鲁科版高一第6章相对论与量子论初步第2节量子世界天天练

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【精品试卷】鲁科版高中物理必修二第6章相对论与量子论初步章末练测复习专用试卷

高中物理学习材料（精心收集**整理制作）第6章相对论与量子论初步建议用时实际用时满分实际得分60分钟80分一、选择题（本题包括9小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题4分，共36分）1.20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子．则下列判断错误的是( )A.随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论B.人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的C.不同领域的事物各有其本质与规律D.人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律2.19世纪，经典物理学建立了一座宏伟而且近乎完美的物理学大厦．经典物理学的辉煌成就，使得不少物理学家踌躇满志，同时产生了这样一种看法：物理学的大厦已告落成．然而，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵小小的令人不安的乌云，正是这两朵小小的乌云，不久以后酿成了物理学中一场巨大变革．这两朵乌云指的是( )A．光电效应实验和热辐射实验B．热辐射实验和链式反应C．热辐射实验和迈克尔孙—莫雷实验D．链式反应和迈克尔孙—莫雷实验3.关于黑体辐射的实验规律，下列说法正确的有( )A.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加B.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动C.黑体热辐射的强度与波长无关D.黑体辐射无任何实验4.下列关于光子的说法中，正确的是( )A.在空间传播的光是连续的B.光子的能量由光的强度决定，光越强，每份光子的能量一定越大C.光子的能量由光的频率决定，其能量与它的频率成正比D.光子可以被电场加速5.根据教材黑体辐射的实验规律，以下判断不正确的是( )A.在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大B.在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间C.温度越高，辐射强度的极大值就越大D.温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短6.一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，若摩托车被加速到接近光速，有轨电车被加速到c2，如果乘坐在有轨电车中的乘客对两车的质量进行测量，以下说法中正确的是( )A．有轨电车的质量增加B．摩托车的质量增加C．两车的质量都增加D．两车的质量都不增加7.甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子，同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子，则下列说法正确的是( )A.甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大B.甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小C.乙看到甲手中的尺子长度与甲看到自己手中尺子长度一样大D.乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度大8.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能．若有个频率为的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为( ) A ． B. C ． D ．9.一位宇航员要到离地球为5光年的星球上去旅行．如果宇航员希望能用3年的时间完成这段路程，则他所乘的火箭相对于地球的速度是(c 为真空中的光速)( ) A.12c B.35c C.45c D.910c 二、填空题(本题共2小题，每小题6分，共12分．把答案填在题中横线上)10.蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温为，它发出的最强的热辐射的波长为，根据热辐射理论，与辐射源的绝对温度的关系近似为.那么： (1)老鼠发出最强的热辐射的波长约为________.(2)老鼠发出的这种最强的热辐射每份能量子(光子)的能量是________.11.“国际物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关．一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图1所示．由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到0.8c (c 为真空中的光速)时，时钟的周期大约为________．在日常生活中，我们无法察觉时钟周期的变化现象，是因为观察者相对于时钟的运动速度________．图1三、计算题(本小题共4小题，共32分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 12.(8分)以8 km/s 的速度运行的人造地球卫星上一只完好的手表走过了1 min ，地面上的人认为它走过这1 min“实际”上花了多少时间？13.(8分)设想在一个无限大的光滑水平面上，有一个质量为m 的物体，在一个水平恒力F 的作用下，从静止开始运动，如图2所示．根据牛顿第二定律可知，物体将以加速度做匀加速直线运动．由运动学公式可知，物体的速度.由此我们可作出推断：随着时间的推移，物体的速度不断增大，最终可使物体获得任意大的速度．你觉得上述推理合理吗？图214.(8分)一列匀速直线前进的火车，车厢地板上A 处有一盏灯，在灯的正上方车厢顶B 处有一面镜子，AB 的高为h .现在我们要完成一个光学实验：打开灯的开关，光信号从A 到B ，再由镜面反射回到A 处．车厢里站着一个观测者小明；站台上站一个观测者小芳，如图3所示．图3请问小明和小芳所测得的光信号往返的时间各是多少？它们相等吗？15.(8分)自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断地向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射．热辐射具有如下特点：(1)辐射的能量中包含各种波长的电磁波；(2)物体温度越高，单位时间内从物体表面单位面积上辐射的能量越大；(3)在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同．处在一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能量保持不变．若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能百分之百地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体．单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比，即，其中常量．在下面的问题中，把研究对象都简单地看成黑体．有关数据及数学公式：太阳半径；太阳表面温度；火星半径.已知球面积，其中为球半径，为热力学温度单位．(1)太阳热辐射能量的绝大部分集中在波长为范围内，求相应的频率范围．(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？(3)火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为(为火星半径)的圆盘上．已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度．第6章相对论与量子论初步得分：一、选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案二、填空题10.（1）（2） 11.三、计算题12.13.14.15.第6章相对论与量子论初步参考答案一、选择题1.A 解析：人们对客观事物的认识，要受到他所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断地扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生，并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．2.C3.A 解析：黑体辐射的规律是随着温度的升高各种波长的辐射强度都有增加，同时辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A正确，B错；黑体辐射的强度与波长、温度都有关系，C错；我们可以通过实验得出黑体辐射强度与波长、温度之间关系的实验曲线，D错．4.C 解析：光子的能量由光的频率决定，E=hν，光子不带电，不能被电场加速．5.A 解析：一切物体都向外辐射电磁波，但辐射的电磁波不是一个定值而是一个范围．中间波长的比例大、强度大，在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间，故A错误，B正确；温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短，辐射电磁波的范围整体向波长短的方向变化，辐射强度的极大值也越大．故C、D正确．6.B 解析：由于乘客在有轨电车上，所以感觉到有轨电车是静止的，摩托车以接近光速运动，在有轨电车上的乘客也会感觉到摩托车的速度接近光速，根据相对论质速关系式可知，乘客感觉到摩托车的质量在增加，有轨电车的质量不变，所以A、C、D均错，B正确．7.B 解析：对甲观察者来说，他看到火车内的尺子是静止的，故长度为公式中的，他观察到乙手中的尺子是运动的，看到的长度相当于公式中的，由得：故甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小，A 错误，B 正确；对乙观察者来说，他看到自己手中的尺子是静止的，故长度为公式中的，他观察到火车内的尺子是运动的，看到的长度相当于公式中的，由得：，故乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小，C 、D 错误．8.C 解析：由普朗克量子理论可知，频率为的单个光子能量，则个这样的光子的总能量，故选C. 9.C 解析：根据公式知解得，故C 正确．二、填空题10.(1)9.4×10－6 (2)2.11×10－2011.103s 远小于光速解析：由图象可知，时钟和观察者的相对速度达到0.8c (c 为真空中的光速)时，频率为0.3 Hz ，周期为103s.在日常生活中，物体运动的速度远小于光速，时间延缓效应可忽略不计．三、计算题12.(1＋3.6×10－10) min解析：卫星上观测到的时间为，卫星运动的速度为，所以地面上的人观测到的时间为：. 13.见解析解析：爱因斯坦在狭义相对论中阐述了物体以接近光速运动时所遵从的规律，得出了一些不同于经典力学的观念和结论．(1)在经典力学中，物体的质量是不随运动状态改变的，而狭义相对论认为，物体的质量要随物体运动速度的增大而增大，即式中是物体的静止质量，m 是物体以速度运动时的质量，c 是光在真空中的速度．上式是在光速不变原理基础上得出的．由上式可知，随的增大而增大，如地球以的速度绕太阳公转时，它的质量增大十分微小，可以忽略，经典力学完全适用．但如果物体接近光速，如速度时，物体的质量约增大到静止质量的1.7倍． (2)运动的物体和静止的物体相比不仅质量变了，而且沿运动方向的长度和时间都要变化，都具有相对性．因此，当力F 拉着物体运动的速度大到一定程度时，物体质量的增大和长度、时间的相对论效应将显著，这时，牛顿定律不再适用． 14.见解析解析：如题图甲所示，在车厢里的小明观测到，光信号走过的距离是，因此往返时间.而在站台上的小芳观测到，光信号走过的距离应为路径ACA ′，如题图乙所示，光信号在从灯传递到镜子的过程中，火车向前移动了一段距离，镜子已跟随车厢移动到C ，灯也从A 移动到D .光信号再从镜子反射到灯的过程中，灯已从D 移动到A ′.设火车的速度为，小芳所测得的光信号往返时间为.根据光速不变原理，，应用勾股定理可得.这里用到了相对论的第二个假设，即对地面参考系来说，光速也是. 以上两式消去h 可得. 因为，所以总有.这是一个令人吃惊的结论：光信号往返的时间，地面上的人(小芳)和车厢里的人(小明)测量的结果不一样，地面上的人测得的时间()要比车厢里的人测得的时间()长些． 15.(1) (2) (3)解析：(1)由得频率的范围为3×1013 Hz ～1.5×1015Hz. (2)(3)设火星表面温度为，太阳到火星的距离为，火星单位时间内吸收的太阳的辐射能量为，所以火星单位时间内向外辐射电磁波的能量为，火星位于平衡状态，即得.。

高中物理第六章相对论与量子论初步学案鲁科版必修2

高中物理第六章相对论与量子论初步学案鲁科版必修2相对性原理两个基本原理光速不变原理四维时空与时空弯曲时间延缓效应高速世界相对论效应长度收缩效应质速关系两个关系质能关系相对论与量子论初步E=nε n=0，1，2…… 量子世界能量的量子化ε=hv=h物质的波粒二象性能力提升第6章综合测试1、有一接近于光速相对于地球飞行的宇宙火箭，在地球上的观察者将会看到火箭上的物体长度缩短，时钟变慢。

由此有人得出结论说，火箭上的同类物体更长，时钟变快。

这个结论对吗？2、一物理实验小组将一横截面积为S的柱形容器中注入质量为m的水，经阳光直射时间t后，测得水温升高△T，设水对阳光的吸收率为η，阳光光子的平均波长为λ，水的比热容为C，试求该段时间内到达水面的太阳光光子数。

3、已知重核的裂变能获得核能，一个质量为m1的重核A，俘获了一个质量为m0的中子（中子动能略去不计）后，裂变为两个中等质量的核B（质量为m2）和C（质量为m3），则此时核发将发出多少核能？4、静系中μ子的平均寿命为τ=2、210-6秒。

据报道，在一组高能物理实验中，当它的速率为v=0、9966c时，通过的平均距离为8千米。

说明这现象。

（提示，当β≤1时，有）参考答案1、解析：在古典力学中，人们总认为时间间隔和空间间隔，例如时钟的快慢和物体的长度，在两个参照系里是一样的，不会因参照系的运动而有所变化。

因此才有人提出如题所述的问题。

2、解析：水吸收到的光子能量为E1=Cm△T 每个光子的能量ε=h ∴ 水吸收到的光子数 N1=由题意，时间t内到在水面的光子数 N2=3、解析：反应前质量为m0+m1，反应后质量为m2+m3，由质能关系得△E=△mc2=(m0+m1-m2-m3)c24、解析：（1）按照非相对论的牛顿力学观点，高速运动时μ子的平均寿命仍然取τ=2、210-6秒，则它的一生中通过的平均距离应是L=vτ=cτ=31082、210-6米=660米，此结果显然与实验事实不符。

鲁科版高中物理必修二高一单元测试第六章相对论与量子论初步1

第6章相对论与量子论初步第1节高速世界第2节量子世界本章测评（时间：90分钟；满分：100分）一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分）1.以下效应属于狭义相对论的是（）A.时间延缓B.长度收缩C.质量变大D.时空弯曲解析：A、B、C都属于狭义相对论，D属于广义相对论.答案：ABC2.下列说法正确的是（）A.世界的过去、现在和将来都只有量的变化，而不会发生质的变化B.时间和空间不依赖人们的意识而存在C.时间和空间是绝对的D.时间和空间是紧密联系、不可分割的解析：根据狭义相对论的观点，时间和空间都不是绝对的，都是相对的.时间和空间不能割裂，是紧密联系的.所以选项A、B、C错误，选项D正确.答案：D3.一只长的标尺以相对论速度穿过一根几米长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的.以下哪种叙述最恰当地描述了标尺穿过管子的情况（）A.标尺收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B.标尺收缩变短，因此在某些位置上，标尺从管子的两端伸出来C.两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住标尺D.所有这些都与观察者的运动情况有关解析：观察者的运动情况不同，选取不同的惯性系，标尺与管子的相对速度也不相同，观察到的标尺和管子的长度也不相同，所以选项D正确.答案：D4.下列服从经典力学规律的是（）A.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动B.发射导弹、人造卫星、宇宙飞船C.物体运动的速率接近于真空中的光速D.能量的不连续现象解析：经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，所以A、B正确，C错误.能量的不连续现象涉及量子论不适合用经典力学来解释，所以选项D错误.答案：AB5.如果宇航员驾驶一艘飞船以接近于光速的速度朝一星体飞行，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动（）A.你的质量在减少B.你的心脏跳动在慢下来C.你永远不能由自身的变化知道你是否在运动D.你在变大解析：宇航员以飞船为惯性系，其相对于惯性系的速度始终为零，因此他不可能发现自身的。

高中物理第6章相对论与量子论初步章末检测鲁科版必修2

高中物理第6章相对论与量子论初步章末检测鲁科版必修 2 一、选择题 ( 此题共 10 小题，每题 6 分，共 60 分 )1．惯性系S中有一边长为l 的正方形(以以下图所示)，从相对S系沿 x 方向以靠近光速匀速飞翔的飞翔器上测得该正方形的图象是() ．2v分析由 l ＝ l 01－c可知沿速度方向即x 轴方向的长度变短了，而垂直于速度方向，即 y 轴上的边长不变，故 C 对．答案 C2．经过一个加快装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加快，则对这个加快过程，以下描绘正确的选项是() ．A．依据牛顿第二定律，电子将不停做匀加快直线运动B．电子先做匀加快直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子开始近似于匀加快直线运动，以后质量增大，牛顿运动定律不再合用D．电子是微观粒子，整个加快过程根本就不可以用牛顿运动定律解说分析电子在加快装置中由静止开始加快，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律合用，能够以为在它被加快的最先阶段，它做匀加快直线运动．跟着电子的速度愈来愈大，靠近光速时，相对论效应愈来愈大，质量加大，它不再做匀加快直线运动，牛顿运动定律不再合用．答案 C3．人类对光的天性的认识经历了波折的过程．以下对于光的天性的陈说切合科学规律或历史事实的是 () ．11 / 4A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”实质上是同样的B．光的双缝干预实验显示了光拥有颠簸性C．麦克斯韦预知了光是一种电磁波D．光拥有波粒二象性答案 BCD4．当物体以很大速度运动时，它的质量与静止质量m0的关系是 m＝m0，此时它的动v 21－c2能应当是 ( ) ．A. 1 2B. 1 0 22mv 2mv2 0 2D．以上说法都不对C．mc－mc答案 C5．一列火车以较大的速度v 匀速行驶，车头、车尾各有一盏灯，某时辰路边上的人看到两灯同时亮了，那么车厢顶上的人看见的状况是( ) ．A．车头的灯先亮B．车尾的灯先亮C．两灯同时亮D．没法确立答案 A6．质子的质量为m，中子的质量为m，它们联合成质量为m的氘核，放出的能量应为() ．p nA． ( m p＋m n－m) c2 B． ( m p＋m n) c22 p 2C．mc D． ( m－m) c答案 A7．一宇航员要到离地球 5 光年的星球去旅游，现宇航员希望将行程缩短为 3 光年，则他所乘飞船相对于地球速度是( ) ．A． 0.1 c B． 0.6 c C． 0.9 c D．0.8 c答案 D8．以下对光的波粒二象性的理解中正确的选项是() ．A．既不可以把光子当作宏观观点中的粒子，也不可以把光波当作宏观观点中的波B．光的频次越低，光的颠簸性越显然；相反，频次越高的光粒子性越明性C．光在流传过程中常常显示颠簸性，在与物质作用时常常表现出粒子性D．大批光子产生的成效常常表现出颠簸性；个别光子产生的成效常常表现粒22 / 4子性答案 ABCD9．对于量子假说，以下说法正确的选项是() ．A．为认识决黑体辐射的理论困难，爱因斯坦提出了量子假说B．量子假说第一次提出了不连续的观点C．能量的量子化就是能量的不连续化D．量子假说以为电磁波在空间的流传是不连续的分析由量子假说普朗克提出，以为电磁波的发射和汲取都是不连续的，是一份一份进行的．它不只解决了黑体辐射的理论困难，并且更重要的是提出了“量子”观点，揭开了物理学上崭新的一页，选项B、 C正确．答案 BC10．相关光的天性，以下说法正确的选项是() ．A．光既拥有颠簸性，又拥有粒子性，这是相互矛盾和对峙的B．光的颠簸性近似于机械波，光的粒子性近似于质点C．光不拥有颠簸性D．因为光既有颠簸性，又拥有粒子性，没法只用此中一种去说明光的全部行为，只好以为光拥有波粒二象性分析19 世纪初，人们成功地在实验室中察看到了光的干预、衍射现象，这属于波的特征，微粒说没法解说这些现象；但 19 世纪末又发现了光电效应，这类现象颠簸说不可以解说，所以光既拥有颠簸性，又拥有粒子性，但光不一样于宏观的机械波和粒子，颠簸性和粒子性是光在不一样的状况下的两种不一样表现，是同一客体的两个不一样侧面，不一样属性，我们没法用此中一种去说明光的全部行为，只好以为光拥有波粒二象性，选项 D 正确．答案 D二、非选择题 ( 共 4 小题，共40 分 )11． (6分)对于光的天性，初期有牛顿的微粒说和惠更斯的颠簸说，以后又有麦克斯韦的________.20 世纪初，为解说________现象，爱因斯坦提出了光子说．答案电磁波光电效应12． (9 分 )________ 提出量子假说，以为物质辐射或汲取能量是一份一份不连续的，每一份33 / 4能量ε＝________；________在量子假说的基础上提出光子说．hc答案普朗克hν＝λ爱因斯坦13． (12 分 ) 依据德布罗意物质波关系＝h＝) ，若一个质量为60 kg 的运动员，百米λ(ppmv赛跑的成绩为 10 s ，试估量运动员的德布罗意波的波长．h 6.63 × 10－34m＝1.1 ×10 － 36m分析由λ＝p＝10060×10答案 1.1 ×10 －36 m14． (13 分) 有一把 1 m 长的尺子，放到速度为0.5 c 的火箭上去，并与火箭运动方向平行，地面上的人以为它有多长？由 l ′＝ l v2 （ 0.5 c）2分析1－c2＝1×1－c2 ＝ 0.866 m.答案0.866 m44 / 4。

高中物理第6章相对论与量子论初步第1、2节高速世界量子世界随堂检测(含解析)鲁科版必修2

高速世界量子世界1．(对应要点一)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图6－1－1所示)，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得此正方形的图形是( )图6－1－1解析：根据相对性原理，当正方形沿x方向以接近光速匀速飞行时，在运动方向上会出现长度收缩效应，而在垂直于运动方向上则不会出现长度收缩效应。

所以选项C正确。

答案：C2．(对应要点二)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。

对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不．正确的是( ) A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可计算核反应的能量C．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能解析：爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，表明物体具有的能量与其质量成正比，A这种表述没有什么问题。

而ΔE＝Δmc2是计算质量亏损的计算式，当然可以计算核反应中释放的核能，B这句话也没有问题。

按照爱因斯坦的亏损理论，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损，C同样正确。

E＝mc2中的E是物体具有的能量，而不是反应中释放的核能，D 的表述是错误的。

答案：D3．(对应要点三)关于能量子假说，下列说法正确的是( )A．为了解决黑体辐射的理论困难，爱因斯坦提出了能量子假说B．能量子假说第一次提出了不连续的概念C．能量的量子化就是能量的连续化D．能量子假说认为光在空间中的传播是不连续的解析：普朗克提出了能量子假说，它认为，物质辐射(或吸收)的能量都是不连续的，是一份一份进行的。

它不但解决了黑体辐射的理论困难，而且重要的提出了“量子”概念，揭开了物理学上崭新的一页，B正确。

答案：B4．(对应要点四)对光的认识，以下说法不．正确的是( )A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显解析：个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性；光与物质相互作用时表现出粒子性，光的传播规律表现出波动性，光的波动性和粒子性都是光的本质属性，光的波动性表现明显时仍具有粒子属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，因为大量粒子的个别行为呈现出波动规律，故正确答案为A、B、D。

鲁教版物理高中必修2第6章《相对论和量子论初步》测试卷

第6章《相对论与量子论初步》测试卷一、单选题(共15小题)1.有关物体的质量与速度的关系的说法，正确的是()A．物体的质量与物体的运动速度无关B．物体的质量随物体的运动速度增大而增大C．物体的质量随物体的运动速度增大而减小D．当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零2.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是()A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D．电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释3.话说有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是()A．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B．弟弟思念哥哥而加速生长C．由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢D．这是神话，科学无法解释4.质子的质量为m p，中子的质量为m n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为()A． (m p＋m n－m)c2 B． (m p＋m n)c2C．mc2 D． (m－m p)c25.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，v A>v B，在火箭A上的人观察到的结果正确的是()A．火箭A上的时钟走得最快B．地面上的时钟走得最快C．火箭B上的时钟走得最快D．火箭B上的时钟走得最慢6.一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，若都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大()A．摩托车B．有轨电车C．两者都增加D．都不增加7.属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中()A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比8.当物体以很大速度运动时，它的质量与静止质量m0的关系是m＝，此时它的动能应该是()A．mv2 B．m0v2C．mc2－m0c2 D．以上说法都不对9.在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是() A．运动中的物体，其质量无法测量B．物体的速度远小于光速，质量变化极小C．物体的质量太大D．物体质量并不随速度变化而变化10.假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是()A．这个人是一个矮胖子B．这个人是一个瘦高个子C．这个人矮但不胖D．这个人瘦但不高11.最早提出量子假说的物理学家是()A．爱因斯坦B．牛顿C．开普勒D．普朗克12.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．有的光是波，有的光是粒子B．光子与电子是同样的一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性13.广东省虎门大桥全长近15 km，在500 m高空有一架与大桥平行匀速飞行的飞机，飞机上人员看到大桥的长度将是()A．大于15 km B．等于15 km C．小于15 kmD．飞机飞行越快，大桥将变得越长14.惯性系S中有一边长为l的正方形(如下图所示)，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是()A．B．C．D．15.光子的能量是由下列哪个物理量决定的()A．光的波长B．光的频率C．光的传播速度D．介质的性质二、计算题(共3小题)16.一个原来静止的电子，经高压加速后速度为v＝6×106m/s．问电子的质量是增大了还是减小了？改变了百分之几？17.设想在人类的将来实现了星际航行，即将火箭发射到邻近的恒星上去，火箭相对于日心－恒星坐标系的速率为v＝0.8c，火箭中静止放置长度为1.0 m的杆，杆与火箭方向平行，求在日心－恒星坐标系中测得的杆长．18.一个静止质量m0＝1 kg的物体，与地球一起绕太阳公转的速度为30 m/s，在相应的惯性参考系中，观测者测得该物体的质量为多少？三、简答题(共1小题)19.考虑以下四个问题：(1)如图所示，参考系O′相对于参考系O静止时，人看到的光速是多少？(2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动时，人看到的光速是多少？(3)参考系O′相对于参考系O以速度v向左运动时，人看到的光速是多少？(4)根据狭义相对论理论，在上述三种情况下光速应该是多少？答案解析1.【答案】B【解析】2.【答案】C【解析】电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．3.【答案】C【解析】根据公式τ＝可知，物体的速度越大，其时间进程越慢．4.【答案】A【解析】5.【答案】A【解析】在火箭A看来，地面和火箭B都高速远离自己，由τ＝知，在火箭A上的人观察到的结果是地面和火箭B的时钟都变慢了，且v A>v B，故地面的时钟最慢，因此A正确，B、C、D错误．6.【答案】B【解析】对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能量却是它自己带来的．能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车．能量与质量相对应，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度的增加而增大．7.【答案】A【解析】狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描述运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等．所以只有选项A正确．8.【答案】C【解析】9.【答案】B【解析】根据狭义相对论m＝可知，在宏观物体的运动中，v≪c，所以m变化不大，而不是因为质量太大或无法测量．10.【答案】D【解析】由公式l＝l0可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变．11.【答案】D【解析】普朗克是量子力学的奠基者，被称为量子力学之父．12.【答案】C【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静质量，光子不是实物粒子，没有静质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著．13.【答案】C【解析】由于飞机相对大桥是运动的，因此在飞机上观察者看来，大桥要缩短，故C正确．14.【答案】C【解析】由l＝l0可知沿速度方向即x轴方向的长度变短了，而垂直于速度方向，即y轴上的边长不变，故C对．15.【答案】B【解析】光子的能量ε＝hν，h是普朗克常量，故光子的能量与光子的频率成正比，所以B正确，A、C、D错误．16.【答案】增大了0.02%【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论得，运动后的质量增大了，且m＝＝≈1.000 2m0所以改变的百分比为×100%＝0.02%．17.【答案】0.6 m【解析】由尺缩效应知：l＝l0，将l0＝1.0 m，v＝0.8c代入得到l＝0.6 m.18.【答案】1.000 000 05 kg【解析】根据狭义相对论，m＝m＝kg＝1.000 000 05 kg．19.【答案】(1)c(2)c＋v(3)c－v(4)都是c【解析】根据速度合成法则，第一种情况人看到的光速应是c，第二种情况应是c＋v，第三种情况应是c－v，而根据狭义相对论理论，光速是不变的，三种情况光速都应是c.。

高中物理第6章相对论与量子论初步第2节量子世界学案鲁科版必修2

第2节量子世界学习目标核心提炼1.了解热辐射、黑体等概念。

2.知道“紫外灾难”。

3.知道普朗克的量子假说，理解量子化。

4.理解物质的波粒二象性。

3个概念——热辐射、黑体、物质波1个学说——普朗克的量子说2个公式——ε＝hνE＝nε1个本质——光的本质一、“紫外灾难”不连续的能量阅读教材第119～120页“紫外灾难”、“不连续的能量”部分，了解热辐射、黑体的概念，了解“紫外灾难”。

1.热辐射因物体中的分子、原子受到激发而发射出电磁波的现象，称为热辐射。

物体在任何温度下都会发生热辐射现象。

2.黑体黑体是物理学家为了研究热辐射的规律而设想的一个理想化模型，它是一个能完全吸收热辐射而不反射热辐射的物体。

3.“紫外灾难”(1)实验曲线：人们发现，黑体的单色辐出度与黑体的辐射波波长和温度有关，并得出了黑体的单色辐出度与辐射波波长λ、温度T之间关系的实验曲线。

(2)“紫外灾难”：在推导符合实验曲线的公式时，发现结果与实验曲线不符合。

这个与实验不符的结果出现在紫外区。

4.普朗克的量子说(1)提出的目的：普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出的。

(2)含义：物体辐射(或吸收)的能量E只能是某一最小能量单位的整数倍。

E＝nε (n＝1，2，3，…)(3)量子的能量：辐射中的一份能量就是一个量子。

量子的能量大小取决于辐射的波长，量子的能量ε与频率ν成正比。

ε＝hν，公式中h＝6.63×10－34J·s，称为普朗克常量。

普朗克常量是普朗克引进的一个物理普适常数，是微观现象量子特征的表征。

5.量子(化)含义所谓量子(或量子化)，本质是不连续性。

思维拓展你觉得夏天穿什么颜色的衣服最热？为什么？答案夏天穿黑色衣服比穿浅色衣服感觉要热的多，因为黑色衣服吸收热辐射的能量多，反射热辐射的能量少，因而感觉要热得多。

二、物质的波粒二象性阅读教材第121～122页“物质的波粒二象性”，了解物质的波动性和粒子性。

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鲁科版高一第6章相对论与量子论初步第2节量子世界天天练
一、多选题
1. 下列有关黑体和黑体辐射的说法正确的是（）
A．黑体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射
B．黑体的温度升高时可以辐射出任何频率的电磁波（包括可见光和不可见光）
C．黑体辐射的实验规律可以利用经典物理学的理论来解释
D．黑体辐射的实验规律无法用经典物理学的理论解释
2. 对黑体的认识，下列说法正确的是（）
A．黑体只吸收电磁波，不辐射电磁波
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及其表面状况无关
C．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了一个黑体D．黑体是一种理想化模型，实际物体没有绝对黑体
3. 1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，下列说法属于能量子假说内容的是（）
A．物质发射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的
B．能量子假说中将每一份能量单位，称为“能量子”
C ．能量子假说中的能量子的能量，为辐射的频率，为普朗克常量
D．能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的
4. 对于能量量子化的理解，下列说法正确的是（）
A．微观粒子的能量是连续的
B．微观粒子的能量是不连续变化的
C．微观粒子的能量可以取任意值
D．微观粒子的能量只能取某些分立的值
5. 1905年爱因斯坦提出了光量子理论，简称光子说，下列选项属于光子说内容的是（）
A．光也是一种电磁波
B．光在传播过程中是不连续的，它由数值分立的能量子组成，这个能量子叫光子
C．每个光子的能量为，为普朗克常量
D．光的能量是连续不可分割的
6. 爱因斯坦的光子说很好地对光电效应做出了解释，下列选项属于光子说解释光电效应的是（）A．一个电子只能吸收一个光子
B．电子吸收光子的能量向外“运动”时，要克服金属的束缚作用而消耗能量
C．电子吸收的光子能量要足够克服金属的束缚作用，电子才能够发射出来
D．光电效应的产生需要一定的照射时间
7. 下列现象中能说明光具有波动性的有（）
A．光的干涉B．光的衍射
C．光电效应D．光的偏振现象
8. 下列对于光的本质的说法正确的是（）
A．光有时是一种粒子，有时是一种波
B．光既具有波的特性又具有粒子的特性
C．在宏观上，大量光子传播往往表现为波动性
D．在微观上，个别光子在与其他物质产生作用时，往往表现为粒子性
9. 关于光的粒子性、波动性和波粒二象性，下列说法正确的是（）
A．光子说的确立完全否定了波动说
B．光的波粒二象性是指光既与宏观概念中的波相同又与微观概念中的粒子相同
C．光的波动说和粒子说都有其正确性，但又都是不完善的，都有其不能解释的实验现象D．光的波粒二象性才是对光的本性的正确认识
10. 下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是（）
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著
C．光子与电子是同样的一种粒子
D．少量光子产生的效果往往显示粒子性
二、单选题
11. 对于带电微粒在辐射和吸收能量时的特点，以下说法不正确的是（）
A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收
B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C．吸收的能量可以是连续的
D．辐射和吸收的能量是量子化的
12. 原子光谱的发现说明（）
A．原子的能量是连续的
B．原子的能量是量子化的
C．只有氢原子的能量是量子化的
D．所有物质的能量都是连续的
13. 关于爱因斯坦的光子说，下列说法正确的是（）
A．光只是在传播时才是一份一份的
B．光既然是一个一个的光子，就不可能具有波动性
三、解答题C ．空间传播的光是一个一个的光子流，光子的能量与频率有关
D ．空间传播的光是一个一个的光子流，光子的能量与光的传播速度有关
14. 关于对热辐射的认识，下列说法中正确的是（）
A ．热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波
B ．温度越高，物体辐射的电磁波越强
C ．辐射强度按波长的分布情况只与物体的温度有关，与材料种类及表面状况无关
D ．常温下我们看到的物体的颜色就是物体辐射电磁波的颜色
15. 下列能正确解释黑体辐射实验规律的是（）
A ．能量连续的经典理论
B ．普朗克提出的能量量子化理论
C ．能量连续的经典理论和普朗克提出的能量量子化理论都能解释
D ．牛顿提出的能量微粒说
16. 假设某太空飞船的长度为
，一站在地面上的观察者观察到该太空飞船相对自己沿太空飞船长度方向以速度从正上方飞
过。

则：(1)地面上的观察者测量的太空飞船飞过该观察者的时间为多少？
(2)太空飞船上的人测量的太空飞船飞过观察者的时间为多少？。

鲁科版 高一 第6章 相对论与量子论初步 第2节 量子世界 天天练