物理工练习题4及答案

1、练习题4一、单项选择题（本大题共20小题，每小题2分，共40分）1. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 A.使屏靠近双缝 B.使两缝的间距变小C.把两个缝的宽度稍微调窄 D.改用波长较小的单色光源【知识点】第10章【答案】B双缝干涉相邻明条纹之间、相邻暗条纹之间的间距，使两缝的间距变小，可使屏上的干涉条纹间距变大。2 两个直径相差甚微的圆柱体夹在两块平板玻璃之间构成空气劈尖，如图所示，单色光垂直照射，可看到等厚干涉条纹，如果将两个圆柱之间的距离拉大，则范围内的干涉条纹 A.数目增加，间距不变 B.数目增加，间距变小C.数目不变，间距变大 D.数目减小，间距变大【知

2、识点】第10章【答案】C如果将两个圆柱之间的距离拉大，则两块平板玻璃之间空气劈尖的顶角变小，因此条纹间距变大。由于两个圆柱之间的空气劈尖的高度差不变，而相邻两个条纹之间的高度差等于半个波长，因此两个圆柱之间的条纹数目不变。3空中波长为l的单色光，在折射率为n的均匀透明介质中从A沿某一路径传播到B，若A，B两点的相位差为3p，则路径AB的长度为 A. 1.5l B. 1.5nl C. 3l D. 1.5l/n【知识点】第10章【答案】D根据相位差与光程差的关系，所以 4.平行单色光垂直入射到单缝上，观察单缝夫朗和费衍射。若屏上P点处为第1级明纹，则单缝处波面相应地可划分为几个半波带 A. 一个

3、B. 两个 C. 三个 D. 四个【知识点】第10章【答案】C夫朗和费衍射明纹条件：，k=1，所以可划分半波带的数目为2k+1=3。5 一束白光垂直照射在一光栅上，在形成的同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是 A紫光 B.绿光 C.黄光 D.红光【知识点】第10章【答案】D 根据光栅方程，同一级光栅光谱中，偏离中央明纹最远的是波长最长的光。6根据惠更斯菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的 A. 振动振幅之和         

4、   B. 光强之和              C. 振动振幅之和的平方      D. 振动的相干叠加【知识点】第10章【答案】D惠更斯菲涅尔原理：波阵面前方空间某点处的光振动取决于到达该点的所有子波的相干叠加。i07 一束自然光自空气射向一块平板玻璃，如图所示。入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光 A. 光强为零B. 是部分偏振光C. 是完全偏振光，且光矢量的振动方向垂直于入射面D.

5、是完全偏振光，且光矢量的振动方向平行于入射面【知识点】第10章【答案】C当入射等于布儒斯特角时，反射光变为线偏振光，且光矢量的振动方向垂直于入射面。8.把两块偏振片一起紧密地放置在一盏灯前，使得后面没有光通过，当把一块偏振片旋转会发生何种现象？ A光强先增加，然后减小到零B光强始终为零C光强先增加后减小，然后又再增加D光强增加，然后减小到不为零的极小值【知识点】第10章【答案】A 把两块偏振片一起紧密地放置在一盏灯前，使得后面没有光通过，表明两块偏振片的偏振化方向互相垂直。当把一块偏振片旋转180°，它们偏振化方向之间的夹角将在90°到270°之间变化，根据马吕斯

6、定律，光强先增加，然后减小到零。9.关于同时性的以下结论中，正确的是 A在一惯性系中同时发生的两个事件，在另一个惯性系中一定不同时发生B在一惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中一定同时发生C. 在一惯性系中同一地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中一定同时发生D. 在一惯性系中不同地点不同时发生的两个事件，在另一个惯性系中一定不同时发生【知识点】第11章【答案】C同时性的相对性：在一惯性系中不同地点同时发生的两个时间，在另一个惯性系中不一定同时发生；在一惯性系中同一地点同时发生的两个时间，在另一个惯性系中一定同时发生。10. 宇宙飞船相对于地面以速度u作匀速直线飞行，某一时刻

7、飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过Dt（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. cDt B. uDt C. D. 【知识点】第11章【答案】A 宇宙飞船相对宇航员静止，他通过向飞船尾部发出一个光讯号测量到的飞船长度cDt就是飞船的固有长度。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u为（c表示真空中光速） A B. C. D. 【知识点】第11章【答案】C根据公式，。12.根据相对论力学，动能为0.25 MeV的电子，其运动速度约等于 （c表示真空中的光速，电

8、子的静能m0c2 = 0.51 MeV） A. 0.1c B. 0.5 c C. 0.75 c D. 0.85 c 【知识点】第11章【答案】C根据相对论质量和相对论动能公式，.13.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 （c表示真空中光速）A. B. C. D. 【知识点】第11章【答案】B由能量与质量、质量与速度的关系式可知，解得。14 .由狭义相对论得出的正确关系式是 A. p=m0v B. Ek= C. D.【知识点】第11章【答案】C相对论动量能量关系式：。15. 根据波尔理论，当氢原子的量子数n由2增到4时，电子轨道半径是原来的（）倍 。 A. 2倍 B.

9、 0.5倍 C. 0.25倍 D.4倍【知识点】第12章【答案】D氢原子定态的轨道半径,当氢原子的量子数n由2增到4时，电子轨道半径是原来的42/22=4倍。16. 一个光子和一个电子具有同样的波长，则： A.它们具有相同的动量 B.电子具有较大的动量C.光子具有较大的动量 D.它们的动量不能确定【知识点】第12章【答案】A根据光子的动量和电子的德布罗意波波长公式，它们具有相同的动量。17 光电效应中光电子的最大初动能与入射光的关系是 A.与入射光的频率成正比 B.与入射光的强度成正比C.与入射光的频率成线性关系 D.与入射光的强度成线性关系【知识点】第12章【答案】C光电子的最大初动能随入射

10、光频率线性变化，而与入射光强无关。18. 光子的频率为，以下物理量错误的是 A. 光子的能量B. 光子的动量C. 光子的波长D. 光子的质量【知识点】第12章【答案】D光子的质量为19. 大量处于第二受激态的氢原子将产生辐射，可能产生的谱线条数为 A.1B.2 C.3 D.4【答案】C处于第二受激态的氢原子，其主量子数n为3，可能的辐射为,3 ®1，3®2，2®1。因此可能产生的谱线条数为3。20.关于不确定关系有以下几种理解，正确的是 （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确定（4）不确定关系不仅适用于电子和光子，也

11、适用于其他粒子A（1）（2） B.（2）（4） C.（3）（4） D.（4）（1）【知识点】第12章【答案】C不确定关系指粒子的动量和坐标不可能同时确定，不仅适用于电子和光子，也适用于其他微观粒子。21. 在相同的时间内，一束波长为l 的单色光在空气中和在玻璃中 ( )A. 传播的路程相等，走过的光程相等B. 传播的路程相等，走过的光程不相等C. 传播的路程不相等，走过的光程相等D. 传播的路程不相等，走过的光程不相等【知识点】第10章解析：介质中的光程等于在相同的时间内光在真空中所通过的路程,而光程等于几何路程乘以介质的折射率，因此在相同的时间内，传播的路程不相等，走过的光程相等。答案：C2

12、2. 两块平玻璃构成空气劈形膜，左边为棱边，用单色平行光垂直入射若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动，则干涉条纹的 ( )A. 间隔变小，并向棱边方向平移B. 间隔变大，并向远离棱边方向平移C. 间隔不变，向棱边方向平移D. 间隔变小，并向远离棱边方向平移【知识点】第10章解析：若上面的平玻璃以棱边为轴，沿逆时针方向作微小转动, 空气劈形膜的顶角变大。根据空气劈尖的干涉条纹间距l与劈尖顶角q 的关系，间隔变小。而相邻干涉条纹对应的介质薄膜厚度差为l/2，因此随着劈尖顶角q 增大，条纹棱边方向平移。答案：A23. 波长为l 的单色平行光垂直入射到一狭缝上，若第一级暗纹的位置对应的衍射

13、角为q =±/6，则缝宽的大小为 ( )A. l/2 B. l C. 2 l D.3l【知识点】第10章解析：根据单缝夫琅禾费衍射暗条纹的条件，若第一级暗纹的位置对应的衍射角为q =±/6，则缝宽的大小2 l。答案：C24. 根据玻尔的理论，氢原子在n =5 轨道上的角动量与在第一激发态的轨道角动量之比为 ( )A. 5/4 B.5/3 C.5/2 D.5【知识点】第12章根据角动量量子化条件：电子绕核作定态运动的轨道角动量L的大小只能是()的整数倍，即，而第一激发态对应的量子数n =2，因此氢原子在n =5 轨道上的角动量与在第一激发态的轨道角动量之比为5/2。答案：C2

14、5. 用频率为1 的单色光照射某一种金属时，测得光电子的最大初动能为EK1；用频率为2的单色光照射另一种金属时，测得光电子的最大初动能为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【知识点】第12章解析：根据爱因斯坦光电效应方程 ，最大初动能与入射光频率和金属的逸出功A都有关。因此，如果EK1>EK2，1可能大于也可能小于2。答案：D 一、填空题（共6小题）1.用波长为的单色光分别做杨氏双缝干涉实验和单缝夫琅禾费衍射实验，若屏上P点处在明纹上，则双缝到P点的光程差应满足条件=_；单缝缝宽a和衍射角q必

15、须满足条件asinq =_。【知识点】第10章【答案】k, k=±1,±2; ±(2k+1)/2, k=1,2,32.振幅为A的线偏振光，垂直入射到一理想偏振片上，若偏振片上的偏振化方向与入射偏振光的振动方向夹角为，则透过偏振片的振幅为 。【知识点】第10章【答案】A/23.+介子是不稳定的粒子，在它自已的参照系中测得平均寿命是2.6×10-8s，如果它相对实验室以0.8c的速度运动，那么实验室坐标系中测得的+介子的寿命是 。【知识点】第11章【答案】s4.设电子静止质量为me0，将一个电子从静止加速到速率为0.8 c，需做功 。【知识点】第11章【答案

16、】5.已知某金属的逸出功为A，用频率为n1的光照射该金属能产生光电效应，则该金属的红限频率n0 = ，截止电势差Uc = 。【知识点】第12章【答案】A/h；(hn1- A)/e6.运动速率等于在300K时方均根速率的氢原子的德布罗意波长是 。【知识点】第12章【答案】0.145nm二、计算题（共4小题）1. 在双缝干涉实验中，若缝间距为所用光波波长的1000倍，观察屏与双缝相距50cm，求相邻明纹的间距。【知识点】第10章【答案及解析】解： 根据双缝干涉明条纹公式 x = kl D / d相邻明纹间距Dx = Dl / d=m2. 波长为520nm的单色光垂直投射于每厘米2000条刻线的平面

17、衍射光栅上，求第一级衍射主极大所对应的衍射角。【知识点】第10章【答案及解析】解：光栅常数d=1/2000cm=5×10-6m 由光栅方程，第一级衍射主极大对应的衍射角满足 得到 3. 一艘宇宙飞船船身固有长度为l0=90m，相对于地面以u = 0.8c的匀速度从一观测站的上空飞过。(1) 观测站测得飞船的船身通过观察站的时间间隔是多少？(2) 宇航员测得船身通过观察站的时间间隔是多少？【知识点】第11章【答案及解析】解：(1) 地面观测站测得飞船船身的长度为m则观测站测得飞船的船身通过观察站的时间间隔为 s(2) 宇航员测得飞船船身的长度为l0，宇航员测得观察站相对飞船以速度u = 0.8c经过飞船，因此宇航员测得船身通过观察站的时间间隔为s4. 电子经过100V的电压加速后的德布罗意波长是0.123nm。若使用10000V的电压加速电子，求其德布罗意波长。【知识点】第12章【答案及解析】解：电子经过100V的电压加速后的德布罗意波波长为，若使用10000V的电压加速电子，其德布罗意波长为则因此使用10000V的电压加速电子，其德