大学物理周志坚相对论和量子物理检测题解答.ppt

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1、相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答一一 选择题选择题 1 一均匀矩形薄板一均匀矩形薄板,在它静止时测得其长为在它静止时测得其长为a,宽为宽为b,质量为质量为m0.由此算出其面积密度为由此算出其面积密度为m0/ab.假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v作匀作匀速直线运动速直线运动,此时再测算该矩形薄板的面积密度此时再测算该矩形薄板的面积密度则为则为()相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:应该选应该选 C相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 2 一宇航员要到距离地球为一宇航员要到距离地球为5光年的星球光年

2、的星球去旅行去旅行.如果宇航员希望把这路程缩短为如果宇航员希望把这路程缩短为3光年光年,则他所乘的火箭相对于地球的速度应则他所乘的火箭相对于地球的速度应是是()A v=(1/2)c;C v=(4/5)c;B v=(3/5)c;D v=(9/10)c.相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:应该选应该选 C相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 3 令电子的速度为令电子的速度为v,则电子的动能则电子的动能Ek对于比对于比值值v/c的图线可用下列图中哪个图表示的图线可用下列图中哪个图表示?()(c表示真空中光速表示真空中光速)1.0A1.0D1.0C1.0B相对论和

3、量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:应该选应该选 D相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 4 以下一些材料的逸出功为以下一些材料的逸出功为:铍铍3.9eV 钯钯5.0eV 铯铯1.9eV 钨钨4.5eV今要制造能在可见光今要制造能在可见光(频率范围为频率范围为 )下工作的光下工作的光电管电管,在这些材料中应选在这些材料中应选()A 钨钨;B 钯钯;C 铯铯;D 铍铍.相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:根据光电效应方程：根据光电效应方程：应该选应该选 C只有当只有当 ，才有光电流产生，才有光电流产生根据可见光频率，有：根据可见光频率，有：5

4、一定频率的单色光照射在一种金属上一定频率的单色光照射在一种金属上,测测出其光电流的曲线如图中实现所示出其光电流的曲线如图中实现所示.然后在光然后在光强度不变的条件下增大照射光的频率强度不变的条件下增大照射光的频率,测出其测出其光电流的曲线如图中虚线所示光电流的曲线如图中虚线所示.满足题意的图满足题意的图是是().相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答0UIA0UID0UIC0UIB相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:所以饱和电流所以饱和电流is减小减小应该选应该选 D相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 6 在气体放电管中在气体放电管中,用能

5、量为用能量为12.1eV的电的电子去轰击处于基态的氢原子子去轰击处于基态的氢原子,此时氢原子所此时氢原子所能发射的光子的能量只能是能发射的光子的能量只能是()A 12.1eV;B 10.2eV;C 12.1eV,10.2eV和和1.9eV;D 12.1eV,10.2eV和和3.4eV.相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:即即12.1eV的能量可把基态氢原子激发的能量可把基态氢原子激发到到n=3的状态的状态相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 所以氢原子由所以氢原子由n=3向较低能级跃迁时向较低能级跃迁时,可发出的光子能量为可发出的光子能量为应该选应该选 C

6、 7 已知用光照的办法将氢原子基态的电子已知用光照的办法将氢原子基态的电子电离电离,可用的最长波长的光是可用的最长波长的光是913的紫外光的紫外光,那么氢原子从各受激态跃迁至基态的赖曼系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光谱的波长可表示为()相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答;.相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:由广义巴耳末公式可得赖曼系为由广义巴耳末公式可得赖曼系为当氢原子被电离时当氢原子被电离时.应该选应该选 D相对论和量子物理检测题相对论和量子物理检测题解答解答 8 静止质量不为零的微观粒子作高速运动静止质量不为零的微观粒子

7、作高速运动,这时粒子物质波的波长这时粒子物质波的波长 与速度与速度v的关系为的关系为()相对论和量子物理检测题相对论和量子物理检测题解答解答解解:应该选应该选 C相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 9 电子显微镜中的电子从静止开始通过电子显微镜中的电子从静止开始通过电势差为电势差为U的静电场加速后的静电场加速后,其德布罗意波其德布罗意波长为长为0.4,则则U约为约为()相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:应该选应该选 D相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 10 在氢原子的在氢原子的K壳层中壳层中,电子可能具有的电子可能具有的量子数量子数

8、()是是()解解:K壳层对应于壳层对应于应该选应该选 A 11 有一速度为有一速度为u的宇宙飞船沿的宇宙飞船沿x轴的正方轴的正方向飞行向飞行,飞船头尾各有一个脉冲光源在工作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冲的传播速度大小为_.相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答二二 填空题填空题解解:根据光速不变原理根据光速不变原理,两空都应该填两空都应该填 c相对论和量子物理检测题解答

9、相对论和量子物理检测题解答 12 当当惯惯性系性系S和和 S的坐的坐标标原点原点O和和O重重合合时时,有一点光源从坐有一点光源从坐标标原点原点发发出一光脉冲出一光脉冲,在在S系中系中经过经过一段一段时间时间t后后,此光脉冲的球面此光脉冲的球面方程分方程分别为别为:S系系_;S系系 _.解解:根据光速不变原理根据光速不变原理,在两系中得到的在两系中得到的光脉冲球面方程分别为光脉冲球面方程分别为 13 一门宽为一门宽为a.今有一固有长度为今有一固有长度为l0(l0a)的水平细杆的水平细杆,在门外贴近门的平面内沿其长在门外贴近门的平面内沿其长度方向匀速运动度方向匀速运动.若站在门外的观察者认为若站在

10、门外的观察者认为此杆的两端可同时被拉进此门此杆的两端可同时被拉进此门,则该杆相对则该杆相对于门的运动速度于门的运动速度u至少为至少为_.相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 14 已知一静止已知一静止质质量量为为 的粒子的粒子,其固有寿其固有寿命命为实验为实验室室测测到的寿命的到的寿命的1/n,则则此粒子的此粒子的动动能是能是_.解解:相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 15 波波长为长为 的的X光光子的光光子的质质量量为为_kg.()解解:相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 16 欲

11、使欲使氢氢原子能原子能发发射巴耳末系中的波射巴耳末系中的波长长为为6562.8的的谱线谱线,最少要最少要给给基基态氢态氢原子提供原子提供_eV的能量的能量.解解:该光子的能量该光子的能量氢原子末态能量为氢原子末态能量为所以向基态氢原子提供的能量所以向基态氢原子提供的能量相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答解解:17 在在 的匀的匀强强磁磁场场中沿半径中沿半径为为R=1.66cm的的圆轨圆轨道运道运动动的的 粒子的德布粒子的德布罗罗意意波波长长是是_.(普朗克常数普朗克常数 基本基本电电荷荷电电量量 )0.1带电粒子在匀强磁场中的运动：洛仑兹带电粒子在匀强磁场中的运动：洛仑兹力充

12、当向心力力充当向心力相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 18 在电子单缝衍射实验中在电子单缝衍射实验中,若缝宽为若缝宽为a=0.1nm(1nm=10-9m),电子束垂直射在单缝面上电子束垂直射在单缝面上,则衍射的则衍射的电子横向动量的最小不确定量电子横向动量的最小不确定量 _N.s()解解:相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 19 根据量子力学理论根据量子力学理论,氢原子中电子的动量氢原子中电子的动量矩在外磁场方向上的投影为矩在外磁场方向上的投影为 ,当角量子当角量子数数l=2时时,的可能取值为的可能取值为_.解解:另一个另一个1s电子的量子态为电子的量子态为(1,0,0,-1/2)相对论和量子物理检测题解答相对论和量子物理检测题解答 20 锂锂(Z=3)原子中含有原子中含有3个电子个电子,电子的量子电子的量子态可用态可用()四个量子数来描述四个量子数来描述.若已知基若已知基态原子中一个电子的量子态为态原子中一个电子的量子态为(1,0,0,1/2),则其余则其余两个电子的量子态分别为两个电子的量子态分别为(_)和和(_).解解:锂原子有两个锂原子有两个1s电子和一个电子和一个2s电子电子2s电子的量子态为电子的量子态为(2,0,0,1/2)或或(2,0,0,-1/2)1,0,0,-1/22,0,0,1/2)或或(2,0,0,-1/2