万有引力定律及其应用 一、选择题 １.设行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比T 2/R 3=K 为常数，此常数的大小 ( ) A ．只与恒星质量有关 B ．与恒星质量和行星质量均有关 C ．只与行星质量有关 D ．与恒星和行星的速度有关 ２利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量( ) ①已知地球半径R 和地面重力加速度g ②已知卫星绕地琺做匀速圆周运动的轨道半径和r 周期T ③已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T 和月球质量m ④已知同步卫星离地面高h 和地球自转周期T A ．①② B ．①②④ C ．①③④ D ．②③④ ３.苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，发生这个现象的原因是( ) A.由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大造成的 B.由于地球对苹果有引力，而苹果对地球无引力造成的 C.苹果与地球间的引力是大小相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度 D.以上说法都不对 ４.两颗人造地球卫星，质量之比m 1:m 2＝1:2,轨道半径之比R 1:R 2=3:1，下面有关数据之比正确的是( ) A.周期之比T 1:T 2=3:1 B.线速度之比v 1:v 2=3:1 C.向心力之比为F 1:F 2=1:9 D.向心加速度之比a 1:a 2=1:9 ５.已知甲、乙两行星的半径之比为a ，它们各自的第一宇宙速度之比为b ，则下列结论不正确的是( ) A.甲、乙两行星的质量之比为b 2a :1 B.甲、乙两行星表面的重力加速度之比为b 2:a C.甲、乙两行星各自的卫星的最小周期之比为a:b D.甲、乙两行星各自的卫星的最大角速度之比为b :a ６.地球同步卫星距地面高度为h ，地球表面的重力加速度为g ，地球半径为R ,地球自转的角速度为ω，那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度的是( ) A.ω)(h R v += B.)/(h R Rg v += C.)/(h R g R v += D.32ωg R v = 二、非选择题: 7．用卡文迪许扭秤做实验，小球球质量m 1=0.01kg ，大球质量m 2=0.5kg ，两球心间距为0.05m ，两球的万有引力为 N 。 8．宇航员在某星球表面做了两个实验。实验一:在该星球上以同样的高度和初速度平抛同物体，发现其水平射程比地球上远3 倍。实验二:飞船绕该星球表面的运行周期是率绕地球表面运行周期的2 倍。则该星球与地球的质量之比为 ；该蜂王地球的半径之比为 。 9．中子星是由密集的中子组成的星体，具有极大的密度，通过观察已知某中子星的自转速度ω=60πrad/s ，该中子星并没有因为自转而解体，根据这些事实人们可以推知中子星的
2021普通物理学考研程守洙《普通物理学》考研真 题集 一、选择题 1图1-1-1中A、B、C为三个不同的简谐振动系统。组成各系统的各弹簧的原长、各弹簧的劲度系数及重物质量均相同。A、B、C三个振动系统的ω2（ω为固有角频率）值之比为（）。[华南理工大学2009研] 图1-1-1 A．2：1：1/2 B．1：2：4 C．2：2：1 D．1：1：2 【答案】B ~@ 【解析】图1-1-1（a）为两弹簧串联，即1/k＋1/k＝1/k′?k′＝k/2，ωa2＝k′/m＝k/（2m） 图1-1-1（c）为两弹簧并联，即k＋k＝k′?k′＝2k，ωc2＝k′/m＝2k/m 故A、B、C三个振动系统的ω2（ω为固有角频率）值之比为：
2把一根十分长的绳子拉成水平，用手握其一端，维持拉力恒定，使绳端在垂直于绳子的方向上作简谐振动，则（）。[华南理工大学2009研] A．振动频率越高，波长越长 B．振动频率越低，波长越长 C．振动频率越高，波速越大 D．振动频率越低，波速越大 【答案】B ~@ 【解析】此简谐波为横波，柔软绳索中横波的传播速度为（F为绳索中的张力，μ为绳索单位长度的质量），故当维持拉力F恒定时，波速u恒定。又波速、波长和频率满足如下关系：u＝νλ，故振动频率ν越低，波速u不变时波长λ越长。 3两相干波源S1和S2相距λ/4，（λ为波长），S1的相位比S2的相位超前π/2，在S1，S2的连线上，S1外侧各点（例如P点）两波引起的两谐振动的相位差是（）。[华南理工大学2010研] 图1-1-2
A．0 B．π/2 C．π D．3π/2 【答案】C ~@ 【解析】假设两个波源相位相同，由于S1更靠近P，所以其在P引起的振动应当超前π/2；又由于S1本身比S2超前π/2，所以S1在P引起的振动应当超前π。 4一质点沿着x轴作简谐振动，周期为T、振幅为A，质点从x1＝0运动到x2＝A/2所需要的最短时间为（）。[电子科技大学2009研] A．T/12 B．T/3 C．T/6 D．T/2 【答案】A ~@ 【解析】设简谐振动的运动方程为：x＝Asin（ωt＋φ0），则ω＝2π/T 假设x1＝0时对应t＝0，φ0＝0，将x2＝A/2代入运动方程得 A/2＝Asin（ωt）?sin（ωt）＝1/2?ωt＝π/6＋kπ（k＝0，1，…） 当k＝0时有最短时间tmin＝（π/6）/ω＝（π/6）/（2π/T）＝T/12。
量子力学初步 1. 设描述微观粒子运动的波函数为(),r t ψ ，则ψψ*表示______________________________________；(),r t ψ 须满足的条件是_______________________________； 其 归 一 化 条 件 是 _______________________________. 2. 将波函数在空间各点的振幅同时增大D 倍，则粒子在空间的分布概率将_______________________________. (填入：增大D 2倍、增大2D 倍、增大D 倍或不变) 3. 粒子在一维无限深方势阱中运动（势阱宽度为a ），其波函数为 ()()30x x x a a πψ= << 粒子出现的概率最大的各个位置是x = ____________________. 4. 在电子单缝衍射实验中，若缝宽为a =0.1 nm (1 nm = 10-9 m)，电子束垂直射在单缝面上，则衍射的电子横向动量的最小不确定量y p ?= _________N·s. (普朗克常量h =6.63×10-34 J·s) 5. 波长λ= 5000 ?的光沿x 轴正向传播，若光的波长的不确定量λ?= 10-3 ?，则利用不确定关系式x p x h ??≥可得光子的x 坐标的不确定量至少为_________. 6. 粒子做一维运动，其波函数为 ()00 x Axe x x x λψ-≥= ≤ 式中λ>0，粒子出现的概率最大的位置为x = _____________. 7. 量子力学中的隧道效应是指______________________________________ 这种效应是微观粒子_______________的表现. 8. 一维无限深方势阱中，已知势阱宽度为a ，应用测不准关系估计势阱中质量为m 的粒子的零点能量为____________. 9. 按照普朗克能量子假说，频率为ν的谐振子的能量只能为_________；而
量子论初步 原子核(阶段检测十四) (时间90分钟，满分100分) 第Ⅰ卷(选择题，共60分) 一、选择题(每小题6分，共60分) 1．(2010·南京)下列说法正确的是 ( ) A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B ．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构 C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短 D ．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大 解析：太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，A 错误；汤姆孙发现电子说明原子具有复杂结构，B 错误；不能发生光电效应，说明该光束的频率小于金属的极限频率，即光的波长太长，C 错误，D 正确． 答案：D 2．(2010·桂林市十八中)物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论和学说的建立都离不开实验．下面有关物理实验与物理理论或学说关系的说法中正确的是 ( ) A ．α粒子散射实验表明了原子具有核式结构 B ．光电效应实验证实了光具有粒子性 C ．电子的发现表明了原子不是构成物质的最小微粒 D ．天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论 答案：ABC 3．研究光电效应规律的实验装置如图所示，用频率为v 的光照射光电管阴极K 时，有光电子产生，由于光电管K 、A 间加的是反向电压，光电子从阴极K 发射后将向阳极A 做减速运动，光电流i 由图中电流计A 测出，反向电压U 由电压表V 测出，当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数为U 0，下列关于光电效应实验规律的表述错误的是 ( ) A ．反向电压U 和入射光子频率ν一定时，光电流i 与光强I 成正比关系 B ．截止电压U 0与入射光子频率ν成正比关系 C ．光强I 与入射光子频率ν一定时，光电流i 与反向电压U 成正比关系 D ．光强I 与入射光子频率ν一定时，光电流i 与产生光电子的时间t 成正比关系 解析：本题考查的是光电效应的有关知识，特别是联系了光电效应方程、发生条件、影响光电流的因素．在能够发生光电效应的条件下，光强决定产生光电子数的多少，产生的光电子数越多，光电流越大，所以反向电压U 和入射光子频率ν一定时，光电流i 与光强I 成 正比关系，A 项说法是正确的；由爱因斯坦光电效应方程：hν＝W ＋12 m v 2，又由电场力做功使光电子到达A 板前就减速到零，则qU ＝0－12 m v 2，可见入射光子频率ν越大，则截止电压U 0也就要越大，但是当入射光子的频率小于发生光电效应的极限频率ν0时，没有光电子产生，不管入射光子的频率是多少，截止电压U 0都可以为零，故B 项说法错误；因反向电压是使光电子减速，所以反向电压越大，光电流就越小，故C 项说法也错误；光电效应刚开始时，确实随时间光电流越来越大，但稳定后，光电流是恒定的，与时间无关，故D 项
早期量子论(初稿) 一、填空题（10道） 1.在加热黑体过程中，其最大单色辐射度对应的波长由0.8μm变到0.4μm，则其辐射度增 大为原来的______________倍。 2.100W的白炽灯灯丝表面积为 5.3×10-5 m2。若视其为黑体，则工作温度为 ______________K。 3.若黑体的半径有R增大为2R，则总辐射功率为原来的______________倍。 4.当绝对黑体的温度从27 oC升到327 oC时，其辐射出射度（总辐射本领）增加为原来的 ______________倍。 5.在均匀磁场B内放置一极薄金属片，其红限波长为λ0。今用单色光照射，发现有电子放 出，有些放出的电子（质量为m，电荷绝对值e）在垂直于磁场的平面内做半径为R的圆周运动，那么此照射光光子的能量是______________。 6.当照射光的波长从4000 ?变到3000 ?时，光强保持不变，对同一金属，在光电效应实 验中测得的遏止电压将增大______________。 7.在康普顿散射中，若入射光子与散射光子的波长分别为λ和λ',则反冲电子获得的动能 E k=______________。 8.在X射线实验中散射角为45o和60o的散射光波长改变量之比为______________。 9.质量为1 g，以速度v=1cm/s运动的小球的德布罗意波长为______________。 10.某金属产生光电效应的红限为υ0，当用频率为υ（υ>υ0）的单色光照射该金属时，从金 属中溢出的光电子（质量为m）的德布罗意波长为______________。 二、计算题（10道） 1. 红限波长为λ0=0.15?的金属箔片至于B=30×10-4T的均匀磁场中。现用单色γ射线照射儿释放出电子，且电子在垂直于磁场的平面内做R=0.1m的圆周运动。求γ射线的波长。 2.处于静止状态的自由电子是否能吸收光子，并把全部能量用来增加自己的动能？为什么？ 3.用波长λ0=1 ?的光子做康普顿实验。 （1）散射角?=90o的康普顿散射波长是多少？ （2）反冲电子获得的动能有多大？
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 鲁科版物理必修二 第六章 相对论与量子论初步 单元测试 一、选择题（本题有7个小题。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有 多个选项正确） 1.(2008年江苏高考)惯性系S 中有一边长为l 的正方形（如图A 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 ( ) 2.(江苏省盐城中学2009届高三物理复习选修3-4模块测试)1905年爱因斯坦提出了狭义相对 论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（ ） A 、同时的绝对性与同时的相对性 B 、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短 C 、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D 、相对性原理与光速不变原理 3.(渭南市2009年高三教学质量检测Ⅱ)为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方 程，E=mc 2科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程 放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性。设捕获中子前的原子质量为m 1， 捕获中子后的原子质量为m 2，被捕获的中子质量为m 3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一 实验需验证的关系式是 ( ) A. ΔE=(m 1－m 2－m 3)c 2 B. ΔE=(m 1+m 3－m 2)c 2 C. ΔE=( m 2－m 1－m 3)c 2 D. ΔE=( m 2－m 1+m 3)c 2 4、(天津市2009届高三六校联考)如图所示，按照狭义相对论的观点， 火箭B 是“追赶”光的；火箭A 是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面 A B C D 光
第三章 量子力学初步 一、学习要点 1．德布罗意假设： (1)内容： ων ==h E , n k k h p λ πλ2,=== (2)试验验证：戴维孙—革末试验 电子 λ=V meV h 26 .122≈（?） 2．测不准关系：2 ≥???x p x , 2 ≥???E t ； 3．波函数及其统计解释、标准条件、归一化条件 薛定谔方程、定态薛定谔方程、定态波函数、定态 4量子力学对氢原子的处理 轨道角动量()1,,2,1,0,1-=+=n l l l p l ，l 称为轨道角量子数， 轨道角量子数l =0 1 2 3 4 … 电 子 态 s p d f g … 原 子 态 S P D F G … 能量()n hcT n hc R n e m E e n --=-=∞22 224220Z 2Z )41 ( πε，n ＝１.2.3…… 轨道投影角动量()l l l l m m p l l lz ,1,,1,0,,1,,----== ，称轨道磁量子数，表征轨道角动量对外场方向的取向，轨道角动量对外场方向的投影图 描述电子空间运动的三个量子数l m l n ,,的名称、取值范围、所表征的物理量表达式 二、基本练习 1．楮书 P 113习题①②③ 2．选择题 （1）为了证实德布罗意假设,戴维孙—革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了： A.电子的波动性和粒子性 B.电子的波动性 C.电子的粒子性 D.所有粒子具有二项性 (2)德布罗意假设可归结为下列关系式： A .E=h υ， p =λh ; B.E=ω ，P=κ ; C. E=h υ ，p =λ ; D. E=ω ，p=λ (3)为使电子的德布罗意假设波长为100埃,应加多大的加速电压： A ．11.51?106V ； B.24.4V ； C.24.4?105V ； D.15.1V (4）基于德布罗意假设得出的公式V 26 .12=λ ?的适用条件是： A.自由电子，非相对论近似； B.一切实物粒子，非相对论近似； C.被电场束缚的电子，相对论结果； D 带电的任何粒子，非相对论近似 (5）如果一个原子处于某能态的时间为10-7S,原子这个能态能量的最小不确定数量级为
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
相对论和量子论 量子论和相对论是二十世纪最伟大的两个改变世界的理论，于今他们仍然深深的影响和改变着我们的世界。量子论是现代物理学的两大基石之一。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。所以我们就不难确定它们各自的适用范围：量子力学适用于微观亚原子，量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)创立，依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，共同奠定了近代物理学的基础。相对论极大的改变了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“同时的相对性”、“四维时空”、“弯曲时空”等全新的概念。 相对论分为：狭义相对论和广义相对论，狭义相对论适用于惯性系，广义相对论适用于惯性系和非惯性系。狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论 狭义相对论有两个原理，一是相对性原理：物理规律在所有的惯性系中有相同的表达形式，二是光速不变原理：真空中的光速是常量，于光源或者观测者的运动无关。狭义相对论的结论有：①长度收缩；②时间延续；③相对质量；④相对论多普勒效应。狭义相对论的重要性；①建立了是用于高速运动的更加精确的时空观；②促进了原子能的利用；③导致了广义相对论的建立，在天体观测中有重要应用。广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后，深入研究引力理论，于1913年提出的引力场的相对论理论。这一理论完全不同于牛顿的引力论，它把引力场归结为物体周围的时空弯曲，把物体受引力作用而运动，归结为物体在弯曲时空中沿短程线的自由运动。因此，广义相对论亦称时空几何动力学，即把引力归结为时空的几何特性。广义相对论的两个基本原理是：一，等效原理：引力与惯性力等效；二，广义相对性原理:等效原理,所有的物理定律在任何参考系中都取相同的形式。 量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子论揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。 量子论：光电效应、康普顿效应、德布罗意波长、波粒二象性。1923年，德布罗意提出了物质波假说，将波粒二象性运用于电子之类的粒子束，把量子论发展到一个新的高度。 1925年-1926年薛定谔率先沿着物质波概念成功地确立了电子的波动方程，为量子理论找到了一个基本公式，并由此创建了波动力学。 几乎与薛定谔同时，海森伯写出了以“关于运动学和力学关系的量子论的重新解释”为题的论文，创立了解决量子波动理论的矩阵方法。
5.2 课后习题详解 一、复习思考题 §5-1 热运动的描述理想气体模型和状态方程 5-1-1 试解释气体为什么容易压缩，却又不能无限地压缩． 答：（1）气体容易压缩：物质都是由大量分子组成的．分子之间总是存在一定的间隙，并存在相互作用力．气体分子之间的间隙是最大的，而在常温常压下除了碰撞以外分子间的相互作用可以忽略，这就使得气体非常容易被压缩． （2）不能无限压缩不仅因为分子有一定的大小，而且当分子之间距离压缩到一定程度后，分子之间的相互作用就不可忽略了． 例如，分子之间的作用力与分子距离的关系如图5-1-1所示． ①当r ＝r 0（r 0≈10－10m ）或很大时，相互作用力等于零． ②当r>r 0时，作用力表现为吸引力，距离的增加时引力也增大，达到某个最大值后又随距离的增加而减小，当 r>10－9m 时这个吸引力就可忽略了． ③如果r 5-1-2 气体在平衡状态时有何特征？这时气体中有分子热运动吗？热力学中的平衡与力学中的平衡有何不同？ 答：（1）气体的平衡态是指一定容积内的气体，其温度、压强处处相等，且不随时间发生变化的状态．描述气体状态的三个宏观参量分别是体积、温度和压强．因此，气体在平衡状态的特征是宏观参量不随时间发生变化． （2）气体分子的热运动是大量分子无休止的随机运动． ①从微观而言，这种随机运动是永不停息的，单个分子的运动速度大小和方向都会因彼此碰撞而随机改变． ②平衡态时，从宏观而言，大量分子的这种热运动平均效果是不随时间而变化的．因此平衡态是说分子处于“动态平衡”，仍存在分子热运动． （3）①气体的平衡状态是指在无外界作用下气体系统内大量分子热运动的统计平均效果，此时分子系统整体没有运动，系统内分子却一直在无规则地运动； ②力学中的平衡状态是指分子系统整体上无合外力或合外力矩的作用，因而处于静止或匀速定向运动或转动，微观上的单个分子，它们总是不断互相发生碰撞，并相互作用，因而永远不会处于力学的平衡态． §5-4 能量均分定理理想气体的内能 5-4-1 对一定量的气体来说，当温度不变时，气体的压强随体积的减小而增大；当体积不变时，压强随温度的升高而增大．就微观来看，它们是否有区别？ 答：气体的压强是指气体分子作用在容器壁上单位面积的碰撞力．由压强公式知，单位体积内的分子数n和分子平均平动动能是气体压强的影响因素． 量子论初步 原子核一章末检测 一、选择题（共8小题,每小题6分,共48分） 1.（2009·宁波质检）氢原子从n =3的激发态向低能级状态跃迁可能放出的光子中,只有一种 光子不能使金属A 产生光电效应,则下列说法正确的是 （ ） A .不能使金属A 产生光电效应的光子一定是从n =3激发态直接跃迁到基态放出的 B .不能使金属A 产生光电效应的光子一定是从n =3激发态直接跃迁到n =2激发态时放出的 C .从n =4激发态跃迁到n =3激发态,所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应 D .从n =4激发态跃迁到基态,所放出的光子一定不能使金属A 产生光电效应 答案 BC 2.某核反应方程为X He H H 423121+→+.已知H 21的质量为2.013 6 u ,H 31的质量为 3.018 0 u ,42He 的质量为 4.002 6 u ,X 的质量为1.008 7 u .则下列说法中正确的是 （ ） A .X 是质子，该反应释放能量 B .X 是中子，该反应释放能量 C .X 是质子，该反应吸收能量 D .X 是中子，该反应吸收能量 答案 B 3.目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些岩石都不同程度地含有放射 性元素,比如,有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射 性衰变,放射出α、β、γ射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据 有关放射性知识可知,下列说法正确的是 ( ) A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下一个原子核了 B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 C.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力 最弱 D.发生α衰变时,生成核与原来的核相比,中子数减少了4个 答案 BC 4.中子和质子结合成氘核,同时放出γ光子,核反应方程是11H+10n →21H+γ,以下说法中错误．． 的 是 ( ) 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)c 24、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=310 82、210-6米=660米，此结果显然与实验事实不符。（2）按照时间延缓效应，观察者测得高速运动μ子的寿命△τ应比它的本征寿命τ长，其间的关系是因为，，所以 v=0、9966c的μ子的平均寿命应比它在静止时的寿命长 12、14倍，即秒= 26、710-6秒。于是它走过的平均距离为 L= 第十五章量子论初步原子核（A卷） 一、本题共12小题，每小题4分，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分. 1.下列说法中正确的是() A.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加 B.α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最弱的 C.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律 D.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变 解析：氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能减小，原子总能量减小,选项A错；α射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在α、β、γ三种射线中是最强的，选项B错；原子核反应过程中质量亏损现象不违背能量守恒定律，选项C错；半衰期是反映原子核自发衰变的物理量，半衰期不随物质所处的物理化学状态而改变，选项D正确. 答案：D 2.有下列4个核反应方程 ①2424 11 12Na Mg a →+ ②235114489 9205636U n Ba Kr 3b +→++ ③19 4229 210 F He Ne c +→+ ④23411 2H H He d +→+ a 、b 、c 、d 四种粒子依次是（） A.1 1011 010H n e n -、、、 B.01111 010 e n H n -、、、 C.11100 101n H n e -、、、 D.01101 011 e n H e -、、、 解析：核反应方程遵守质量数、电荷数守恒. 答案：B 3.月球上特有的能源材料32He 总共大约有100万吨，这是由于太阳风带动大量质子打入月球表面的X 粒子中，形成32He .月球表面的稀 薄气体内，每立方厘米中有数个32He 分子，收集这些3 2He ，可以在月 球上建立32He 发电站.其中X 粒子应该为() A. 52He B.442He C.332He D. 2 1He 高中物理学习材料 鲁科版物理必修二 第六章 相对论与量子论初步 单元测试 一、选择题（本题有7个小题。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有 多个选项正确） 1.(2008年江苏高考)惯性系S 中有一边长为l 的正方形（如图A 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 ( ) 2.(江苏省盐城中学2009届高三物理复习选修3-4模块测试)1905年爱因斯坦提出了狭义相对 论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（ ） A 、同时的绝对性与同时的相对性 B 、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短 C 、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D 、相对性原理与光速不变原理 3.(渭南市2009年高三教学质量检测Ⅱ)为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方 程，E=mc 2科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程 放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性。设捕获中子前的原子质量为m 1， 捕获中子后的原子质量为m 2，被捕获的中子质量为m 3，核反应过程放出的能量为ΔE ，则这一 实验需验证的关系式是 ( ) A. ΔE=(m 1－m 2－m 3)c 2 B. ΔE=(m 1+m 3－m 2)c 2 C. ΔE=( m 2－m 1－m 3)c 2 D. ΔE=( m 2－m 1+m 3)c 2 4、(天津市2009届高三六校联考)如图所示，按照狭义相对论的观点， 火箭B 是“追赶”光的；火箭A 是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面 的速度为v ，则两火箭上的观察者测出的光速分别为 ( )A ．v c +,v c - B ．c , c C ．v c -,v c + D ．无法确定 5、（云南省玉溪民中2009届高三第九次阶段性考试）氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级 辐射出a 光，从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b 光。下列关于这两种光的说法正确的 是 ( ) A ．a 光的光子能量比b 光的光子能量大 B ．在同种介质中a 光的传播速度比b 光的传播速度小 C ．在a 光不能使某金属发生光电效应，则b 光一定不能使该金属发生光电效应 光 高中王牌课课练之－－量子论初步 〔时刻60分钟，赋分100分〕 训练指要 新科学技术的进展建立在人们对微观世界的认识上，量子论成为人们研究微观领域的差不多理论.通过本训练点使我们熟练把握光电效应现象及其规律，明白得把握光子概念；了解光的波粒二象性，物质波；明白α粒子散射实验；了解原子的核式结构.明白得把握氢原子能级结构.把握光子的发射和吸取规律.第16题为创新题，开阔我们的视野. 一、选择题(每题5分，共45分) 1.如图1—44—1所示，四个示意图所表示的实验中，能讲明光具有粒子性的是 图1—44—1 2.用绿光照耀一个光电管能发生光电效应，欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大，以下方法中错误的选项是 A.改用强度较小的蓝光照耀 B.增大光电管上的加速电压 C.改用γ射线照耀 D.用高速电子流撞击固体得到的射线照耀 3.假设一个沿着一定方向运动的光子和一个静止的自由电子相互碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，那么那个散射光子跟原先的光子相比 A.频率变大 B.速度变小 C.光子能量变大 D.波长变长 4.(2001年全国高考试题)在X 射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X 光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能.阳极与阴极之间的电势差U 、普朗克常数h 、电子电量e 和光速c ，那么可知该X 射线管发出的X 光的 A.最短波长为 eUh c B.最长波长为h eU c C.最小频率为h eU D.最大频率为h eU 5.(2000年京、皖春考试题)依照玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E ′的轨道，辐射出波长为λ的光，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，那么E ′ 高速世界 我夯基我达标 1.开尔文宣布物理学的科学大厦已经基本形成,但仍有两朵乌云,这两朵乌云指（） A.迈克尔孙—莫雷实验 B.热辐射实验 C.电子衍射 D.水星的发现 2.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,你可以根据下述哪些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 3.一个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 4.1905年,爱因斯坦在_____________实验的事实基础上提出了狭义相对论的两个基本假设——_____________原理和_____________原理. 5.为使电子的质量增加到静止质量的三倍,需要的速度为_____________. 我综合我发展 6.半人马星座α星是太阳系最近的恒星，它距地球为4.3×1016 m.设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间.若宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，飞船往返一次需多长时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多长？ 7.在惯性系S中观察到有两个事件发生在某一地点，其时间间隔为4.0 s.从另一惯性系S′观察到这两个事件发生的时间间隔为 6.0 s.问从S′系测量到这两个事件的空间间隔是多少？（设S′系以恒定速率相对S系沿xx′轴运动） 参考答案 1思路解析：在经典力学的理论基本完善之时，有两个现象是无法解释的，即迈克尔孙—莫 高中物理新教材《量子论初步》、《原子核》部分教材分析（浙江省高中物理新教材【第三册】备课会议材料） 一、新旧教材比较 ①教学内容的要求分为A和B两个层次，28个知识点中，其中教学要求为B层次的有七条（爱因斯坦光电效应方程B 氢原子的能级结构B 光子的发射和吸收B 原子的核式结构B 原子核的人工转变B 核反应B 爱因斯坦质能方程B），A层次的20条，选学内容1条。教学要求明显提高。 ②新旧教学大纲对照，增加了四处教学内容（光子的发射和吸收B *不确定关系衰变A、半衰期A 放射性的污染和防护A），五处教学内容由选学改为必学内容（爱因斯坦的光电效应方程，核反应堆，可控热核反应，玻尔模型的局限性，用玻尔模型解释氢光谱）。三处教学内容由阅读材料改为必学内容（物质波，氢原子中的电子云，人类对物质结构的认识）。删去了一处内容（光电管及其应用）。 ③新教材中出现了6处阅读材料（热辐射和普朗克的量子说，康普顿效应，显微镜的分辨本领，如何确定古木的年代，增殖反应堆）。增强了应用性，以利于加深对所学知识的理解，扩大了学生的视野。 二、教材编写意图 新教材的写法和过去的教材有所不同，它把光的波粒二象性和玻尔的原子结构理论分别从光的本性和原子、原子核这两部分内容中提出，从新整合在一起成为量子论的初步，使之独立成章。这样做的目的是： ①为了在介绍物质结构的同时，更加突出微观粒子的运动规律的教学，增强量子论观点的渗透，从而使学生认识到：量子论的观点是作为现代人认识客观 世界的重要方法。 ②量子论初步单独成为一章，有利于与大学物理的教学的接轨，即与《普通物理学》、《量子力学》的学习接轨。 ③新教材的编写渗透STS思想，即强调了科学技术与社会实际发展的一致性。如增加了放射性的应用和防护一节内容，并补充了小小“钥匙链”放倒13人的现实材料。同时还注重了学以致用，注重渗透物理学研究发展过程中的方法因素的教育和人文科学的教育。 三、教学难点剖析 由于微观结构和微观粒子的运动规律看不见、摸不着，是无法直接感知，如建立诸如轨道量了化、能量量子化、光与实物的波粒二象性，理解光电效应现象，以及用概率描述粒子运动等新的观念。对学生来说，无法用已有的经典物理的观点去理解，因而对教学造成相当大的困难。一方面要正确的定位教学的层次和难度；物理学家玻尔曾说过：“如果谁在第一次学习量子概念时，一点也不觉得糊涂，那么他就是一点也没有懂。”这部分内容的计算题都不难，应该让学生通过计算进一步体会有关的概念和规律，同时对于这些现象所涉及的数量级，如原子、原子核的大小，波长、能级差等有些感性认识。另一方面应根据学生的认知基本规律，即“从生动的直观，到抽象的思维”这一特点出发，突破教学难点。 ①采用实物直观，即充分运用演示实验的教学功能来突破教学难点。例如“光电效应现象”的教学，通过精心设计，多层次的系列光电效应实验方案，合理安排演示流程，尽可能为学生提供一种研究、探索的情景，同时辅以积极的思维活动，不仅使学生较好的掌握了光电效应现象的本质，也使他们受到了一次科学的物理实验方法的熏陶。 ②运用模象直观，如运用多媒体（课件、录像、图片）辅助教学手段，以突破教学难点。新教材中的《说明》第七条指出：本书配有教学录像带一盒，介绍教学中或实验室中不易观察的现象和实验过程，以利于教学。同时，教师也可根据教学实际需要，设计制作多媒体课件，如概率波、汤姆生原子模型、卢瑟福原子核式结构、玻尔原子模型、光电效应现象等课件。 ③借助语言直观，通过比喻或类比，进一步丰富学生的表象，以突破教学难点。如光的波粒二象性，光既是波又是粒子，无法用实物、课件等展示，可借助比喻或类比。教学中我们常常用瞎子摸象来比喻同一个事物的不同侧面的反映，并培 的概念很难理解， 最终会走出一条路来。正如鲁迅先生所说的： 上本来并没有路，只是走的人多了便成了一条 路”。以此来比喻电子云出现的几率的大小。 四、研究方法渗透 近代物理学的形成、发展的历程中，有不少重大的发现，它既包含着前辈科学家探求真理的无限艰辛，更闪烁着他们非凡的创造性思维的光芒。教学中应该充分揭示蕴含在教材中的科学家的思维过程，使之成为发展学生科学思维能力的源头活水。卢瑟福通过α粒子散射的实验，创立了原子核式结构学说，这是人类第一次正确描绘出了原子内部结构的图景，在科学理论上具有重大的意义，而且在思想方法上，也给后人以极大的启迪，它是一次黑箱实验的成功典范。从此 量子世界 我夯基我达标 1.关于物质波，下列说法不正确的是（） A.实体物质是没有波动性的 B.场类物质既有波动性又有粒子性 C.实体物质也有波动性的，只是波长太小，不易表现出来而已 D.物质波就是概率波 2.下列说法正确的是（） A.电子的衍射实验证实物质波的假设是正确的 B.牛顿定律适用于一切实物粒子的运动 C.X光的衍射实验证实物质波的假设是正确的 D.光子和实物粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的 3.下列理解正确的是（） A.氢原子的电子运行轨道实质上是电子出现概率大的地方 B.我们能用确定的坐标描述电子在原子中的位置 C.在微观领域，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量 D.由于微观粒子的轨迹无法描述，所以微观粒子运动规律是无法认识的 4.法国物理学家____________首先提出了物质波，物质波是____________. 5.关于光的波粒二象性，下述说法中正确的是…（） A.频率高的光子易显示波动性 B.个别光子产生的效果易显示粒子性 C.光的衍射说明光具有波动性 D.光电效应说明光具有粒子性 6.光的干涉或____________现象说明光具有波动性；光的____________现象说明光具有粒子性.这些现象说明了光具有____________性. 我综合我发展 7.若供给白炽灯泡的能量中有5%用来发出可见光，设所有可见光的波长都是560 nm，求100 W灯泡每秒可发出多少个光子.（保留两位有效数字，1 nm＝10＝9 m） 参考答案 1思路解析：每个物质粒子都伴随着一种波，实体物质也有波动性. 答案：A 2思路解析：牛顿定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子，所以B是错误的. 答案：ACD 3思路解析：电子在原子中的位置不能用准确的坐标描述，物质波是一种概率波，B是错误的.坐标无法描述，但运动是用概率来描述的，因此D错误. 答案：AC 4答案：德布罗意概率波 5思路解析：频率高的光子能量高，能量越高，粒子性越明显，A是错误的. 答案：BCD 6答案：干涉光电效应波粒二象 7思路解析：E＝W＝P·t·5%＝5 J E＝n·h·ν,ν＝,n＝1.4×1033个. 答案：1.4×1033个量子论初步 原子核一章末检测
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