物理工練習(xí)題4及答案

1、練習(xí)題4一、單項選擇題（本大題共20小題，每小題2分，共40分）1. 在雙縫干涉實驗中，為使屏上的干涉條紋間距變大，可以采取的辦法是 A.使屏靠近雙縫 B.使兩縫的間距變小C.把兩個縫的寬度稍微調(diào)窄 D.改用波長較小的單色光源【知識點】第10章【答案】B雙縫干涉相鄰明條紋之間、相鄰暗條紋之間的間距，使兩縫的間距變小，可使屏上的干涉條紋間距變大。2 兩個直徑相差甚微的圓柱體夾在兩塊平板玻璃之間構(gòu)成空氣劈尖，如圖所示，單色光垂直照射，可看到等厚干涉條紋，如果將兩個圓柱之間的距離拉大，則范圍內(nèi)的干涉條紋 A.數(shù)目增加，間距不變 B.數(shù)目增加，間距變小C.數(shù)目不變，間距變大 D.數(shù)目減小，間距變大【知

2、識點】第10章【答案】C如果將兩個圓柱之間的距離拉大，則兩塊平板玻璃之間空氣劈尖的頂角變小，因此條紋間距變大。由于兩個圓柱之間的空氣劈尖的高度差不變，而相鄰兩個條紋之間的高度差等于半個波長，因此兩個圓柱之間的條紋數(shù)目不變。3空中波長為l的單色光，在折射率為n的均勻透明介質(zhì)中從A沿某一路徑傳播到B，若A，B兩點的相位差為3p，則路徑AB的長度為 A. 1.5l B. 1.5nl C. 3l D. 1.5l/n【知識點】第10章【答案】D根據(jù)相位差與光程差的關(guān)系，所以 4.平行單色光垂直入射到單縫上，觀察單縫夫朗和費衍射。若屏上P點處為第1級明紋，則單縫處波面相應(yīng)地可劃分為幾個半波帶 A. 一個

3、B. 兩個 C. 三個 D. 四個【知識點】第10章【答案】C夫朗和費衍射明紋條件：，k=1，所以可劃分半波帶的數(shù)目為2k+1=3。5 一束白光垂直照射在一光柵上，在形成的同一級光柵光譜中，偏離中央明紋最遠(yuǎn)的是 A紫光 B.綠光 C.黃光 D.紅光【知識點】第10章【答案】D 根據(jù)光柵方程，同一級光柵光譜中，偏離中央明紋最遠(yuǎn)的是波長最長的光。6根據(jù)惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某時刻的波陣面為S，則S的前方某點P的光強度決定于波陣面S上所有面積元發(fā)出的子波各自傳到P點的 A. 振動振幅之和         

4、   B. 光強之和              C. 振動振幅之和的平方      D. 振動的相干疊加【知識點】第10章【答案】D惠更斯菲涅爾原理：波陣面前方空間某點處的光振動取決于到達(dá)該點的所有子波的相干疊加。i07 一束自然光自空氣射向一塊平板玻璃，如圖所示。入射角等于布儒斯特角i0，則在界面2的反射光 A. 光強為零B. 是部分偏振光C. 是完全偏振光，且光矢量的振動方向垂直于入射面D.

5、是完全偏振光，且光矢量的振動方向平行于入射面【知識點】第10章【答案】C當(dāng)入射等于布儒斯特角時，反射光變?yōu)榫€偏振光，且光矢量的振動方向垂直于入射面。8.把兩塊偏振片一起緊密地放置在一盞燈前，使得后面沒有光通過，當(dāng)把一塊偏振片旋轉(zhuǎn)會發(fā)生何種現(xiàn)象？ A光強先增加，然后減小到零B光強始終為零C光強先增加后減小，然后又再增加D光強增加，然后減小到不為零的極小值【知識點】第10章【答案】A 把兩塊偏振片一起緊密地放置在一盞燈前，使得后面沒有光通過，表明兩塊偏振片的偏振化方向互相垂直。當(dāng)把一塊偏振片旋轉(zhuǎn)180°，它們偏振化方向之間的夾角將在90°到270°之間變化，根據(jù)馬呂斯

6、定律，光強先增加，然后減小到零。9.關(guān)于同時性的以下結(jié)論中，正確的是 A在一慣性系中同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中一定不同時發(fā)生B在一慣性系中不同地點同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中一定同時發(fā)生C. 在一慣性系中同一地點同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中一定同時發(fā)生D. 在一慣性系中不同地點不同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中一定不同時發(fā)生【知識點】第11章【答案】C同時性的相對性：在一慣性系中不同地點同時發(fā)生的兩個時間，在另一個慣性系中不一定同時發(fā)生；在一慣性系中同一地點同時發(fā)生的兩個時間，在另一個慣性系中一定同時發(fā)生。10. 宇宙飛船相對于地面以速度u作勻速直線飛行，某一時刻

7、飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個光訊號，經(jīng)過Dt（飛船上的鐘）時間后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有長度為（c表示真空中光速） A. cDt B. uDt C. D. 【知識點】第11章【答案】A 宇宙飛船相對宇航員靜止，他通過向飛船尾部發(fā)出一個光訊號測量到的飛船長度cDt就是飛船的固有長度。11.一宇航員要到離地球為5光年的星球去旅行，如果宇航員希望把這路程縮短為3光年，則他所乘的火箭相對于地球的速度u為（c表示真空中光速） A B. C. D. 【知識點】第11章【答案】C根據(jù)公式，。12.根據(jù)相對論力學(xué)，動能為0.25 MeV的電子，其運動速度約等于 （c表示真空中的光速，電

8、子的靜能m0c2 = 0.51 MeV） A. 0.1c B. 0.5 c C. 0.75 c D. 0.85 c 【知識點】第11章【答案】C根據(jù)相對論質(zhì)量和相對論動能公式，.13.設(shè)某微觀粒子的總能量是它的靜止能量的k倍，則其運動速度的大小為 （c表示真空中光速）A. B. C. D. 【知識點】第11章【答案】B由能量與質(zhì)量、質(zhì)量與速度的關(guān)系式可知，解得。14 .由狹義相對論得出的正確關(guān)系式是 A. p=m0v B. Ek= C. D.【知識點】第11章【答案】C相對論動量能量關(guān)系式：。15. 根據(jù)波爾理論，當(dāng)氫原子的量子數(shù)n由2增到4時，電子軌道半徑是原來的（）倍 。 A. 2倍 B.

9、 0.5倍 C. 0.25倍 D.4倍【知識點】第12章【答案】D氫原子定態(tài)的軌道半徑,當(dāng)氫原子的量子數(shù)n由2增到4時，電子軌道半徑是原來的42/22=4倍。16. 一個光子和一個電子具有同樣的波長，則： A.它們具有相同的動量 B.電子具有較大的動量C.光子具有較大的動量 D.它們的動量不能確定【知識點】第12章【答案】A根據(jù)光子的動量和電子的德布羅意波波長公式，它們具有相同的動量。17 光電效應(yīng)中光電子的最大初動能與入射光的關(guān)系是 A.與入射光的頻率成正比 B.與入射光的強度成正比C.與入射光的頻率成線性關(guān)系 D.與入射光的強度成線性關(guān)系【知識點】第12章【答案】C光電子的最大初動能隨入射

10、光頻率線性變化，而與入射光強無關(guān)。18. 光子的頻率為，以下物理量錯誤的是 A. 光子的能量B. 光子的動量C. 光子的波長D. 光子的質(zhì)量【知識點】第12章【答案】D光子的質(zhì)量為19. 大量處于第二受激態(tài)的氫原子將產(chǎn)生輻射，可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為 A.1B.2 C.3 D.4【答案】C處于第二受激態(tài)的氫原子，其主量子數(shù)n為3，可能的輻射為,3 ®1，3®2，2®1。因此可能產(chǎn)生的譜線條數(shù)為3。20.關(guān)于不確定關(guān)系有以下幾種理解，正確的是 （1）粒子的動量不可能確定（2）粒子的坐標(biāo)不可能確定（3）粒子的動量和坐標(biāo)不可能同時確定（4）不確定關(guān)系不僅適用于電子和光子，也

11、適用于其他粒子A（1）（2） B.（2）（4） C.（3）（4） D.（4）（1）【知識點】第12章【答案】C不確定關(guān)系指粒子的動量和坐標(biāo)不可能同時確定，不僅適用于電子和光子，也適用于其他微觀粒子。21. 在相同的時間內(nèi)，一束波長為l 的單色光在空氣中和在玻璃中 ( )A. 傳播的路程相等，走過的光程相等B. 傳播的路程相等，走過的光程不相等C. 傳播的路程不相等，走過的光程相等D. 傳播的路程不相等，走過的光程不相等【知識點】第10章解析：介質(zhì)中的光程等于在相同的時間內(nèi)光在真空中所通過的路程,而光程等于幾何路程乘以介質(zhì)的折射率，因此在相同的時間內(nèi)，傳播的路程不相等，走過的光程相等。答案：C2

12、2. 兩塊平玻璃構(gòu)成空氣劈形膜，左邊為棱邊，用單色平行光垂直入射若上面的平玻璃以棱邊為軸，沿逆時針方向作微小轉(zhuǎn)動，則干涉條紋的 ( )A. 間隔變小，并向棱邊方向平移B. 間隔變大，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移C. 間隔不變，向棱邊方向平移D. 間隔變小，并向遠(yuǎn)離棱邊方向平移【知識點】第10章解析：若上面的平玻璃以棱邊為軸，沿逆時針方向作微小轉(zhuǎn)動, 空氣劈形膜的頂角變大。根據(jù)空氣劈尖的干涉條紋間距l(xiāng)與劈尖頂角q 的關(guān)系，間隔變小。而相鄰干涉條紋對應(yīng)的介質(zhì)薄膜厚度差為l/2，因此隨著劈尖頂角q 增大，條紋棱邊方向平移。答案：A23. 波長為l 的單色平行光垂直入射到一狹縫上，若第一級暗紋的位置對應(yīng)的衍射

13、角為q =±/6，則縫寬的大小為 ( )A. l/2 B. l C. 2 l D.3l【知識點】第10章解析：根據(jù)單縫夫瑯禾費衍射暗條紋的條件，若第一級暗紋的位置對應(yīng)的衍射角為q =±/6，則縫寬的大小2 l。答案：C24. 根據(jù)玻爾的理論，氫原子在n =5 軌道上的角動量與在第一激發(fā)態(tài)的軌道角動量之比為 ( )A. 5/4 B.5/3 C.5/2 D.5【知識點】第12章根據(jù)角動量量子化條件：電子繞核作定態(tài)運動的軌道角動量L的大小只能是()的整數(shù)倍，即，而第一激發(fā)態(tài)對應(yīng)的量子數(shù)n =2，因此氫原子在n =5 軌道上的角動量與在第一激發(fā)態(tài)的軌道角動量之比為5/2。答案：C2

14、5. 用頻率為1 的單色光照射某一種金屬時，測得光電子的最大初動能為EK1；用頻率為2的單色光照射另一種金屬時，測得光電子的最大初動能為EK2如果EK1>EK2，那么 ( )A. 1一定大于2 B. 1一定小于2 C. 1一定等于2 D. 1可能大于也可能小于2【知識點】第12章解析：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程 ，最大初動能與入射光頻率和金屬的逸出功A都有關(guān)。因此，如果EK1>EK2，1可能大于也可能小于2。答案：D 一、填空題（共6小題）1.用波長為的單色光分別做楊氏雙縫干涉實驗和單縫夫瑯禾費衍射實驗，若屏上P點處在明紋上，則雙縫到P點的光程差應(yīng)滿足條件=_；單縫縫寬a和衍射角q必

15、須滿足條件asinq =_?！局R點】第10章【答案】k, k=±1,±2; ±(2k+1)/2, k=1,2,32.振幅為A的線偏振光，垂直入射到一理想偏振片上，若偏振片上的偏振化方向與入射偏振光的振動方向夾角為，則透過偏振片的振幅為 ?！局R點】第10章【答案】A/23.+介子是不穩(wěn)定的粒子，在它自已的參照系中測得平均壽命是2.6×10-8s，如果它相對實驗室以0.8c的速度運動，那么實驗室坐標(biāo)系中測得的+介子的壽命是 ?！局R點】第11章【答案】s4.設(shè)電子靜止質(zhì)量為me0，將一個電子從靜止加速到速率為0.8 c，需做功 。【知識點】第11章【答案

16、】5.已知某金屬的逸出功為A，用頻率為n1的光照射該金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則該金屬的紅限頻率n0 = ，截止電勢差Uc = 。【知識點】第12章【答案】A/h；(hn1- A)/e6.運動速率等于在300K時方均根速率的氫原子的德布羅意波長是 ?！局R點】第12章【答案】0.145nm二、計算題（共4小題）1. 在雙縫干涉實驗中，若縫間距為所用光波波長的1000倍，觀察屏與雙縫相距50cm，求相鄰明紋的間距?！局R點】第10章【答案及解析】解： 根據(jù)雙縫干涉明條紋公式 x = kl D / d相鄰明紋間距Dx = Dl / d=m2. 波長為520nm的單色光垂直投射于每厘米2000條刻線的平面

17、衍射光柵上，求第一級衍射主極大所對應(yīng)的衍射角?！局R點】第10章【答案及解析】解：光柵常數(shù)d=1/2000cm=5×10-6m 由光柵方程，第一級衍射主極大對應(yīng)的衍射角滿足 得到 3. 一艘宇宙飛船船身固有長度為l0=90m，相對于地面以u = 0.8c的勻速度從一觀測站的上空飛過。(1) 觀測站測得飛船的船身通過觀察站的時間間隔是多少？(2) 宇航員測得船身通過觀察站的時間間隔是多少？【知識點】第11章【答案及解析】解：(1) 地面觀測站測得飛船船身的長度為m則觀測站測得飛船的船身通過觀察站的時間間隔為 s(2) 宇航員測得飛船船身的長度為l0，宇航員測得觀察站相對飛船以速度u = 0.8c經(jīng)過飛船，因此宇航員測得船身通過觀察站的時間間隔為s4. 電子經(jīng)過100V的電壓加速后的德布羅意波長是0.123nm。若使用10000V的電壓加速電子，求其德布羅意波長?！局R點】第12章【答案及解析】解：電子經(jīng)過100V的電壓加速后的德布羅意波波長為，若使用10000V的電壓加速電子，其德布羅意波長為則因此使用10000V的電壓加速電子，其德