-4 T的均勻磁場(chǎng)中今用單色 射線照射而釋放出電子，且電子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作R = 0.1 m的圓周運(yùn)動(dòng)求 射線的波長(zhǎng)(普朗克常量h =6.6310-34 Js，基本電荷e =1.6010-19 C，電子質(zhì)量me=9.1110-31 kg) 第七篇49近代物理，式聯(lián)立可求得解： 第七篇50近代物理47、實(shí)驗(yàn)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(wèn)氫原子吸收該光子后將被激發(fā)到哪個(gè)能級(jí)？ (2) 受激發(fā)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能發(fā)出哪幾條譜線？請(qǐng)畫(huà)出能級(jí)圖(定性)，并將這些躍遷畫(huà)在能級(jí)圖上第七篇51近代物理eVn =4(2) 可以發(fā)出l41、l31、l21、l43、l42、l32六條譜線能級(jí)圖如圖所示解：(1)第七篇52近代物理48、當(dāng)電子的德布羅意波長(zhǎng)與可見(jiàn)光波長(zhǎng)( l =550