大学物理下考题 11页

上海交通大学试卷班级号学号姓名课程名称大学物理成绩注意：(1)填空题空白处写上关键式子，可参考给分；计算题要列出必要的方程和解题的关键步骤；(2)不要将订书钉拆掉；(3)第四张是草稿纸；(4)相关常量：普朗克常量/z=6.626x10_34J-s,电子电量£=-1.602x10%,电子静质量叫=9.11x10®kg,维恩常量方=2.897xlO_3m-K,斯特藩常量a=5.670x108W•m'2•K-4.一、单项选择题(每小题3分，共21分)1、用白光光源进行双缝干涉实验，若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝，用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝，则(A)T涉条纹的宽度将发牛改变；(B)产牛红光和蓝光两组干涉条纹；(C)干涉条纹的亮度将发生改变；(D)不产生干涉条纹。选择:2、一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，入射角等于布儒斯特角油则在界面2上的反射光(A)是自然光;(B)是线偏振光口光矢量的振动方向垂直于入射而;(C)是线偏振光口光矢量的振动方向平行于入射而;(D)是部分偏振光。选择:3、设用频率为岭和a的两种单色光，先后照射同一-种金属均能产牛光电效应。已知该金属的红限频率为Vo,测得两次照射时的遏止电压瓯2〔=2\ua]\,则这两种单色光的频率满足(A)v2=-v():(B)v2=Vj+v()；(C)v2=2v1-v0；(D)v2=Vj-2v00\n选择：\n4、一•束光强为/（）的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角,则穿过两个偏振片后的光强/为(A)4V2(B)（C）2(D)选择：5、如图所示，两个直径有微小差別的彼此平行的圆柱Z间的距离为厶夹在两块平晶的中间，形成空气劈尖，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹。如果两圆柱之间的距离厶变小，则在厶范围内干涉条纹的（A）数冃增加，间距不变；（B）数目减少，间距变大；（C）数目增加，间距变小；（D）数冃不变，间距变小。选择：6、测不准关系AxW?有以下几种理解，明种正确（A）粒了的动虽不可能确定；（B）粒子的坐标不可能确定；（C）粒子的动量和处标不可能同时确定；（D）测不准关系仅适用于光子，不适用于具它粒子。选择：7、能定性地正确反映黑体单色辐出度故⑴随2和T的变化规律的图为（己知门＞门）\n选择：二、填空题（共36分）\n1、（本小题6分）若氢原了处于斤=3,匸2的激发态，则电了轨道角动量的大小L=；轨道角动量厶在外加磁场方向上的可能取值乙=:电子自旋角动罐S=o2、（本小题3分）根据玻尔的氢原子理论模型，推得氢原子的基态能量为加£°、、…E=；~~=-13.6（eV）。类似可确定■价氨离了的基态能最为（eV）。8^/?2（提示：氨原子失去一个电子后形成一价氨离子。）3、（本小题5分）在玻璃（折射率®=1.60）表面镀_层MgF2（折射率“2=1.38）薄膜作为增透膜。为了使波长为500nm（lnm=10-9m）的光从空气=1.00）垂肓入射时尽可能少反射，MgF?薄膜的最小厚度应是：4、（本小题5分）在两个偏振化方向正交的偏振片Z间平行于偏振片插入一厚度为/的双折射品片，品片对o光、e光的折射率分别为化和化。晶片光轴平行于晶面且与第一偏振片的偏振化方向间有-夹角。用波长为兄的单色H然光垂直入射，则通过第二偏振片射岀的两束光的振幅大小,它们的相位差"=o5、（本小题5分）设汽车两盏前灯相距1.2m,夜间人眼瞳孔直径d=3.0mm,人眼敏感波长为A=550nm（lnm=10」m）,若只考虑人眼的圆孔衍射，则人眼可分辨出汽车两前灯时，汽车离人的最大距离S=mo6、（本小题4分）若某黑体球的半径由/?增为2/?,温度由T增为27,则其总辐射功率为\n原来的倍。\n7、（本小题4分）如图所示，一束动量为万的电子，通过缝宽为a的狭缝，在距离狭缝为厶处放置一荧光屏，屏上衍射图样屮央最人的宽度d=o8、（本小题4分）盘原子光谱的巴耳末系屮波长最长的谱线波长用人表示，波长次Z的谱线波长用人表示，则入/人为：三、计算题（共43分）1、（本题12分）在双缝十涉实验中，单色光源S。到两缝S|和S2的距离分别为厶和＜2,并且/,-/2=3A,A为入射光皿波长，双缝Z间的距离为d,双缝到屏幕的距离为D（D»d）,如图。求：（1）零级明纹到屏幕中央O点的距离。（2）相邻明条纹间的距离。2、（本题11分）⑴在单缝夫琅禾费衍射实验中，用波长分别为=400nm,A2=760nm（lnm=10-9m）的光垂直入射。已知单缝宽度=l.OxlO^cm,透镜焦距f=50cmo求衍射屛上两种光第一级衍射（次级）明纹中心Z间的距离。（2）若用光栅常数f/=1.0xl0-3cm的光栅替换单缝，其他条件和上一问相同，求衍射屏上两种光第一级主极大Z间的距离。\n3、（本题10分）一粒子被限制在相距为/的两个不可穿透的壁之间，如图所示。描写粒子状态的波函数为屮=c』x（l-兀），其中c为待定常量。求在0〜丄/区间发现该粒子的概率。44、（本题10分）利用爱因斯坦光电效应方程说明为什么金属的光电效应有截止频率（即红限频率）存在？如果在光电效应实验中，测得某种金属的遏止电压和入射光的频率如表中所列数据，用作图法求普朗克常量和该金属的截止频率。（己知电子电量大小为e=1.602xl0_19C）y(10,4Hz)5.6445.8886.0986.3036.501匕（V）0.5410.6370.7140.8090.878匕/v\n参考答案一、选择题（3x7=21分）1、D2.B3、填空题1、A卷：亦力；0,土1方，±2力；丄方（2+2+2分）2、2、3、4、4、5、6、7、8、B卷：V2A；0,±1/7；（2+2+2分）-54.4（eV）（3分）（144学时）—（3分）（108学时）2A卷：90.6nmB卷：10&7nm2兀（5分）相等；-l\（no-ne）\+n（2+3分）（144学时）±人一厂2+側一射一免一叽（5分）（108学时）A卷：5365mB卷：6706m（5分）A卷：642LhorQPB卷：144（4分）h2L/g[arcsin一]（4分）ap27/20（4分）（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）三、计算题1、解:（1）如图,设Po为零级明纹中心则ri~r\dP{}0!D（l2+r2）-（/1+门）=0厂2_厂1=/】_‘2=3兄・•・而=1）（广2—斤）/d=3£U/d（2）在屏上距O点为兀处，光程差明纹条件S=±kA伙=1,2,....）xk=（±+3Z）D/d在此处令k=0,即为（1）的结果.相邻明条纹间距□=心+[-xk=DA/d（2分）2、解:（1）由单缝衍射明纹公式可知13（3分）asin（px=—（2k+1）A,=—入（取k=\）asin（p2-—（2k+1）A2=—2222\ntg©f,tg©mf由于sin(py=tg0,sin(p2«tg(p2一3丿0「以Xj=—/入/ci（2分）（1分）（3分）3x2=—fA2/a则两个第一级明纹之间距为3Ax=x2—%,=—/AA/a=0.27cm2(2)由光栅衍射主极大的公式dsin©=kZ}=IQ〕dsin冷=k几2=1^2且有sin。utg0=x/f所以Ax=x2-%,=fUd=1.8cm(2分)3、解：由波函数的性质得/财dx=l0/（2分）（2分）（2+2+2分）即jc2x(/-x)dx=l,0由此解得c2=6//5,c=4671/1设在0-〃4区间内发现该粒了的概率为P,则1/41/4t斥P=加,兀=j—x(Z-x)dx=—0o'"\n另把表中数据再方格坐标纸上作Ua-v图，描出实验数据（黑点）（2分），画出拟合直线（1分）；找岀两个拟合直线上的点（0.835,6.40）,（0.575,5.76）（两个“+”，尽量収频率为某一格上的点）（1分）。求斜率k亠池eAv（1分）,_0$35-0・575一(6.400—5.760)x10必=(4.063±0.01)xl0,5所以普朗克常虽h=ke=4.063x10亠x1.602x1O'19=(6.508±0.02)x10-34Js(1分)利用光电方程得力v=et/a+A,则红限频率（1分）v0=—=v—U=v—U°hhakanoac=6.400xlO14k=（4.345±0.05）x10,4Hz4.063xIO-15'7评分标准：（1）过程正确，答案在上述范围则给满分；（2）过程正确，答案不在上述范围扣2分；（3）过程有误，按上述标准适当扣分。