2017-2018-1学期文科物理第四次作业-答案

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浙江大学城市学院

2014 — 2015 学年第 二 学期第四次作业

《 大学物理 》

开课单位： 信电分院 ； 所需时间： 120 分钟 题序 一 二 三 四 五 总 分 得分 评卷人

得分 一． 选择题 (本大题共 25 题，每题 2 分，共 50 分。)

1．（2分） 二十世纪建立了相对论和量子力学为基础的近代物理，引发了一场物理学革命，而经典物理则是近代物理的某种近似，经典物理的适用范围是

a．微观低速； b．微观高速； c．宏观低速； d．宏观高速。

2．（2分）

电磁波的振动方向与传播方向互相垂直，它反映了电磁波的 。 a．干涉特性； b．衍射特性； c．偏振特性； d．波粒二象性。

3．（2分）

电子显微镜比光学显微镜具有更高的分辩率，这是因为电子显微镜中的电子比可见光光子的 。

a．波长更短； b．波长更长； c．质量更小； d．质量更大。 4. （2分）

氢原子光谱是一种线状光谱，反映了原子的结构特征，验证了原子的 。 a．J.J.汤姆逊模型； b．卢瑟福模型； c．玻尔模型； d．行星模型。 5．（2分）

阳光下肥皂膜上出现的彩虹是由于 。

a．光的干涉； b．光的衍射； c．光的折射； d．光的散射。 6．（2分）

成语“只闻其声，不见其影”，实际上是反映了 的物理现象。 a．光的直线传播； b．声音的直线传播； c．声波比光波传得更远； d．声波比光波更容易衍射。 7．（2分）

狭义相对论的“相对性原理”是指 。 a．物理规律在洛仑兹变换下保持不变； b．物理规律在伽利略变换下保持不变； c．物理规律是相对的； d．同时性是相对的。

8.（2分）

产生激光的介质要实现粒子数反转，其必要条件是介质具有 。 a．光放大能力； b．半导体特性； c．亚稳态能级； d．光学谐振腔。 9．（2分）

以下哪个条件不是干涉实验成功的必备条件 。 a．两束光有相同的频率； b．两束光有相同的振幅； c．两束光有相同的振动方向； d．两束光有稳定的相位差。 10．（2分）

光的干涉和衍射现象，可以根据 加以解释。 a．惠更斯原理； b．光速不变原理； c．相对性原理； d．测不准原理。

11.（2分）

高速公路上的测速器利用了_________来测定车辆行驶的速度。

a. 相对论效应； b.多普勒效应； c. 黑体辐射效应； d惠更斯原理

12. （2分）

电磁波是电磁场在空间的传播，下列现象中属于电磁波的是________ a.α射线； b. 阴极射线； c. β射线； d. γ射线

13. （2分）

2014年的诺贝尔物理学奖授予了日本科学家，表彰他们发明了______

a. 白光LED； b、红光LED； c、黄光LED； d、蓝光LED。

14. （2分）

在拍摄夜景的照片中常会出现灯光发出多条光芒的“星芒”图像，这是灯光通过相机小光圈镜头时由于______产生的效果。

a、偏振效应； b、干涉效应； c、衍射效应； d、光电效应

15. （2分）

当相对论粒子的速度增加一倍时，该粒子的_________.

a、动量增加一倍； b、质量增加一倍； c、能量增加一倍； d、能量的增加正比于质量的增加 16、（2分）

晶体原子的晶格排列就像一个天然的光栅，以下各种电磁波照射晶体后最容易产生衍射图像的是_______。

a、红外线； b、可见光； c、紫外线； d、X射线 17、（2分）

激光的发光机制是受激辐射，实现受激辐射的前提是激光介质具有亚稳态能级以形成粒子数反转，而亚稳态的存在是__________的理论预言。 a、量子论； b、相对论； c、波尔模型； d、量子力学 18、（2分）

相对论引起了时空观的革命，在相对论中“同时”不再是一个绝对的感念，同时的相对性意味着_________.

a、是否同时取决于人们的相互约定； b、是否同时与参考系的选择有关； c、是否同时与参考系的选择无关； d、任何事情都不会在世界上同时发生； 19、（2分）

宇宙大爆炸理论源于哈勃的一项观测：所有恒星发出的光的波长都增大了，以此可以推断宇宙在膨胀而所有恒星都在远离我们而去，这个推断的依据是__________。 a、光速不变原理； b、光的干涉效应； c、光的衍射效应； d、光的多普勒效应

20、（2分）

医院里通过超声波血流仪测量人体中血液的流速可以诊断心血管疾病，其测速原理是_________。

a、波的偏振效应； b、波的干涉效应； c、波的衍射效应； d、波的多普勒效应

21、在量子力学中，是通过_______来描述电子的行为。

a、电子均匀镶嵌； b、绕原子核旋转； c、量子化轨道； d、电子云分布；

22、电磁辐射分为电离辐射和非电离辐射，电离辐射对人体伤害较大，下列日常生活中的电

磁辐射属于电离辐射的是_________-。

a、手机； b、电脑； c、微波炉； d、CT（X射线计算机断层扫描）

23、将光照射到某金属表面时会有电子逸出，若增加该光照的强度，则________。 a、逸出电子的初动能增加；

b、单位时间内逸出的光电子数增加； c、打出电子所需的时间缩短； d、光电效应的极限频率变小。

24、到19世纪末物理学有了突破性的发现，这就是世纪之交的三大发现，其中揭示了原子

具有结构的是________的发现，人类从此打开了奇妙的微观世界研究的大门。 a、原子； b、电子； c、中子； d、质子

25、火箭上和地球上有相同的钟，当火箭飞离地球匀速飞行时，火箭上的宇航员认为_____。 a、火箭上的时钟比地球上的时钟快 b、火箭上的时钟将比地球上的时钟慢 c、火箭上的时钟与地球上的时钟快慢一样

d、火箭上的时钟与地球上的时钟难以判断快慢 26、若地球上一人寿命是一百年，如果他想到距离地球二百光年的星球去旅行，则__________ a、必须乘坐超过光速的飞船 b、必须乘坐接近光速的飞船 c、必须通过时空隧道 d、没有可能到达该星球

27、激光是一种新型光源，在激光器中谐振腔的主要作用是_____ a、是原子自发辐射 b、使原子受激辐射 c、形成粒子数反转

d、受激辐射后形成光放大

28、在量子力学中，是通过________来描述原子中电子的运动状态： a、电子均匀镶嵌 b、绕原子核旋转 c、量子化轨道 d、电子云分布

29、光的偏振现象说明了_________ a、光是横波 b、光是纵波

c、光可以绕过障碍物传播 d、光具有粒子性

30、电子的波动性可以通过电子的双缝干涉实验得到验证，在这个实验中____ a、控制电子一个一个分开发射就不会产生干涉条纹 b、当电子数目发射足够多时就会有干涉条纹出现 c、干涉条纹的产生与否与电子发出时间间隔有关 d、干涉条纹的产生与否与观察屏的物质成分有关

二． 填空题 (本大题共 10 题，每题 2 分，共 20 分。) 得分 卢瑟福查德威克 卢瑟福 1．(2分) 在原子核结构的研究中， 预言了“中子”的存在；而 发现了中子。

2. ( 2分) 伦琴 1901年，历史上第一个诺贝尔物理学奖授与了 ，表彰他发现了 。 X射线（伦琴射线）

3. ( 2分) 可见光

X射线与可见光相比，更容易发生衍射的是 ；相应光子能量较低的是 。 可见光

4. ( 2分)

以相对论和量子力学为理论基础的近代物理，导致了二十世纪高新技术的迅猛发展。普朗克 ；最早提出受激辐射概念的物理学第一个提出量子化概念的物理学家是 家是 。 爱因斯坦

5．( 2分) 光电效应显示了电磁波的 特性。而电子衍射实验显示了电子的 特波动 粒子 性；

6．( 2分)

文物年代 利用放射性衰变规律，可以测量 ；而利用黑体辐射规律，可以测量 。 物体表面温度

7．( 2分) 牛顿时空观

相对论时空观打破了经典物理的 ，导致了时空观的革命；在相对论里同时的概念与惯性系的选择有关，称为 。同时的相对性

8、( 2分)

α射线 γ射线

放射性射线中带正电的是___________；放射性射线中不带电的是_____________。

9、( 2分)

γ射线

放射性射线在外电场中不骗转的是_________，而放射性α射线的一般反应式为

AZ4A?42He?z?2Y。 X?___________

伽利略变换

10、在速度远小于光速c的低速极限下，洛仑兹变换就回到了________；相对论力学就

经典物理学 回到了_________.

自发辐射 ；而激光光源的发光机制是________. 受激辐射 11、普通光源的发光机制是_________

三． 计算填空题 (本大题共 5 题，每题 6 分，共 30 分。)

( 可取 mec2 = 0.5 MeV ， hc = 1240 eV· nm ，1uc2 = 931. 5 MeV )

1．( 6分)

已知电子显微镜中电子的德布罗意波长为0.01nm，则相应电子的动量为 P = (SI)，该电子的动能为Ek = eV。 h6.62?10?34J?s?23p???6.62?10kg?m/s ?0.01nm 12(mv)2p2h2(hc)24????1.54?10eV Ek?mv?22222m2m2m?2mc?

2．( 6分)

氢原子从n =7的能级跃迁到n =2的能级，其辐射电磁波的波长为λ= nm，该谱线属于电磁波的 波段，属于氢原子光谱的 线系。

1 En??13.62eV;n

11 ?E7?2?(?13.62?13.62)eV?3.12eV72

hc1240eV?nm ????397.4nm,?E3.12eV 7?2 属于可见光波段，巴耳末系

3．( 6分)

巳知某相对论粒子的静质量为m0，当其动能等于静能的2倍时，该粒子的运动速度为V= ；其动量为 。

Ek?mc2?m0c2?2m0c2

m022

?m?3m0??v?c2 31?(v/c)

22 p?mv?3m0?c?22m0c得分 3

4．( 6分)

原子核结合能的计算公式为B( Z , A ) = ；

3氚( 1H )原子核的结合能为B= MeV。

( 巳知: M(氢)=1.007825u；M(氚)=3.016049u )

B(Z,A)?Z?m(p)c2?(A?Z)?m(n)c2?m(B)c2

32232 B(1H)?1?m(p)c?2?m(n)c?m(1H)c222 ?1.007825uc?2?1.008665uc?3.016049uc ?0.009106uc2?8.48MeV

5．( 6分)

一火车匀速驶过车站。当火车由远而近驶向站台时，站台上的观察者测得火车鸣笛声的频率为1200Hz；而当火车驶离站台远去时，站台上的观察者测得火车鸣笛声的频率变为1000Hz。求火车静止时的汽笛鸣笛频率νs = Hz，及火车的运动速度Vs = km/s。( 巳知空气中声速为330m/s )

u?vob f'?f0;u?vs

火车驶近：vob?o,vs?0,f'?1200Hz; 火车远离：vob?0,vs?0,f'?1000Hz; 330?1200Hz?f0; ?330?vs?vs?30m/s?? ??330f?1091Hz?1000Hz? f0;?0?330?vs?

16、在影院里一场电影放映时间为100分钟，而在相对于该影院匀速运动的参考系中认为该场电影放映了125分钟，则该参考系相对于该影院的运动速度v= c；若影院里6m宽的屏幕，在该参考系中测得的屏幕宽则为L= m 。

?t0?125minv1?()2c3?v?c5?t'?v3L?L0?1?()2?6?1?()2?4.8mc5

得分 四． 简述题

1. 对黑体辐射(热辐射)的研究，最终导致了量子论的诞生。简述黑体辐射的基本规律并举例相关的应用。(8分)

黑体辐射基本规律：1、黑体温度升高，辐射光谱蓝移；维恩位移定律 2、温度升高，辐射功率增加；斯特潘玻尔兹曼定律

相关应用：维恩位移定律：测量物体表面温度 斯特潘玻尔兹曼定律：根据黑体温度估算辐射功率

2. 今年（2015年）被联合国定位光之年，以纪念有关光科学历史上一系列重要的里程碑贡献。结合本课程的学习，谈谈对光的波粒二象性的认识以及光科学技术在生活中的广泛应用和对社会发展的巨大推动作用。

光的波粒二象性：光在传播过程中表现出波动性，在与物质相互作用时表现出粒子性。光的波动性与粒子性是描述光性质的不可缺少的两个方面，但是不可能在同一次实验中同时观察到光的波动性与粒子性。

光科学的应用：光纤通讯，激光测距，LED固态照明，等

对社会的推动作用：略！

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ctm8.html