近代物理
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近代物理课后答案光电11 2.5根据能量和动量守恒定律,证明:光子和自由电子相碰撞不可能产生光电效应。
证:假定自由电子可以吸收一个光子,不失一般性设电子初始静止,光子未被吸收前,能量和动量守恒2/h m c Eh c Pνν⎧+=⎨=⎩,吸收后的能量和动量守恒/Eh c Pν⎧=⎪⎨==⎪⎩。
得到=2m c=,但这是不可能的。
故题设正确2.7波长为0.1 nm的X射线光子的动量和能量各为多少?解:动量34924/ 6.6310/0.110 6.6310/p h kg m sλ---==⨯⨯=⨯⋅能量/1240/0.112.4E hc keVλ===2.8由50 KeV电压加速的电子,在轫致辐射中产生最短X射线波长是多少?解:3/1240/50100.0248hc E nmλ==⨯=2.13已知电子的动能分别为1 MeV和1 GeV,求它们的德布罗意波长是多少?解:电子能量太大,需考虑相对论效应,波长h hcp pcλ===1MeV的电子波长872fmλ==1GeV的电子波长 1.24fmλ==2.13微观粒子的波动性可以用波长和频率表征,试问用实验方法能够直接确定其中的哪一个?对另一个的确定能说些什么?答:戴维斯-革末实验测量了物质波的波长,不能直接测量物质波的能量2.14根据电子的德布罗意波长说明:在原子中电子的轨道概念已失去意义,在电视机显像管中运动的电子为什么仍旧可以用电子轨道概念?(设显像管加速电压为10 KeV,管长为0.5 m)答:以氢原子基态为例,电子的动能为13.6eV ,对应德布罗意波长约0.34nm ,氢原子半径才0.053nm ,轨道概念在原子中失去意义;而电视显像管中10keV 电子的德布罗意波长0.0124nm ,远小于显像管的长度0.5m ,显像管中的电子仍旧可以使用轨道概念2.17动能为5.0 MeV 的α粒子垂直入射到厚度为0.1μm ,质量密度为41.7510⨯3Kg/m 的金箔,试求散射角大于090的粒子数是全部入射粒子的百分之几? 解:222221231cos /2[()()]4sin /24dn a a Nt d Nt b b Nt n θθπθθπθθπθ==-=⎰⎰,12/2,θπθπ== 其中436232121.7510100.110 6.0210 5.3410197A tNt N m A ρ--⨯⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯ 而2102 1.4427945.545Z e a fm E πε==⨯⨯=,所以散射角大于900的概率为 2.18 α粒子质量比电子质量大7300多倍,若速度为v 的非相对论α粒子与一静止的自由电子相碰撞,试证明α粒子的最大散射角约为410-rad 。
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;。
近代物理学概述目前物理学主要分为两大类。
一类是经典物理学,一类是量子物理学,也就是现在我所要论述的近代物理学。
经典物理学主要以牛顿力学为中心,阐述了力与运动的关系。
可以这么说,牛顿支撑起了整个经典物理学。
而近代物理学是与量子论学为中心的,它揭示了牛顿力学的局限性(只适用于低速宏观物体),在微观高速的世界里,已诞生了以量子论为基础的量子物理学。
近代物理学主要是量子论,而量子论的发展又是从光开始的。
对光的研究,在我国古代就已有记载,那些主要是几何光学的内容。
而近代物理学则更多的是研究物理光学,即研究关的本质问题。
对于光的本质问题,近代早期有两种学说,一是以牛顿为代表的微粒说。
牛顿认为光是一种粒子,理由是光的反射和折射现象,即光是由一些个小粒子组成的,当这些小粒子射到介质上时会发生反弹,这就很好的解释了反射现象。
而折射现象则是由于组成光的这些粒子射到介质上后,因受到不同方向上的力的作用,从面而改变了其运动轨迹,这就是牛顿的微粒说。
另一种说法则是惠更斯的波动说。
当时惠更斯提出光是一种波,但他无法证明他的结论。
当时,整个物理学界就掀起了一股研究光的本质的热潮,并产生了这两种学说,因为当时牛顿在物理学界中的威望,微粒说一直占上风。
在扬氏双缝干涉实验出现以后,牛顿的微粒说就慢慢地站不住脚了,波动说正式上台。
光的干涉现象已足以证明光是一种波。
后来数学家泊松为了推翻惠更斯的波动说,在实验室用数学方法做了精确的计算与研究。
但却在无意中发现了一个亮斑,于是他认为这就足以证明惠更斯的波动说根本就谬论。
但就在他高兴之际,科学家们便怀疑这个亮斑正是由于光的衍射产生的,于是又做了许多精确的实验,终于证明些亮斑确实为光的衍射所产生。
本来想要推翻波动说的泊松,却无意中再次证明了光是一种波。
后来为了记念这件有趣的事,这个亮斑被人们称为泊松亮斑。
有了干涉和衍射现象,波动说已完全确立。
人们已经普遍认识到光是一种波,而且是一种电磁波,并列出了电磁波谱,有了电磁波谙,电磁泊家族又变得更为完善了。
物理近代物理知识点
1. 嘿,你知道狭义相对论吗?就像我们坐火车时,时间会变慢一样神奇呢!比如当你飞快地坐高铁时,从外面的人看你的时间就好像过得稍慢一些。
2. 量子力学可太有意思啦!这不就像在微观世界里,粒子们都有着自己的小脾气,一会儿在这里,一会儿在那里的。
就像电子在原子里跳来跳去,神出鬼没的。
3. 光电效应!哇哦,这就好像阳光洒在金属上,有时候就能神奇地激发出电子呢!比如太阳能电池板不就是靠着这个原理工作的嘛。
4. 波粒二象性呀,真的很难想象一个东西又像波又像粒子呢!就好比一个人既像画家又像音乐家一样奇特。
5. 量子纠缠简直酷毙了!这边的粒子动一下,那边的粒子马上就能“感应”到,简直比心灵感应还厉害!这就好像两个超有默契的好朋友,一个打喷嚏另一个立马就知道。
6. 普朗克常量可别小瞧哦!它在量子世界里那可是相当关键的。
就好像一把小钥匙,能打开微观世界的神秘大门哟!
7. 原子的能级结构,不就像楼梯一样嘛,电子只能在特定的台阶上待着。
比如霓虹灯里的气体原子就是这样,发出各种漂亮的光。
我觉得近代物理的知识点真的超级神奇,充满了奥秘,让我们对世界有了更深刻的认识!。
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.。
专题16 近代物理初步一.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醒(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,也包括不可见光。
(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-W0。
(2)最大初动能与遏止电压的关系:E k=eU c。
(3)逸出功与极限频率的关系:W0=hνc。
【例1】(2021·山东潍坊市第二次高考模拟)如图所示,分别用频率为ν、2ν的光照射某光电管,对应的遏止电压之比为1∶3,普朗克常量用h表示,则()A.用频率为13ν的光照射该光电管时有光电子逸出B.该光电管的逸出功为1 2hνC.用2ν的光照射时逸出光电子的初动能一定大D.加正向电压时,用2ν的光照射时饱和光电流一定大【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维。
【技巧总结】区分光电效应中的三组概念(1)光子与光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电;光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子。
光子是因,光电子是果。
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能。
(3)光电流和饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关。
【变式训练1】(2021·阳江模拟)用如图所示的光电管研究光电效应的实验中,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转。
而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,那么()A.a光的波长一定大于b光的波长B.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大【变式训练2】(多选)在光电效应实验中,分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a和U b,光电子的最大初动能分别为E k a和E k b。
近代物理学知识点近代物理学是物理学发展的一个重要阶段,它颠覆了许多传统的观念,为我们理解自然界的本质提供了全新的视角。
以下将为您介绍一些近代物理学中的关键知识点。
首先,不得不提的是相对论。
相对论由爱因斯坦提出,分为狭义相对论和广义相对论。
狭义相对论主要探讨了时间和空间的相对性,以及光速不变原理。
它告诉我们,当物体的运动速度接近光速时,时间会变慢,长度会缩短。
比如,一个高速运动的飞船中的时间流逝相对于地球上会变慢。
这可不是科幻小说中的想象,而是经过实验验证的科学事实。
广义相对论则进一步将引力现象解释为时空的弯曲。
质量会使周围的时空发生弯曲,物体在这个弯曲的时空中运动,就表现出了引力的效果。
比如,地球围绕太阳公转,实际上是沿着太阳造成的时空弯曲的“测地线”运动。
这个理论不仅成功地解释了水星近日点的进动等问题,还对宇宙的结构和演化有着重要的意义。
量子力学是近代物理学的另一大支柱。
它研究的是微观世界粒子的行为。
在量子力学中,粒子不再具有确定的位置和动量,而是处于一种“叠加态”。
直到进行测量时,它们才会“坍缩”到一个确定的状态。
这就好比一个盒子里的猫,在打开盒子之前,猫处于既生又死的叠加态。
量子力学中的薛定谔方程是描述微观粒子状态随时间变化的基本方程。
通过求解这个方程,可以得到粒子的各种可能状态及其概率。
而且,量子力学还引入了“量子纠缠”的概念,两个处于纠缠态的粒子,无论相隔多远,对其中一个粒子的测量会瞬间影响另一个粒子的状态,这种超距作用让人们对自然界的本质有了更深的思考。
在近代物理学中,还有一个重要的概念是黑体辐射。
黑体是能够完全吸收外来辐射而不反射的物体。
研究黑体辐射的规律时,经典物理学遇到了巨大的困难。
普朗克提出了能量量子化的假说,成功地解释了黑体辐射的实验结果。
这一假说为量子力学的发展奠定了基础。
物质的波粒二象性也是近代物理学的重要发现。
德布罗意认为,不仅光具有波粒二象性,实物粒子也具有波动性。
近代世界著名物理学家17世纪著名物理学家:伽利略(Galileo Galilei ) (1564年 - 1642年)意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。
其成就包括改进望远镜和其所带来的天文观测,以及支持哥白尼的日心说。
当时,人们争相传颂:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”。
今天,史蒂芬•霍金说,“自然科学的诞生要归功于伽利略,他这方面的功劳大概无人能及。
”笛卡尔(Rene Descartes)(1596——1650)法国哲学家、科学家和数学家。
对现代数学的发展做出了重要的贡献,因将几何坐标体系公式化而被认为是解析几何之父。
他还是西方现代哲学思想的奠基人,是近代唯物论的开拓者提出了“普遍怀疑”的主张。
他的哲学思想深深影响了之后的几代欧洲人,开拓了所谓“欧陆理性主义”哲学。
帕斯卡 (Blaise Pascal) (1623年 - 1662年) 法国数学家、物理学家、思想家。
发明和改进了许多科学仪器。
波义耳(Robert Boyle)(1627—1691)英国化学家,化学史家都把1661年作为近代化学的开始年代,因为这一年有一本对化学发展产生重大影响的著作出版问世,这本书就是《怀疑派化学家The Sceptical Chemist》。
惠更斯 (Christian Huygens) (1629年 - 1695年) 荷兰物理学家、天文学家、数学家,他是介于伽利略与牛顿之间一位重要的物理学先驱,是历史上最著名的物理学家之一,他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献,在数学和天文学方面也有卓越的成就,是近代自然科学的一位重要开拓者。
他建立向心力定律,提出动量守恒原理,并改进了计时器。
胡克 (Robert Hooke)(1635年 - 1703年) 英国博物学家,发明家。
在物理学研究方面,他提出了描述材料弹性的基本定律-胡克定律,且提出了万有引力的平方反比关系。
在机械制造方面,他设计制造了真空泵,显微镜和望远镜,并将自己用显微镜观察所得写成《显微术》一书,细胞一词即由他命名。
近代物理史高中近代物理史是高中物理课程的重要内容之一。
它涵盖了从17世纪末到20世纪初的物理学发展历程。
近代物理史的学习,旨在让学生了解革命性的物理学理论和实验发现,以及这些发现对人类社会的影响。
近代物理史的起点可以追溯到牛顿的力学理论。
在17世纪末,牛顿提出了三大运动定律,建立了经典力学的基础。
这个理论框架解释了物体的运动规律,并且在很长一段时间内被广泛应用。
然而,随着科学的进步,人们开始发现一些无法用经典力学解释的现象。
这引发了一系列的研究,最终导致了相对论和量子力学的建立。
爱因斯坦的相对论是近代物理史中的一大里程碑。
他在1905年提出了狭义相对论,从而颠覆了牛顿的经典力学观念。
相对论指出,时间和空间是相互关联的,物质和能量之间也存在等效性。
这些理论不仅改变了人们对时空和物质的理解,也为后来的科学研究提供了新的方向。
与此同时,量子力学的建立也是近代物理史的重要组成部分。
量子力学提出了微观世界的规律,解释了原子和分子的性质。
通过研究粒子的行为和性质,量子力学为科学家提供了一种全新的思维方式。
这一理论不仅解释了许多实验现象,还推动了现代技术的发展,如激光、半导体等。
除了相对论和量子力学,近代物理史还包括了许多其他重要的发现和理论,如电磁理论、热力学、原子物理等。
这些知识点的学习,旨在让学生了解物理学的发展历程,培养他们的科学思维和探索精神。
在高中物理课程中,学生将通过学习近代物理史,了解科学家们的思考方式和探索过程。
他们将研究历史实验和理论,分析其背后的原理和科学方法。
通过这些学习,学生将能够理解物理学的本质和价值,培养对科学的兴趣和热情。
总之,近代物理史是高中物理课程中不可或缺的一部分。
通过学习近代物理史,学生将了解物理学的发展历程,掌握科学思维和实验方法。
这将为他们在未来的学术和职业生涯中打下坚实的基础。
大学物理 近代物理 1 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)/(1ctcv(D) 2)/(1ctcv [ ]
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) 21vvL . (B) 2vL .
(C) 12vvL . (D) 211)/(1cLvv . [ ]
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′=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 大学物理 近代物理 2 (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) 0.6a2. (B) 0.8 a2. (C) a2. (D) a2/0.6 . [ ]
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m0.由此可算出其面积密度为m0 /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) abcm20)/(1v (B) 20)/(1cabmv
(C) ])/(1[20cabmv (D) 2/320])/(1[cabmv [ ]
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0,而用固定在S系的钟测出这两个事件的时间间隔为.又在S′系x′轴上放置一静止于是该系.长度为l0的细杆,从S系测得此杆的长度为l, 则 (A) < 0;l < l0. (B) < 0;l > l0. (C) > 0;l > l0. (D) > 0;l < l0. [ ] 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) 大学物理 近代物理 3 (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、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m0的粒子,由静止加速到v0.6c (c为真空中光速)需作的功等于 (A) 0.18m0c2. (B) 0.25 m0c2. (C) 0.36m0c2. (D) 1.25 m0c2. [ ]
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m0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) 1Kc . (B) 21KKc.
(C) 12KKc. (D) )2(1KKKc . [ ] 大学物理 近代物理 4 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m0c2 = 0.51 MeV)
20、令电子的速率为v,则电子的动能EK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U0 (使电子从金属逸出需作功eU0),则此单色光的波长 必须满足: (A) ≤)/(0eUhc. (B) ≥)/(0eUhc. (C) ≤)/(0hceU. (D) ≥)/(0hceU. [ ]
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,那么入射光的波长是 (A) 5350 Å. (B) 5000 Å. (C) 4350 Å. (D) 3550 Å. [ ]
23、用频率为的单色光照射某种金属时,逸出光电子的最大动能为EK;若改用频率为2的单色光照射此种金属时,则逸出光电子的最大动能为: (A) 2 EK. . (B) 2h- EK. (C) h- EK. (D) h+ EK. [ ]
24、设用频率为1和2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0,测得两次照射时的遏止电压|Ua2| = 2|Ua1|,则这两种单色光的频率有如下关系: (A) 2 = 1 - 0. (B) 2 = 1 + 0. (C) 2 = 21 - 0. (D) 2 = 1 - 20. [ ]
OEKv/c1.0(A)OEKv/c1.0(B)OEK
v/c1.0(C)O
EK
v/c1.0
(D) 大学物理 近代物理
5 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 (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E0和飞到阳极的电子的最大动能EK的变化分别是 (A) E0增大,EK增大. (B) E0不变,EK变小. (C) E0增大,EK不变. (D) E0不变,EK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,则散射光光子能量与反冲电子动能EK之比/ EK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. [ ]
I U O (A) I U O (B) I U O (C) I
U O (D)