4 近代物理习题课
大学物理《近代篇·相对论》复习题及答案
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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.
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• 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.
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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 )
2023年高考备考近代物理初步(含答案)
专题16 近代物理初步（讲）目录一讲核心素养 (1)二讲必备知识 (2)（知识点一）光电效应现象和方程的应用 (2)（知识点二）光的波粒二象性和物质波 (4)（知识点三）玻尔理论和能级跃迁 (6)（知识点四）原子核的衰变及半衰期 (8)（知识点五）核反响及核反响类型 (10)三．讲关键能力 (12)能力点一会分析光电效应的图像问题 (12)能力点二质量亏损及核能的计算 (14)一讲核心素养核心素养及关键能力课程标准内容及要求核心素养关键能力1.了解人类探究原子及其结构的历史。
了解原子的核式结构模型构建物理建模能力模型。
通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
2.了解原子核的组成和核力的性质。
了解四种根本相互作物理规律理解能力用。
能依据质量数守恒和电荷守恒写出核反响方程。
3.了解放射性和原子核衰变。
了解半衰期及其统计意义。
了物理规律理解能力解放射性同位素的应用，了解射线的危害与防护。
4.认识原子核的结合能，了解核裂变反响和核聚变反响。
关科学推理分析计算能力注核技术应用对人类生活和社会开展的影响。
5.通过实验，了解光电效应现象。
了解爱因斯坦光电效应方物理规律分析计算能力程及其意义。
能依据实验结论说明光的波粒二象性。
6.了解实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化特征。
体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。
二讲必备知识（知识点一）光电效应现象和方程的应用1.对光电效应的四点提示(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。
(2)光电效应中的“光〞不是特指可见光，也包含不可见光。
(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。
(4)光电子不是光子，而是电子。
2.两条对应关系(1)光的强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。
(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大→遏止电压大。
3.定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k ＝hν－W 0。
(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k ＝eU c 。
近代物理实验习题答案
近代物理实验习题答案文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]《近代物理实验》练习题参考答案 一、 填空1、核物理实验探测的主要对象是核衰变时所辐射的射线、射线和中子。
因为这些粒子的尺度非常小，用最先进的电子显微镜也不能观察到，只能根据射线与物质相互作用产生的各种效应实现探测。
2、探测器的能量分辨率是指探测器对于能量很接近的辐射粒子加以区分的能力。
用百分比表示的能量分辨率定义为：％峰位置的脉冲幅度宽度最大计数值一半处的全1000V V ⨯∆=R 。
能量分辨率值越小，分辨能力越强。
3、射线与物质相互作用时，其损失能量方式有两种，分别是电离和激发。
其中激发的方式有三种，它们是光电效应、康普顿效应和电子对效应。
4、对于不同的原子，原子核的质量 不同 而使得里德伯常量值发生变化。
5、汞的谱线的塞曼分裂是 反 常塞曼效应。
6、由于氢与氘的 能级 有相同的规律性，故氢和氘的巴耳末公式的形式相同。
7、在塞曼效应实验中，观察纵向效应时放置1/4波片的目的是 将圆偏振光变为线偏振光 。
8、射线探测器主要分“径迹型”和“信号型”两大类。
径迹型探测器能给出粒子运动的轨迹，如核乳胶、固体径迹探测器、威尔逊云室、气泡室、火花室等。
这些探测器大多用于高能核物理实验。
信号型探测器则当一个辐射粒子到达时给出一个信号。
根据工作原理的不同又可以分成气体探测器、闪烁探测器和半导体探测器三种，这是我们在低能核物理实验中最常用的探测器。
9、测定氢、氘谱线波长时，是把氢、氘光谱与铁光谱拍摄到同一光谱底片上，利用线性插值法来进行测量。
10、在强磁场中，光谱的分裂是由于能级的分裂引起的。
11、原子光谱是线状光谱。
12、原子的不同能级的总角动量量子数J不同，分裂的子能级的数量也不同。
13、盖革－弥勒计数管按其所充猝灭气体的性质，可以分为①有机管和②卤素管两大类。
坪特性是评价盖革－弥勒计数管的重要特性指标。
包括起始电压、坪长、坪斜等。
高考物理近代物理知识点之相对论简介技巧及练习题
高考物理近代物理知识点之相对论简介技巧及练习题一、选择题1．一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c2．如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S，甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v（接近光速）的光火箭沿AB方向飞行.两观察者身边各有一只事先在地面校准了的相同的时钟.下列对相关现象的描述中，正确的是（）A．甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离B．甲认为飞船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变快了C．甲测得光速为c，乙测得的光速为c-vD．当光源S发生一次闪光后，甲认为A、B两处同时接收到闪光，乙则认为A先接收到闪光.在以下叙述3．物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程中，正确的说法是()A．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星B．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G被誉为能“称出地球质量的人C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点4．下列说法不正确的是（）A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉B．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的衍射现象C．光的偏振现象证实了光是横波。
D．不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的5．已知电子的静止能量为0.511MeV，若电子的动能为0.25MeV，则它所增加的质量 与静止质量0m的比值近似为（）mA．0.1B．0.2C．0.5D．0.96．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7．自然界中有质量的实际物体运动的最大速度不会超过（）A．空气中的光速B．真空中的光速C．电子绕原子核运动的速度D．宇宙飞船运动的速度8．下列说法正确的是A．爱因斯坦建立了相对论B．开普勒发现万有引力定律C．牛顿测出了万有引力常量D．卡文迪许发现行星运动三大定律9．有两只对准的标准钟，一只留在地面上，另一只放在高速飞行的飞船上，则下列说法正确的是()A．飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走得慢B．地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得慢C．地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快D．因为是两只对准的标准钟，所以两钟走时快慢相同10．有一把长为L的尺子竖直放置，现让这把尺子沿水平方向以接近光的速度运行，运行过程中尺子始终保持竖直，那么我们此时再测量该尺子的长度将（）A．大于L B．小于L C．等于L D．无法测量11．某实验小组的同学为了研究相对论的知识，取了三个完全相同的机械表，该小组的同学将机械表甲放在一辆高速行驶的动车上，机械表乙放在高速转动的圆盘上，转盘的向心加速度约为地球表面重力加速度的200倍，机械表丙放在密度极大的中子星附近。
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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；。
近代物理复习题及答案
近代物理复习题一、选择题1、8015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、4716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°，而沿Ox负方向运动时小于45°．［］3、4359(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．［］4、4174某核电站年发电量为100亿度，它等于36×1015J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．［］5、4723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．［］6、4498一个电子运动速度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．［］7、4724α 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．［］8、4174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 ． ［ ］9、4182用频率为ν1的单色光照射某种金属时，测得饱和电流为I 1，以频率为ν2的单色光照射该金属时，测得饱和电流为I 2，若I 1> I 2，则(A) ν1 >ν2． (B) ν1 <ν2．(C) ν1 =ν2． (D) ν1与ν2的关系还不能确定． ［ ］10、4607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)11、4386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 ［ ］12、4383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 ． ［ ］13、0507已知用光照的办法将氢原子基态的电子电离，可用的最长波长的光是 913 Å的紫外光，那么氢原子从各受激态跃迁至基态的赖曼系光谱的波长可表示为：(A) 11913+-=n n λ Å． (B) 11913-+=n n λ Å． (C) 1191322-+=n n λ Å． (D) 191322-=n n λ Å． ［ ］ 14、4190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 ． ［ ］15、4198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) 1/32． ［ ］16、4619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) 2π nh ， n = 1，2，3，… (D) nh/(2π)，n = 1，2，3，…［ ］17、4770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． ［ ］18、4206静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时粒子物质波的波长λ与速度v 有如下关系：(A) v ∝λ ． (B) v /1∝λ．(C) 2211c -∝v λ． (D) 22v -∝c λ． ［ ］ 19、4428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． ［ ］20、5619波长λ =5000 Å的光沿x 轴正向传播，若光的波长的不确定量∆λ =10-3 Å，则利用不确定关系式h x p x ≥∆∆可得光子的x 坐标的不确定量至少为(A) 25 cm ． (B) 50 cm ．(C) 250 cm ． (D) 500 cm ． ［ ］二、填空题21、8016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____________．22、8017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____________________．23、4166一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．24、4165π+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.25、4733已知一静止质量为m 0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____________．26、4728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______________．27、4499(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．28、4730α 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．29、4179光子波长为λ，则其能量=____________；动量的大小 =_____________；质量=_________________ ．30、4184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)31、4391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)32、4742某金属产生光电效应的红限为ν0，当用频率为ν (ν ＞ν0 )的单色光照射该金属时，从金属中逸出的光电子(质量为m )的德布罗意波长为________________．33、4389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 ．34、4740在X 射线散射实验中，散射角为φ 1 = 45°和φ 2 =60°的散射光波长改变量之比∆λ1：∆λ2 =_________________．35、4756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．36、4201图示被激发的氢原子跃迁到低能级时(图中E 1不是基态能级)，可发出波长为λ1、λ2、λ3的辐射，其频率ν1、ν2和ν3满足关系式______________；三个波长满足关系式_______________．|1014 Hz)-2 λ1λ2λ3E 1E 2E 337、4754 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．38、4207 令)/(c m h e c =λ(称为电子的康普顿波长，其中e m 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λ =________________λc ．39、4524静止质量为m e 的电子，经电势差为U 12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λ＝________________________________．40、4632如果电子被限制在边界x 与x +∆x 之间，∆x =0.5 Å，则电子动量x 分量的不确定量近似地为________________kg ·m ／s ． (不确定关系式∆x ·∆p ≥h ，普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s)三、计算题41、4366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？42、5357设有宇宙飞船A 和B ，固有长度均为l 0 = 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．43、4364一艘宇宙飞船的船身固有长度为L 0 =90 m ，相对于地面以=v 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？44、4490地球的半径约为R 0 = 6376 km ，它绕太阳的速率约为=v 30 km ·s -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)45、4357在O 参考系中，有一个静止的正方形，其面积为 100 cm 2．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．46、4610红限波长为λ0 =0.15 Å的金属箔片置于B =30×10-4 T 的均匀磁场中．今用单色γ 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γ 射线的波长．(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C,电子质量m e =9.11×10-31 kg)47、0521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．n = 1n = 2n = 3n = 448、4506当电子的德布罗意波长与可见光波长( λ =5500 Å)相同时，求它的动能是多少电子伏特？(电子质量m e=9.11×10-31 kg，普朗克常量h =6.63×10-34 J·s, 1 eV =1.60×10-19 J) 49、4525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？50、4430已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为ψ(0 ≤x≤a)axπx=/)sin(/2(a)求发现粒子的概率为最大的位置．。
高考物理最新近代物理知识点之原子结构经典测试题含解析(4)
高考物理最新近代物理知识点之原子结构经典测试题含解析(4)一、选择题1．子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子（hydrogen muon atom），它在原子核的物理研究中有很重要作用，如图氢原子的能级示意图。
假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为....和的光，且依次增大，则E等于（）A． B． C． D．2．一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子A．吸收光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．放出光子，能量增加D．吸收光子，能量减少3．下列说法符合物理学事实的是（）A．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆B．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”C．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应D．汤姆孙通过 粒子散射实验，提出了原子具有核式结构4．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识错误．．的是（）A．用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应C．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD．用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态5．下列说法正确的是：（）A．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型B．贝克勒尔通过对天然放射现象的硏究，发现了原子中存在原子核C．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数D．大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同6．如图所示为氢原子的能级示意图，假设氢原子从n能级向较低的各能级跃迁的概率均为11 n-。
则对300个处于4n=能级的氢原子，下列说法正确的是（）A．向低能级跃迁时，向外辐射的光子的能量可以是任意值B．向低能级跃迁时，向外辐射的光子能量的最大值为12.75eVC．辐射的光子总数为500个D．吸收大于1eV的光子时不能电离7．氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是A．当氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时，需要吸收0. 89eV的能量B．处于n=2能级的氢原子可以被能量为2eV的电子碰撞而向高能级跃迁C．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出6 种不同頻率的光子D．n=4能级的氢原子跃迁到n=3能级时辐射出电磁波的波长比n=3能级的氢原子跃迁到n=2能级时辐射出电磁波的波长短8．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．B．正电荷在原子中是均匀分布的．C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D ．原子是不可再分的．9．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是A ．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象B ．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C ．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D ．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性10．下列说法正确的是( )A ．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的B ．比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定C ．核力是短程力，其表现一定为吸引力D ．质子、中子、α粒子的质量分别为1m 、2m 、3m ，由2个质子和2个中子结合成一个α粒子，释放的能量是()2123m m m c +-11．一群氢原子中的电子从较高能级自发地跃迁到较低能级的过程中A ．原子要吸收一系列频率的光子B ．原子要吸收某一种频率的光子C ．原子要发出一系列频率的光子D ．原子要发出某一种频率的光子12．一个氢原子从n =3能级跃迁到n =2能级，该氢原子（ ）A ．放出光子，能量增加B ．放出光子，能量减少C ．吸收光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少13．下列叙述中符合物理学史的有（ ）A ．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B ．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的C ．法国物理学家库仑测出元电荷e 的电荷量D ．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型14．如图，为氢原子能级图；金属钾的逸出功为2.25eV ，则下面有关说法正确的是A ．处于基态的氢原子能吸收13.0eV 的光子后跃迁至n =3能级B ．大量处n =4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光C ．用处于n =3能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应D ．用大量处于n =4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为10.5eV15．下列说法正确的是A ．23411120H+H He+n →是α衰变B ．α粒子散射实验中，极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C ．核反应方程：9412426Be+He C+x →中的x 为质子D ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核16．下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（ ）A ．B ．C ．D ．17．使某种金属X 发生光电效应所需的光子最小的能量为2.60eV .已知一群氢原子处于量子数n =3的激发态，其能级如图所示.这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光.那么，若用这些氢原子辐射的光照射这种金属X ，能够使这种金属X 发生光电效应的不同频率的光有（ ）A ．一种B ．两种C ．三种D ．四种18．了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是A ．汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子B ．玻尔进行了α粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型C ．约里奥·居里夫妇用α粒子轰击金属铍并发现了中子D ．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在19．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.632 8 μm ，λ2=3.39 μm ．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE 1=1.96 eV 的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE 2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE 2的近似值为 A ．10.50 eV B ．0.98 eV C ．0.53 eV D ．0.37 eV20．氢原子能级如图所示，则下列说法正确的是A ．氢原子能级越高原子的能量越大，电子绕核运动的轨道半径越大，动能也越大B ．用动能为12.3eV 的电子射向一群处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n=2的能级C ．用光子能量为12.3eV 的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n=2的能级D ．用光子能量为1.75eV 的可见光照射大量处于n=3能级的氢原子时，氢原子不能发生电离21．原子从a 能级跃迁到b 能级时辐射波长为λ1的光子，原子从b 能级跃迁到c 能级时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要( )A ．辐射波长为1212λλλλ-的光子 B ．辐射波长为λ1－λ2的光子C ．吸收波长为λ1－λ2的光子D．吸收波长为1212λλλλ-的光子 22．物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是（ ）A ．粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础B ．光电效应实验表明光具有粒子性C ．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒D ．康普顿效应进一步证实了光的波动特性23．图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱．已知谱线a 是氢原子从n =4的能级跃迁到n =2能级时的辐射光，则谱线b 可能是氢原子（ ）时的辐射光A ．从5n =的能级跃迁到3n =的能级B ．从4n =的能级跃迁到3n =的能级C ．从5n =的能级跃迁到2n =的能级D ．从3n =的能级跃迁到2n =的能级24．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是A ．α粒子的散射实验B ．对阴极射线的研究C ．天然放射性现象的发现D ．质子的发现 25．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．粒子散射现象 B ．天然放射现象C ．光电效应现象D ．原子发光现象【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题1．A解析：A【解析】【详解】μ子吸收能量后从n=2能级跃迁到较高m 能级，然后从m 能级向较低能级跃迁，若从m 能级向低能级跃迁时如果直接跃迁到基态n=1能级，则辐射的能量最大，否则跃迁到其它较低的激发态时μ子仍不稳定，将继续向基态和更低的激发态跃迁，即1、2、3…m 任意两个轨道之间都可以产生一种频率的辐射光，故总共可以产生的辐射光子的种类为，解得m=4，即μ子吸收能量后先从n=2能级跃迁到n=4能级，然后从n=4能级向低能级跃迁。
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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
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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 =。
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4 近 代 物 理 习 题 课 Ⅰ 教学基本要求 狭义相对论力学基础 1.了解爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设。 2.了解洛伦兹坐标变换。了解狭义相对论中同时性的相对性以及长度收缩和时间膨胀概念。了解牛顿力学中的时空观和狭义相对论中的时空观以及二者的差异。 3.理解狭义相对论中质量和速度的关系、质量和能量的关系。 量子物理基础 1.理解氢原子光谱的实验规律及玻尔的氢原子理论。 2.理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释，理解光的波粒二象性。 3.了解德布罗意的物质波假设及其正确性的实验证实。了解实物粒子的波粒二象性。 4.理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）间的关系。 5.了解波函数及其统计解释。了解一维坐标动量不确定关系。 了解一维定态薛定谔方程。 6.了解如何用驻波观点说明能量量子化。了解角动量量子化及空间量子化。了解施特恩·格拉赫实验及微观粒子的自旋。 7.了解描述原子中电子运动状态的四个量子数。了解泡利不相容原理和原子的电子壳层结构。
Ⅱ 内容提要 一、狭义相对论 1. 基本原理 (1)爱因斯坦相对性原理; (2)光速不变原理. 2.洛伦兹坐标变换式 2222211/cv-vx/c-ttzzyy/cv-vt-xx 2222211/cv-/cxvttzzyy/cv-tvxx 3. 时空观 (1).同时的相对性t=2221/cv-/cxvt (2). 长度收缩 l=2201/cv-l (3). 时间延缓 t=2201Δ/cv-t 4. 相对论力学
(1).相对论质量 2201/cv-mm
(2).相对论动量 2201/cv-mmvvp (3).质能关系式 ①静能 E0=m0c2
②运动的能量 E=mc2=22201/cv-cm
③动能 Ek=E－E0=22201/cv-cm－m0c2 ④ Ek=mc2 E=mc2 (4). 动量能量关系式E2=E02+p2c2 . 二.光的粒子性 1.普朗克黑体辐射公式 (1).普朗克的量子假设(略) (2).普朗克黑体辐射公式 Mν(T)dν=1ed223kThch M(T)d =1ed252kTchhc (3)斯特藩－玻耳兹曼定律 M(T)=T 4 (4)维恩位移定律 mT = b 2. 光子 能量=hν 动量p=h/ 3.光电效应 (1)爱因斯坦方程 hν=mv2/2+A (2)红限频率 ν0=A/h (3)遏止电势差 Uc=( hνA)/e 4.康普顿效应 =2sin220cmh 三、量子物理 1.氢原子的玻尔理论 (1)三条假设 ①定态假设, ②量子化条件 L=nħ=nh/(2) ③频率条件 hν=EiEf (2)氢原子中电子轨道半径 rn=n2r1 (玻尔半径r1为电子第一轨道半径n=1) (3)氢原子能级公式 En=E1/n2 氢原子的基态能量( n=1) E1=－13.6eV (3)能级跃迁时辐射光子的频率和波长公式 ν=Rc(1/nf21/ni2) 1/= R(1/nf21/ni2) 2.德布罗意波 能量E=hν 动量p=h/ 德布罗意波长 =h/p=h/ (mv) 3.不确定关系 xpx≥h ypy≥h zpz≥h Et≥h 4.量子力学简介 (1) 波函数 自由粒子的波函数 px-EthtxΨ2i-0e, 找到粒子的概率密度为2=*； 波函数必须是单值、有界、连续并满足归一
化条件: 1d2VΨ (2) 薛定谔方程 ①一维含时薛定谔方程
tΨhUΨxΨmh2i8222
2
②一维定态薛定谔方程 08dd2222xψU-E
hmx
xψ
③三维定态薛定谔方程 08222ΨU-E
h
mΨ
(3)对应原理：新理论的极限与旧理论一致. (4)原子状态的四个量子数： ①主量子数n决定量子化的能量 En=E1/n2 ②角量子数l=0,1,2,…,(n1). 决定量子化的
角动量 L=21hll ③磁量子数ml=0,±1, ±2,…,±l.决定角动量量子化的空间取向 Lz=mlh/(2) ④自旋磁量子数ms=±1/2说明自旋角动量在特定方向只能取两个值 Sz= msh/(2) (5)多电子原子中电子的壳层分布 ①泡利不相容原理； 量子数为n时,电子的量子态数(或第n壳层最 多能容纳的电子数)为
zn=1022122-nlnl ②能量最小原理
Ⅲ 练习十九至练习二十五答案及简短解答 练习19狭义相对论的基本原理及其时空观 一、选择题 C D B A A 二、填空题 1. c, c. 2. cc97.017/16. 3. cla201 三、计算题 1 (1)设K相对于K的运动速度为v,运动方向为x正向.因x1=x2,有 t=(tvx/c2)/(1v2/c2)1/2 =t/(1v2/c2)1/2 v=[1(t)2/(t)2]1/2c =3c/5 =1.8×108m/s (2) x=(xvt)/(1v2/c2)1/2 =vt/(1v2/c2)1/2 =vt=3c(m)=9×108m 2. 设地球和飞船分别为K和K系,有 (1)飞船上观察者测飞船长度为固有长度,又因光速不变,有 x=90m t=x/c=3×107s (2)地球上观察者 x=(x+vt)/(1v2/c2)1/2 =270m t=(t+vx/c2)/(1v2/c2)1/2 =9×107s 或 t=(t+vx/c2)/(1v2/c2)1/2 =(x/c+vx/c2)/(1v2/c2)1/2 =[(x+vt)/(1v2/c2)1/2]/c =x/c=9×107s } 练习20 相对论力学基础 一、选择题 A C A B C
二、填空题 1. 1.49 MeV. 2. 2/3c, 2/3c. 3. 5.81×10－13, 8.04×102. 三、计算题 1. Ek=mc2m0c2 m=m0+Ek/c2 回旋周期T=2m/(qB) =2( m0+Ek/c2)/(qB) Ek=104MeV=1.6×109J m0=1.67×1027kg q=1.61019C T=2( m0+Ek/c2)/(qB) =7.65×107s
2. E= m0c2/221cv =E0/221cv = 1/221cv=E/E0
v=c201EE=2.998×108m/s 运动的距离 l=vt=v0
= c201EE0 E/E0
=c01/20EE =1.799×104m
练习21 热辐射 光电效应 一、选择题 A D C D B
二、填空题 1. 0.64 . 2. 2.4×103K. 3. 在一定温度下,单位时间内从绝对黑体表面单位面积上所辐射的各波长的总能量. 三、计算题 1. (1)T=b/m=5.794×103K. (2) P=M(T)S=T44RS2=3.67×1026W (3) P = P/S =T44RS2/(4L2)=1.30×103W/m2 2. m= b/T=9.66×104m νm=c/m= c/(b/T)=cT/b=3.11×1011Hz P=M(T)S=T44RE2=2.34×109W 练习22 康普顿效应 氢原子的玻尔理论 一、选择题 D B A C A 二、填空题 1. hc/；h/；h/(c). 2. 1.45V；7.14×105m/s. 3. ；0. 三、计算题 1. hν=hc/=mv2/2+A=eUc+A Uc=(hc/A)/e=(hc/(e)A/e mv=[2m( hc/A)]1/2 R=mv/(qB)=[2m( hc/A)]1/2/(eB) 2.(1) =h(1cos)/(m0c) =0+=0+h(1cos)/(m0c) =1.024×1010m (2) hν0+m0c2= hν+mc2= hν+m0c2+Ek hν0= hν+Ek Ek=hν0 hν= hc/0 hc/ = hc(0)/(0) = hc/[0(0+)] =4.71×1017J=294eV 练习23 德布罗意波 不确定关系 一、选择题 D C D A B 二、填空题 1. 1.46Å; 6.63×1031m. 2. 3/3. 3. 6.63×1024. (或1.06×1024,3.32×1024, 0.53×1024) 三、计算题
1. (1)由带电粒子在均匀磁场中作圆运动运动的知识知,R=mv/(qB).于是有 p=mv=qBR=2eBR =h/p=h/(2eBR)=9.98×1012m
=9.98×103nm (2) 设小球与粒子速率相同 v=v=2eBR/m
= h/p= h/(mv)= h/[m(2eBR/m)]
=[h/(2eBR)](m/m) =(m/m)=6.62×1034m
2. (1)考虑相对论效应 Ek=eU=mc2m0c2=EE0
p2c2=E2E02= (E+E0)(EE0)= (Ek+2E0)Ek
= (eU +2 m0c2) eU
p=[(eU +2 m0c2) eU]1/2/c =h/p=hc/[(eU +2 m0c2) eU]
1/2
=8.74×1013m (2)不考虑相对论效应 Ek=eU=mv2/2=p2/(2m) p=(2meU)1/2 =h/p= h/(2meU)
1/2
= h/(2m0eU)1/2=1.23×1012m (0)/0=40.7﹪﹪
练习24 薛定谔方程 氢原子的量子力学描述 一、选择题 A C A D B 二、填空题 1. ν3=ν1+ν2；1/3=1/1+1/2. 2. 粒子t时刻出现在r处的概率密度;
单值,有限,连续;1ddd2zyx. 3. a/6, a/2, 5a/6. 三、计算题