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1、大学物理近代篇大学物理近代篇量子物理量子物理复习题及答案复习题及答案第一页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。1.黑体辐射,光电效应及康普顿效应皆突出表黑体辐射,光电效应及康普顿效应皆突出表明了光的明了光的(A)波动性)波动性;(B)粒子性)粒子性;(C)单色性)单色性;(D)片振性)片振性.第二页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。2.已知某金属中电子的逸出功为已知某金属中电子的逸出功为 eU0,当,当用一种单色光照射该金属表面时,可产生光用一种单色光照射该金属表面时,可产生光电效应,则该光的波长应满足:电效应,则该光的波长应满足:(C)(A)(D)(B)第三页,编辑于星期六:二十一点 四十
2、四分。3.康普顿效应说明在光和微观粒子的相互作康普顿效应说明在光和微观粒子的相互作用过程中,以下定律严格适用用过程中,以下定律严格适用:(A)动量守恒、动能守恒;)动量守恒、动能守恒;(B)牛顿定律、动能定律;)牛顿定律、动能定律;(C)动能守恒、机械能守恒;)动能守恒、机械能守恒;(D)动量守恒、能量守恒。)动量守恒、能量守恒。第四页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。4.某金属的光电效应中,所发射的光电子某金属的光电效应中,所发射的光电子的初动能的初动能 Ek 随入射光频率随入射光频率n 的变化关系如的变化关系如图所示,由图可知逸出功图所示,由图可知逸出功 W 和普朗克常数和普朗克常数 h
3、 为:为:(A)A=OQ;h=OR;(B)A=OR;h=PQ;(C)A=OP;h=OP/OQ;(D)A=QS;h=QS/OS.第五页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。5.用频率为用频率为n 1 的单色光照射某种金属时,的单色光照射某种金属时,测的光电子的最大动能为测的光电子的最大动能为 Ek1;用频率为;用频率为n 2 的单色光照射另一种金属时,测的光电子的单色光照射另一种金属时,测的光电子的最大动能为的最大动能为 Ek2,若,若 Ek1 Ek2 则:则:(A)n 1 一定大于一定大于 n 2;(B)n 1 一定小于一定小于 n 2;(C)n 1 一定等于一定等于 n 2;(D)n 1 可能
4、大于也可能小于可能大于也可能小于 n 2.第六页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。6.两个相同的物体两个相同的物体 A、B,温度相同,若,温度相同,若A 的温度低于其环境温度,而的温度低于其环境温度,而 B 高于其环境高于其环境温度,则温度,则 A、B 在在 单位时间内辐射的能量单位时间内辐射的能量满足满足:(D)不能确定。)不能确定。(C)(B)(A)第七页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。7.氢原子的赖曼系是原子由激发态跃迁至氢原子的赖曼系是原子由激发态跃迁至基态而发射的谱线系,为使处于基态的氢基态而发射的谱线系,为使处于基态的氢原子发射此线系中最大波长的谱线,则向原子发射此线系中最大
5、波长的谱线,则向该原子提供的能量至少应是:该原子提供的能量至少应是:(A)1.5eV;(B)3.4eV;(C)10.2eV;(D)13.6eV.第八页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。8.用玻尔氢原子理论判断,氢原子巴尔末系用玻尔氢原子理论判断,氢原子巴尔末系(向第(向第 1 激发态跃迁而发射的谱线系)中激发态跃迁而发射的谱线系)中最小波长与最大波长之比为:最小波长与最大波长之比为:(A)5/9;(B)4/9;(C)7/9;(D)2/9.第九页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。9.某可见光波长为某可见光波长为 500nm,若电子的德布若电子的德布罗依波长为该值时,其非相对论动能为罗依波长为
6、该值时,其非相对论动能为:(D)(B)(C)(A)第十页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。10.已知在一维无限深矩形势阱中,粒子已知在一维无限深矩形势阱中,粒子的波函数为的波函数为;则粒子在则粒子在 x=5 a/6 处出现的几率密度为处出现的几率密度为:(A)1/2a;(B)1/a;(C)(D)第十一页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。11.如图,一束动量为如图,一束动量为 P 的电子,通过宽的电子,通过宽为为 a 的狭缝,在距狭缝的狭缝,在距狭缝 R 处放置一荧光屏,处放置一荧光屏,屏上衍射图样中央最大宽度屏上衍射图样中央最大宽度 d 等于等于:(A)2a2/R;(B)2ha/p;(C)
7、2ha/RP;(D)2Rh/aP.第十二页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。12.已知光子的波长已知光子的波长 l=300nm;测量此波长测量此波长的不确定量的不确定量 Dl=3.010-4 nm,则该光子的则该光子的位置不确定量为位置不确定量为:(D)0.38m(C)0.048m;(B)30nm(A)300nm 第十三页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。量子物理选择题答案:BADCDCCAAADB第十四页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。13.若氢原子的运动速率等于它在若氢原子的运动速率等于它在 300K 时的时的方均根速率,试求其波长。另有一个质量方均根速率,试求其波长。另有一个质量
8、 m=1.00 g,速率,速率 v=1.00 cms-1 的小球的小球,其其波长又为多少?波长又为多少?k=1.3810-23 J K-1氢氢原子质量原子质量 mH=1.6710-27 kg.解:解:氢原子的速率氢原子的速率对于小球对于小球第十五页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。14.可将星体视作绝对黑体,利用维恩位移可将星体视作绝对黑体,利用维恩位移定律测星体表面温度,现测的太阳定律测星体表面温度,现测的太阳lm=0.55 mm;北极星;北极星 lm=0.35 mm;天狼星天狼星 lm=0.29 mm;试求各星体的表面温度。试求各星体的表面温度。(取取 b=2.910-3 mm)第十六页
9、,编辑于星期六:二十一点 四十四分。15.用波长用波长 l=410 nm 的单色光照射某金属的单色光照射某金属表面,若产生的光电子的最大动能表面,若产生的光电子的最大动能Ek=1.00eV,试求能使该金属发生光电效应,试求能使该金属发生光电效应的入射光的最大波长是多少?的入射光的最大波长是多少?第十七页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。16.某点光原的功率为某点光原的功率为 P,发出的单色光波,发出的单色光波长为长为 l ,在距该光源为,在距该光源为 d 的曲面上单位时的曲面上单位时间内接收的光子数间内接收的光子数 N 为多少?为多少?单位面积上单位面积上接收功率接收功率 e 为多少为多少?
10、若?若l=663.0 nm 则光则光子的质量子的质量 m 是多少?是多少?第十八页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第十九页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。17.证明题:证明题:半径为半径为 R 的某恒星和地球相距为的某恒星和地球相距为 D(DR)。若表面温度为。若表面温度为 T 的恒星单位时间的恒星单位时间辐射到地球单位面积上的能量为辐射到地球单位面积上的能量为 e。视恒视恒星为绝对黑体,试证:星为绝对黑体,试证:第二十页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第二十一页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。18.已知康普顿效应中入射已知康普顿效应中入射 X 射线的波射线的波长长 l=0.7
11、0nm,散射线与入射线相垂直,是,散射线与入射线相垂直,是求反冲电子的动能求反冲电子的动能 Ek;反冲电子的运动方;反冲电子的运动方向偏离入射向偏离入射 X 射线的夹角射线的夹角 q 。第二十二页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第二十三页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第二十四页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。19.已知质量为已知质量为 m 的一维粒子的波函数为:的一维粒子的波函数为:(1)写出基态和第)写出基态和第 4 激发态的能量;激发态的能量;能级为能级为(2)计算在)计算在 n(x,t)上,测和所得结果;上,测和所得结果;第二十五页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。(3)
12、写出粒子的几率密度分布函数;)写出粒子的几率密度分布函数;(4)求粒子在基态和第)求粒子在基态和第 2 激发态时的最可激发态时的最可几位置。几位置。第二十六页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第二十七页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第二十八页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第二十九页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。20.证明题证明题:(求质量求质量)写出实物粒子德布罗波长与粒子动能写出实物粒子德布罗波长与粒子动能 Ek、静止质量、静止质量 m0 的关系,并证明的关系,并证明 Ekm0c2时,时,第三十页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第三十一页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第三十二页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。21.试证:试证:若一个作一维运动的粒子的位置不若一个作一维运动的粒子的位置不确定量等于它的的德布罗意波长确定量等于它的的德布罗意波长 l ,则同时,则同时测定它的速度时,其不确定量最小值等于该测定它的速度时,其不确定量最小值等于该粒子的速度。粒子的速度。第三十三页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。第三十四页,编辑于星期六:二十一点 四十四分。