大二大学物理标准作业答案2

一、选择题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．其中哪些说法是正确的(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．［］大学物理标准化作业（11）D2、（5613）关于同时性的以下结论中，正确的是(A)在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生．(B)在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生．(C)在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生．(D)在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生．［］C3、(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．［］AB4、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s，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．［］5、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1v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)2v211)/v(1cvL(A)(B)(C)(D)．［］B21vvL2vL12vvL6（4356）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．［］C8.一个电子运动速度v=0.99c，它的动能是：(电子的静止能量为0.51MeV)(A)4.0MeV．(B)3.5MeV．(C)3.1MeV．(D)2.5MeV．［］B7．（4725）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)0.25m0c2．(C)0.36m0c2．(D)1.25m0c2．［］C二、填空题2、静止时边长为50cm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____________．0.075m31.一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0.5m则此米尺以速度v=____________m.s接近观察者。81060.24.已知一静止质量为m0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____________．20)1(cmn5.设电子静止质量为me，将一个电子从静止加速到速率为0.6c(c为真空中光速)，需作功________________________．241cme3、（4176）子是一种基本粒子，在相对于子静止的坐标系中测得其寿命为0＝2×10-6s．如果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子的寿命＝____________________．1.3×10-5s1、电子显微镜中的电子从静止开始通过电势差为U的静电场加速后，其德布罗意波长是0.4Å，则U约为(A)150V．(B)330V．(C)630V．(D)940V．［］(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)D标准化作业（12）2、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=21-0．(D)2=1-20．［］C3、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．［］D4．（4383）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)2EK．.(B)2h-EK．(C)h-EK．(D)h+EK．［］D二填空题1、在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|Ua|与入射光频率的关系曲线如图所示，由此可知该金属的红限频率0=___________Hz；逸出功A=____________eV．|Ua|(V)×1014Hz)2-25101410522．（4184）已知钾的逸出功为2.0eV，如果用波长为3.60×10-7m的光照射在钾上，则光电效应的遏止电压的绝对值|Ua|=___________________．从钾表面发射出电子的最大速度vmax=_______________________．(h=6.63×10-34J·s，1eV=1.60×10-19J，me=9.11×10-31kg)1.45V7.14×105m·s-1三、计算题1.（4186）图中所示为在一次光电效应实验中得出的曲线(1)求证：对不同材料的金属，AB线的斜率相同．(2)由图上数据求出普朗克恒量h．(基本电荷e=1.60×10-19C)|Ua|(V)(×1014Hz)AB01.02.05.010..0解：(1)由AhUea得eAehUa//由此可知，对不同金属，曲线的斜率相同．ehUa/d/d(恒量)(2)h=etan1410)0.50.10(00.2e=6.4×10-34J·s2.（4505）用波长0=1Å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=6.63×10-34J·s，电子静止质量me=9.11×10-31kg)解：(1)康普顿散射光子波长改变：)cos1)(/(cmhe0.024×10-10m01.024×10-10m(2)设反冲电子获得动能2)(cmmEeK，根据能量守恒：KeEhcmmhh20)(即KEhchc)]/([/00故)](/[00hcEK=4.66×10-17J=291eV四、理论推导与证明题7.证明在康普顿散射实验中，反冲电子的动能K和入射光子的能量E之间的关系为：0EK.证明碰撞前后的光子的能量分别为00hcEhhcEh据能量守恒011()KEEhc0EK标准化作业（13）一、选择题1、（4197）由氢原子理论知，当大量氢原子处于n=3的激发态时，原子跃迁将发出：(A)一种波长的光．(B)两种波长的光．(C)三种波长的光．(D)连续光谱．［］C二、填空题1、（4513）玻尔的氢原子理论的三个基本假设是：(1)____________________________________，(2)____________________________________，(3)____________________________________．量子化定态假设量子化跃迁的频率法则hEEknkn/角动量量子化假设2/nhL(n=1，2，3，……)标准化作业（14）——物质波与不确定关系一、选择题1、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)．(B)．(C)．(D)．［］2、不确定关系式表示在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．［］vv/12211cv22vcxpxCDxpx)2/(h3、关于不确定关系((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).［］，有以下几种理解：C4（4778）x(A)x(B)x(C)x(D)设粒子运动的波函数图线分别如图(A)、(B)、(C)、(D)所示，那么其中确定粒子动量的精确度最高的波函数是哪个图？［］A二、填空题4.光子波长为，则其能量=_________；动量的大小=_________；质量=___________．/hc/h)/(chp)/(2apRhd5、一束具有动量与狭缝相距为R的地方放置一块荧光屏，试证明屏幕，式中h为普朗克常量．的电子，垂直地射入宽度为a的狭缝，若在狭缝后远处上衍射图样中央最大强度的宽度证：单缝衍射各级极小的条件为......)2,1(sinkkasin1ka时当可见衍射图案第一级极小距离中心点的距离为aRRRxsintan1ph电子德布罗意波的波长又中央最大强度的宽度pRh22xd1a三、理论推导与证明题标准化作业（15）axax23cos1)(a2/1a/1一、选择题1.已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为：那么粒子在x=5a/6处出现的概率密度为(A)1/(2a)．(B)1/a．(C)．(D),(-a≤x≤a)［］A),(tr*),(tr二、填空题3.设描述微观粒子运动的波函数为，则表示____________________________；须满足的条件是______________________________________；其归一化条件是_______________________．粒子在t时刻在（x,y,z)处出现的几率密度12Vdxdydz单值、有限、连续1.（5371）一粒子被限制在相距为L的两个不可穿透的壁之间。描写粒子状态的波函数为，其中c为待定常数。求在区间发现该粒子的几率.)(xLcx3~0L102Ldx1)(2022dxxLxcL1)2(043222dxxLxxLcL13052Lc230LLc8117)(3030522302LLdxLxLxdxPL3L三、计算题2.（5813）质量为m的粒子在外力场中作一维运动，外力场的势能分布为：在0xa区域U=0；在x≤0和x≥a区域U=∞，即粒子只能在0xa的区域内自由运动，求粒子的能量和归一化的波函数．解：设粒子能量为E,根据一维定态薛定谔方程Exm222dd2令22/)2(mEk上面方程可改写为0dd222kx方程的解为kxBkxAsincos由题意x≤0=0,x≥a=0可得A=0,Bsinka=0.因为B不可能等于0，所以必须sinka=0则ka=n，k=na，n不能取零值，如果n=0，导则k=0，(x)在0xa区间各处都为零，与原题不合．故=Bsin(nxa)n=1，2，……粒子能量)8/()(222mahnEnn=1，2，……根据归一化条件1d02x可得1d)/(sin022axaxnBπaB/2所以粒子的归一化波函数为axnasin23.（5245）设质量为m的非相对论粒子只能在0xa的区域内自由运动．在0xa的区域内粒子的势能V(x)=0；在x≤0和x≥a区域V