一、单选题：本大题共42小题，从第1小题到第41小题每题4分小计164分；第42小题为5分；共计169分。
1、氢原子第一能级与第四能级相比较，有
[ ] A．原子能量；B．电子轨道半径；
C．电子轨道半径门；D．电子动能．
2、氢的电子在第一轨道上运动时的能量是-13.6eV，那么在第4条轨道上运动时的能量应是
[ ] A．(-13.6)eV；B．(13.6)eV；
C．(-13.6)eV；D．(13.6)eV．
3、某金属在一束单色光的照射下产生了光电效应，那么以下说法正确的是
[ ]
A．若保持光的波长不变，而减小照射光的强度，则单位时间内逸出的电子数将减少
B．若保持光的强度不变，而减小光的波长，则逸出电子的最大初动能将减小
C．照射光的波长减小到一定值后，将不能产生光电效应
D．照射光的强度减小到一定程度后，将不能产生光电效应
4、氢原子的核外电子，在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中
[ ]
A．辐射光子，获得能量；B．吸收光子，获得能量；
C．吸收光子，放出能量；D．辐射光子，放出能量．
5、光子能量为E的一束光，照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后处于激发态，能发射出频率为的三种光，且，则入射光的光子的能量可能是(h是普朗克常量)
[ ] A． B． C． D．
6、在光电效应实验中，若使入射光的波长变小，同时减弱入射光的强度，那么产生的光电子的最大初动能和光电流强度将
[ ] A．减小，减弱；B．减小，增大；
C．增大，减弱；D．增大，增强．
7、氢的核外电子由半径的可能轨道跃迁到半径为的可能轨道的过程中
[ ]
A．电子的电势能和动能都增加
B．电势能增加，动能不变
C．电势能减少，动能增加，总能量增加
D．电势能增加，动能减小，总能量增加
8、在氢原子中核外电子在最内层轨道上具有的能量是-13.6eV，则电子自第3能级向内层跃迁时辐射出的光子的能量为
[ ] A．12.1eV；B．10.2eV；
C．1.89eV；D．以上三种都可能有
9、用频率为ν的单色光照射某种金属表面产生光电效应，逸出的光电子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动时的最大半径为r。若要使最大半径r增大，可采取的办法有
[ ]
A．用频率大于ν的单色光照射
B．用频率小于ν的单色光照射
C．照射光的频率不变，但增加照射时间
D．照射光的频率不变，但增大照射光的强度
10、当某种单色光照射到金属表面时，金属表面有光电子逸出，如果光的强度减弱，频率不变，则
[ ]
A．光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子逸出
B．单位时间内逸出的光电子数减少
C．逸出光电子的最大初动能减少
D．单位时间内逸出的光电子数和光电子的最大初动能都要减小
11、某金属在一束单色光照射下，发生光电效应，现将这束单色光的强度减小一些，以下说法正确的是
[]
A．单位时间内逸出的光电子数目减少
B．单位时间内逸出的光电子数目不变
C．有可能不发生光电效应
D．逸出光电子的最大初动能变小
12、用单色光照射某金属发生光电效应时，若减小入射光的强度，而频率保持不变，则
[]
A．单位时间内逸出的光电子数不变，逸出光电子的最大初动能减小
B．单位时间内逸出的光电子数减少，逸出光电子的最大初动能不变
C．单位时间内逸出的光电子数减少，逸出光电子的最大初动能减小
D．入射光强度减到一定程度时，有可能不再发生光电效应
13、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应
[ ]
A．改用红光照射 B．增大绿光强度
C．增大光电管上的电压 D．改用紫光照射
14、玻尔理论在解释氢原子光谱上获得了成功，但用来解释比较复杂的原子光谱时，却碰到了很大困难，玻尔理论的失败之处在于
[ ]
A．保留了过多的经典物理理论
B．引入了量子的观念
C．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆运动的频率
D．电子绕核运动时，由于具有加速度，会不断地向外辐射能量
15、氢原子从能级，跃迁到能级时，辐射或吸收光子的波长是
[ ]
16、氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2的激发态时，发出蓝色光。则当氢原子从n=5的激发态直接跃迁到n=2的激发态时，可能发出的是
[]
A．红外线B．红光
C．紫光D．γ射线
17、一群氢原子，核外电子都在离核较远的半径相同的圆轨道上运动，在向离核较近的圆轨道发生跃迁时
[ ]
A．可能发出一系列频率不同的光子，形成由若干条明线组成的光谱
B．可能吸收一系列频率不同的光子，形成由若干条暗线组成的光谱
C．只能发出频率一定的光子，形成光谱中的一条明线
D．只能吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线
18、一群处于n=4激发态的氢原子，在跃迁过程中所形成的光谱线最多有
[]
A．3条B．4条C．5条D．6条
19、按照玻尔理论，氢原子若从能级A跃迁到能级B时吸收频率为的光子，若从能级A跃迁到能级C时释放频率为的光子，已知，则氢原子从能级C跃迁到能级B时，将
[]
A．释放频率为的光子B．释放频率为的光子
C．吸收频率为的光子D．吸收频率为的光子
20、如下哪些现象可说明光具有粒子性
[]
A．光电效应B．薄膜干涉
C．单缝衍射D．泊松光斑
21、红外光、蓝光、X光三种光子比较它们的能量有
[ ]
A．红外光最大B．蓝光最大
C．X光最大 D．一样大
22、光电管用绿光照射时，恰好刚刚能够产生光电效应，若要使逸出的光电子最大初动能增大，可以采用的方法是
[]
A．改用黄光照射，
B．将绿光的强度增大
C．给光电管加上正向电压，
D．改用紫光照射
23、关于光的波粒二象性，下述说法中错误的是
[ ]
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
24、有一自由电子，与处于基态的氢原子碰撞，使氢原子被激发而发光，则该电子的最小动能应该是
[]
A．13.6eV B．10.2eV C．12.09eV D．3.4eV
25、下列叙述中，哪些符合玻尔氢原子的理论
[ ]
①电子的可能轨道的分布只能是不连续的
②大量同种原子发光的光谱应该是包含一切频率的连续光谱
③电子绕核做加速运动，不向外辐射能量
④与地球附近的人造卫星相似，电子绕核运行，电子的轨道半径也要逐渐减小A．只有①和②B．只有①和③
C．只有③和④D．只有①②③
26、按照玻尔理论，一个氢原子的电子从一半径为的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为的圆轨道上，＞，在此过程中
[ ] A．原子要发出一系列频率的光子B．原子要吸收一系列频率的光子
C．原子要发出某一频率的光子D．原子要吸收某一频率的光子
27、在演示光电效应的实验中，把某种金属板连在验电器上．第一次，用孤光灯直接照射金属板，验电器的指针就张开一个角度．第二次，在孤光灯和金属板之间，插入一块普通的玻璃板，再用孤光灯照射，验电器指针不张开．由此可以判定，使金属板产生光电效应的是孤光中的
[] A．可见光成份B．紫外光成份
C．红外光成份D．无线电波成份
28、激光器的输出功率为P(W)，它每秒发射出的光子数为
[]
29、用波长的单色光照射甲金属，刚好能使甲产生光电效应，用波长
的单色光照射乙金属也刚好使乙产生光电效应，已知＞，以下说法正确的是
[ ]
A．甲金属的极限频率高于乙金属的极限频率
B．甲金属光电子逸出功小于乙金属光电子逸出功
C．用波长大于的单色光照射乙金属，一定会产生光电效应
D．用波长大于的单色光照射甲金属，一定会产生光电效应
30、一束光子能量为E的单色光，照射容器中的氢气，停止照射后氢气辐射出三种频率不同的光，若，则照射氢气的光子的能量E为
[]
31、在能量为12.00eV的入射光子影响下，处于基态氢原子将会
[]
A．受激跃迁到n=2的激发态
B．受激跃迁到n=3的激发态
C．受激跃到n=2的激发态，且电子在第二条轨道上的动能增加了1.8ev
D．仍旧处于基态
32、已知氢原子辐射光子的能量为2.55eV，则可判断这个氢原子的核外电子是由第n个能级跃迁到第k个能级，已知各能级的能量分别为=-13.6eV，
=-3.4eV，=-1.51eV，=-0.85eV，=-0.54eV，则n和k分别是：
[ ]
A．4，2 B．3，1 C．5，3 D．5，2
33、如图所示，为氢原子的能级图，若用能量为10.5eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子
[ ]
A．能跃迁到n=2的激发态上去 B．能跃迁到n=3的激发态上去
C．能跃迁到n=4的激发态上去 D．以上三种说法均不正确
34、根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动时的能量是指
[] A．电子的动能
B．电子的电势能
C．电子的动能和电势能之和
D．电子的动能、电势能和原子核的能量之和
35、用两束单色光照射同一块金属板时，都发生了光电效应．以下说法中正确的是
[ ]
A．这两束光中光子的频率、能量都相同
B．这两种光电子的最大初动能相同
C．这两种光电子垂直入射同一个匀强磁场时，电子转动的周期不相等
D．这两种光电子垂直入射同一个匀强磁场时，电子转动的圆周半径可能相同
36、当氢原子的电子处于第n条可能轨道时，下列说法中正确的是
[ ] A．电子的轨道半径是＝(为基态轨道半径)
B．根据(为基态的能量)，n越大，电子能量越小
C．原子从n定态跃迁到(n－1)定态时，辐射光子的波长为：
D．大量处于第n定态的氢原子通过自发辐射，可能产生的光谱线条数为n
37、对于光电效应解释正确的是
[ ]
A．金属内每个电子要吸收一个或一个以上电子，在它积累能量足够大就能逸出金属
B．如果入射光子能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应
C．发生光电效应时，入射光越强光子能量就越大，光电子最大初动能越大
D．由于不同金属逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应入射光的强度也不同
38、使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是：
①用10.2ev光子照射②用11ev光子照射
③用14ev的光子照射④用10ev的光子照射
[ ]
39、金属钨的逸出功为4.5eV，为了使钨发生光电效应，必须由下列哪种光照射才行?(h=6．63×J·s)
[]
A．波长为6000A的光束
B．频率为2×Hz的光波
C．具有1.8eV的光子的光
D．只要入射光时间足够长，以上三种光都可以
40、如图所示，MN表示某金属表面逸出的光电子的最大初动能E k和入射光光子频率之间的关系图线．下列表示普朗克常数h的大小是
[]
41、如图所示，M是一个光电管，合上电键K，用光子能量为2.5eV的一束光照射M的阴极，把滑动变阻器的滑动头P从a端向b端缓慢移动，发现电压表读数小于0.60V时，电流表读数不为0；当电压表读数等于或大于0.60V时，电流表读数为0．下面的说法中正确的是
[ ]
A．如果把电键K断开，仍用光子能量为2.5eV的一束光照射M的阴极，电流表读数为0
B．如果把电键K断开，改用光子能量为2.0eV的一束光照射M的阴极，电流表读数为0
C．如果把电源的正、负极倒过来，电键K保持闭合，改用光子能量为2.0eV的一束光照射M的阴极，电流表读数为0
D．如果把电源的正、负极倒过来，电键K保持闭合，改用光子能量为1.0eV的一束光照射M的阴极，电流表读数为0
42、某激光源（激光——方向性很好的单色光）的发光功率为P，该激光波长为，当激光射入折射率为n的媒质中时，由于反射其能量减少了10%，激光
束的直径为d，那么在媒质中与激光垂直的截面通过单位面积上的光子个数（单位时间内）为
[ ]
A．0.9P/hc B．3.6P/hcn
C．3.6P/hc D．3.6P/hc
二、填空题：本大题共33小题，第43小题为2分；从第44小题到第49小题每题3分小计18分；从第50小题到第64小题每题4分小计60分；从第65小题到第71小题每题5分小计35分；从第72小题到第74小题每题6分小计18分；第75小题为8分；共计141分。
43、第一个在理论上预言电磁波的存在并指出光是一种电磁波的科学家是
___________；第一个提出量子概念的科学家是____________．
44、光的干涉和衍射现象证明光具有________性，光电效应证明光又具有
________性，所以光具有___________性．
45、光的干涉现象和衍射现象说明光具有________性，光电效应现象说明光具有________性。到目前为止人们认为光是一种________。
46、1eV=_________J；1cmHg=_________Pa；wb/是___________的单位
47、用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，对于这两个过程，下列括号所列的四个物理量中，一定相同的是________，可能相同的是，_____一定不同的是_______________．
①入射光子的能量，②光电子的逸出功，
③单位时间内逸出的光电子数，④光电子的最大初速度．
48、已知铯的极限频率为4.545×Hz，钠的为6000×Hz，银的为
1.153×Hz，铂的为1.529×Hz．当用波长为0.375m的光照射它们时，可发生光电效应的是__________．
49、电子绕核运动可等效为一环形电流，设氢原子中的电子以速度v在半径为r的轨道上运动，用e表示电子的电量，则其等效电流等于_____________．
50、波长为600nm的单色光,光子的能量E________J=_____eV.(h=6.63×J·s)
51、正常人的眼睛接收550nm的可见光时，每秒光子数达到100个就有光的感觉，这相当光的功率为________W.
52、某金属用频率为ν1的光照射时产生的光电子的最大初动能，是用频率为ν2的光照射产生的光电子的最大初动能的2倍，则这种金属的逸出功
W=__________．
53、由经典电磁理论看原子结构,得出二点与实际事实不符的结论．第一点是_______________________________________________________________
第二点是_________________________________________________．
54、氢原子基态时的电子轨道半径为，质子的电量为e，质量为m，静电
力恒量为k，把原子核看成点电荷，则它的电场在基态轨道处的电场强度大小为________________，电子在该轨道上运动时，相当于一个环形电流，这个环形电流的电流大小为_________．
55、氢原子能级的能量在n=3时为E3=-1.51eV，在n=2时为E2=-3.4eV，当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光的波长是_________m．（普
郎克恒量h=6.63×J·s）．
56、已知氢原子量子数为n的能级值:．一群氢原子处在量子数n=3的激发态，它辐射出的波长最短的光波的波长是_______．
57、波长在315--400nm范围内的紫外线是地表生物所必须的，而波长在280--315nm范围内的紫外线对于人类会造成危害．光子能量是4eV的紫外线是属于上述两个波长范围中的________范围内的．用这种紫外线照射逸出功是7.6
×J的银板________(填“能”或“不能”)放出光电子．普朗克常量h＝6.63×J·S
58、在某种介质中，某种单色光的波长为λ，已知这种单色光的光子能量为E，则这种单色光的频率是________；这种介质的折射率是________．(设真空中的光速是c，普朗克常数为h)
59、氢原子能级图的一部分如图所示，A、B、C分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出的光子．它们的能量和波长分别为，
则E C________E A＋E B，(填＞=＜)
60、实验室中常用的氦氖激光器产生的红色单色光波长为0.6328μm，是氖原子能级跃迁过程中产生的，试计算这两个能级之间的能量差为______J。（普
朗克恒量为6.63×J．s）（取两位有效数字）
61、图中给出氢原子最低的四个能级。A、B、C、D分别表示氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子，其中频率最大的是__________，波长最长的是
_________。（填写字母代号）
62、一个处在量子数n=4的激发态的氢原子，在回到基态的过程中，最多可以放出________种不同的光子．一群处在量子数n=4的激发态的氢原子，在回到基态的过程中，发出的光谱线共有________条
63、氢原子基态的能量是，某一激发态的能量是．当氢原子从这一激发
态跃迁到基态时，它辐射出光的频率=___________，这光在真空中的波长λ
=__________．
64、能使处于基态的氢原子电离的紫外光频率必大于__________H z．
65、氢原子中电子从能级E跃迁到E'时发出光的波长为6.6×m，已知
E' = 3.4eV，h= 6.6×J·s, C =3.0×m/s，e =1.6×C，由此求得E =_________eV．
66、用60nm的紫外线照射处于基态的氢原子，电子飞到离核无限远处速度的大小是________。
67、氢原子基态的能量为 13.6eV，用光照射氢气使氢原子电离，则光子的波
长至少应为___________．(h=6.63×J·s)
68、肉眼可以觉察到波长λ＝5×m的黄绿色光，需要有J的光的能量，这对应着________个光子．
69、发光功率为P的点光源放在折射率为n的介质中，点光源向各个方向均匀发出波长为λ的单色光．在距点光源为L远处，垂直光的传播方向有一孔屏，小孔的面积为S，则t秒内通过小孔的光子数为_______．（设真空中光速为c，普朗克恒量为h）
70、处于n=4的激发态的氢原子直接跃迁回基态时，辐射的光子的波长是
________nm,它能否使极限波长为4×m的金属发生光电效应?答：_____。
71、波长为0.4m的可见光的光子能量为________，一束这样的光进入折射率为n=2的介质中，光速为________，光的波长为________
72、在水中波长为400nm的光，光子的能量为______J，光子的动量是______。已知水的折射率为1.33，普朗克恒量h=6.63×J·s．
73、一群处于n=3激发态的氢原子，它们可能发射________种频率的光子，其中最长的波长是__________nm，属于电磁波谱中的________。
74、x射线(伦琴射线)的波长=0.025nm.那么，它的频率是_______Hz，一个x光子的能量是_______J；一个x光子的运动质量是_________kg．（普朗克恒量h=6．63×J·s）．
75、一点光源以功率P向外发射波长为λ的单色光，以h表示普朗克恒量，C 表示光速，光源每秒钟发出________光子，能引起人的视觉反映的光的最小强度是人的视网膜每秒钟单位面积上获得n个光子的能量，当人距该点光源的距离大于________时，就看不到该点光源．
三、多选题：本大题共19小题，从第76小题到第94小题每题4分小计76分；共计76分。
76、红外线和紫外线相比：
A．在真空中红外线波长较大
B．红外线的频率较大
C．红外线光子的能量较大
D．若红外线能够使某种金属发生光电效应，则紫外线照射到这种金属上时，一定能发生光电效应
77、根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则
[]
A．核外电子的运动的轨道半径越大
B．核外电子的速度越大
C．原子的能量越小
D．原子的能量越大
78、一束单色光从一种介质进入另一种介质中传播，下面各物理量中保持不变的是
[ ] A．光的波长B．光的频率
C．光的传播速度D．光子的能量
79、氢原子的核外电子从离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道时
[ ]
A．电子要辐射出一定频率的光子
B．原子要辐射出一定频率的光子
C．电子动能要增大
D．原子从一种状态跃迁到另一种状态
80、下列四组物理量的单位，其中两个单位的大小相等的有
A．T和Wb/B．N/C和V/m C．K和℃D．J和eV
81、以下的历史事实正确的是
[]
A．荷兰物理学家惠更斯研究了单摆的振动现象，并确定了单摆周期公式
B．英国物理学家麦克斯韦首先发现了电流的磁效应
C．英国物理学家麦克斯韦提出光是一种电磁波
D．爱因斯坦提出了光子说，光子说能很好地解释光电效应
82、某金属表面被绿光照射就发射电子，而被黄光照射就不发射电子，根据这一事实，用下列哪些光照射该金属表面能发射出电子
[]
A．紫光B．橙光C．蓝光D．红光
83、关于光电效应的实验，以下说法正确的是
[]
A．单位时间逸出的光电子数与入射光强度成正比
B．逸出光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．光电效应的每一个实验结论都不能用光的电磁说解释
D．光电效应的每一个实验结论都能用光子说加以解释
84、已知氢原子核外电子的第一条可能轨道半径为，此时氢原子的能量为
．当核外电子在第n条可能轨道上时
[ ] A．其轨道半径rn=
B．氢原子能量由可得出：n越大，能量越小
C．氢原子在不同能量状态之间跃迁时，总能辐射出一定波长的光子
D．氢原子由能量状态跃迁到能量状态时其辐射光子的波长为
85、玻尔在他提出的原子模型中，所做的假设有
[] A、原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量
B、原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的
C、电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射（或吸收）一定频率的光子
D、电子跃迁时辐射的光子频率等于电子绕核运动的频率
86、下面说法中，正确的是
[] A．氢原子所处的能级越高，氢原子所具有的能量就越大
B．氢原子所处的能级越高，核外电子的动能就越大
C．氢原子所处的能级越高，电子绕核运转的半径就越大
D．要使处在基态的氢原子电离，需吸收13.6ev的能量
87、设氢光谱线的波长为λ，h为普朗克恒量．c为真空的速度，则此光谱线光子的
[]
88、氢原子中的电子从高能级跃到低能级时，下列说法正确的是
[]
A．电子离核的距离变近
B．电子的动能减小
C．电子要辐射一定能量的光子
D．电子和原子核组成系统的电势能减小
89、关于光的波粒二象性，如下说法中正确的是
[]
A．大量光子才表现出波动性，个别光子只有粒子性
B．光在传播时往往表现出波动性，光跟物质相互作用时往往表现出粒子性
C．波长小的光粒子性较显著，波长大的光波动性较显著
D．光既有波动性，又具有粒子性，这是相互予盾不能统一的
90、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯（即紫外线）照射锌板时，可看到的现象是
[]
A．验电器指针张开一个角度，且带正电
B．验电器指针张开一个角度，且带负电
C．用另一个带正电的金属球靠近锌板，验电器指针张角变大
D．用另一个带正电的金属球靠近锌板，验电器指针张角变小
91、关于光电效应的规律，下列叙述正确的是：
[ ]
A．对于同一种金属，频率高的入射光产生的光电子数目一比频率低的入射光产生的光电子数目多
B．某种光照射到金属表面能够产生光电效应，入射光的强度越大，相同时间内产生的光电子数越多
C．两种金属A和B，金属A的逸出功大，若紫光可以使金属A产生光电子，则紫光也一定能使金属B产生光电子
D．两种光A和B，光A的波长小于B的波长，若A光能使某种金属发生光电效应，则B光一定也能使这种金属发生电效应
92、将一线状物体垂直于凸透镜主轴放置，先用单色光甲照亮物体，在镜的另一侧光屏上恰有清晰的像．若改用单色光乙照亮物体，需将光屏稍远离透镜才能在光屏上再成清晰的像．则下面说法正确的是
[ ] A．甲光光子的能量大于乙光光子的能量
B．乙光照亮物体时得到的像比用甲光照亮物体时得到的像大
C．乙光的波长比甲光的波长短
D．透镜材料对甲光的折射率比乙光的大
93、设．这两种单色光相比较，下列说法正确的是
[ ] A．单色光1的光子能量较大
B．在玻璃中单色光1的传播速度较大
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
量子力学与狭义相对论之间的不协调 物理规律中，物质的变换总是根据当前状态的各种参数决定的，没有对历史的记忆，而且由于光速最大原理，能影响一个质点运动的信息只能是这个点邻近无穷小范围内的信息，这两个特点决定了微分方程适用于大多数的物理规律描述.用微分来描述瞬时的变化率，实际上是一个极限的过程，能对瞬时变化给出很好的描述.就目前来看，用微分来描述变化率是最好的方法.物理上的“定域性”原则现在已经受到了越来越多的挑战，基本可以认为真实的物理至少在一定程度和能级条件下是不满足定域性原则的，这是一系列物理实验的论证结果.从物理上来说，能用微分方程描述的另一个潜在依据就是不存在稳定的时间与空间最小单元.如果存在最小单元，在这个单元中的一切不可取分，状态不可分辨，那么最后我们要用的就可能是差分函数与差分方程，而不是微分方程. 大量实验证实，非定域性是量子力学的一个基本属性，但是非定域性将意味着超光速传播，这与狭义相对论的基本假设矛盾.当前，量子引力理论中的超弦理论的时空背景相关性，与圈量子引力理论中的时空背景无关性同时存在，是物理学中潜在的对于时空本质不同态度的一次大碰撞，这种困难预示着物理学需要一次概念的变革，首当其冲的就是时空.时空观念是物理学中最基本的也是最重要的概念，不同的时空观念将导致不同的理论研究方向，任何对于时空概念的更新和深化，势必对整个物理学产生巨大的革命性的影响. 作为量子论和狭义相对论的结合的量子电动力学和量子场论更是如此.一方面，量子电动力学取得了巨大成功，可以给出与实验精确符合的微扰论计算结果，例如关于电子反常磁矩的微扰论计算结果与实验结果可以符合到十几位有效数字；格拉肖-温伯格-萨拉姆(Glashow-Weinberg-Salam)的弱电模型在很大程度上统一了微观尺度上的电磁作用和弱作用，在相当于1000倍质子质量的能量尺度下与几乎所有实验符合；包括量子色动力学在内的标准模型对于强作用的一些性质也能给出令人满意的结果等.另一方面，与实验精确符合的微扰论计算在理论上却并不成立，微扰级数本身一定会发散.标准模型中有20几个自由参数需要实验输入，其中包括一些极重要的无量纲参数，如精细结构常数、μ介子与电子质量之比等.为了减少参数的大统一理论或超对称大统一理论，往往会导致质子衰变.可是，实验上一直没有观测到质子衰变现象，也没有观测到超对称粒子，这是为什么？超对称如何破缺？为什么有夸克禁闭和色禁闭？为什么夸克质量谱中存在极大的质量间隙？为什么会有三代夸克-轻子及其质谱？理论上作用极大的“真空”到底是什么?理论上计算的“真空”能量，与宇宙学常数观测值相应的“真空能”相比，高出几十到一百多个数量级，这又是为什
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。
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 ( )
论多维空间中量子力学与相对论的矛盾问题 阿尔伯特·爱因斯坦一生发现了很多东西，最重要的是提出了量子力学和广义的相对论。广义相对论代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平，在天体物理学中有着非常重要的应用，还提出了引力和引力波的存在，是现代宇宙学膨胀宇宙论的理论基础。并且它是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。量子力学是研究原子和次原子等“量子领域”的运动规律的物理学分支学科，基本原理包括量子态的概念，运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱。不过，仍然有一些问题至今未能解决，典型的即是如何将广义相对论和量子物理的定律统一起来，或者说怎样理解这两大理论的统一？ 这个矛盾问题在科学家们提出的多维空间里有了解释。首先我们先来了解一下我们的多维空间。"维"是一种度量，在三维空间坐标上，加上时间，时空互相联系，就构成四维时空。现在科学家的理论认为整个宇宙是十一维的，只是人类的理解只能理解到三维。零维是点，一维是线，二维是面，三维是静态空间，四维是动态空间（因为有了时间）。在这个四维时间线上任何一点都有无限种发展趋势，从四维上的某一点分出无限多的时间线，构成了五维空间。五维空间上两条时间线如同二维空间（如报纸上的两个对角点）不能直接到达，而把报纸对折就可以直接到达报纸上的对角点。五维空间也可以弯曲，产生了六维空间，在六维空间中可以直接到达五维时间线上的任意一点。七维空间包括了从宇宙大爆炸开始到宇宙结束，所有空间维，所有时间维上的所有可能性，以及在任意两点直接到达的可行性。五维空间是某一点产生无限个发展趋势，七维是所有点即无限点上产生无限个时间线。，八维空间中包括了从大爆炸处产生的无限多个宇宙，这些宇宙中有不同的物理定律，不同的引力常数，或许有没有万有引力也说不定，不同的光速。九维空间则是八维空间的弯曲，在八维空间中，不到直接在各个宇宙中到达不同的两点，而九维空间中则可以在八维空间中的两点间直接到达。根据超弦理论，最小粒子不是实体的物质，而是由不同振动频率的超弦形成的物质，不同的频率产生了不同外在表现。在十维空间中，物质已经没有差别，或是已经没有物质。只存在不同振动频率的弦。在十维空间中一切皆有可能。在超弦理论的研究中，发现十维空间还有理论漏洞，新的膜理论就在超弦的线上展拓成超膜，以十一维空间来解释宇宙。 理解了宇宙的空间有更多维存在，再回过来看相对论与量子理论是如何产生矛盾的，我们就很容易理解了：这两个理论在日常的三维空间里是不可能统一的，它们的矛盾是必然的，只有在高维空间里才能得到统一。
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=
量子物理实际上包含两个方面。一个是原子层次的物质理论：量子力学，正是它我们才能理解和操纵物质世界；另一个是量子场论，它在科学中起到一个完全不同的作用。 作为一个基本理论，量子力学原则上，应该适用于任何大小的物理系统，也就是说不仅限于微观系统，那么，它应该提供一个过渡到巨观「古典」物理的方法。量子现象的存在提出了一个问题，即怎样从量子力学的观点，解释巨观系统的古典现象。尤其无法直接看出的是，量子力学中的叠加状态，如何应用到巨观世界上来。 在量子力学中，一个物理系统仅通过同时可以被测量的可观察量来定义，是它与古典力学最主要的区别。只有通过彻底地使用这样的状态定义，才能够理论性地描写许多量子物理现象。量子力学与古典力学的另一个主要区别，在于测量过程在理论中的地位。在古典力学中，量子世界除了其线度极其微小之外（10-10～10-15m量级），另一个主要特征是它们所涉及的许多宏观世界所对应的物理量往往不能取连续变化的值，（如：坐标、动量、能量、角动量、自旋），甚至取值不确定。许多实验事实表明，量子世界满足的物理规律不再是经典的牛顿力学，而是量子物理学。 量子力学可以算作是被验证的最严密的物理理论之一了。至今为止，所有的实验数据均无法推翻量子力学。大多数物理学家认为，它「几乎」在所有情况下，正确地描写能量和物质的物理性质。虽然如此，量子力学中，依然存在着概念上的弱点和缺陷，除上述的万有引力的量子理论的缺乏外，至今为止对量子力学的解释存在着争议。 １）微观粒子的基本运动方程（非相对论形式）--薛定谔方程。微观粒子的二象性，由此而引起的描述微观粒子状态的特殊方法--波函数，以及微观粒子不同于经典粒子的基本特征--不确定关系。不过，在今天的理论中，不确定性不是单一粒子的属性，而是一个系综相同的粒子的属性。一个物理系统的位置和动量，可以无限精确地被确定和被预言。至少在理论上，测量对这个系统本身，并没有任何影响，并可以无限精确地进行。在量子力学中，测量过程本身对系统造成影响。要描写一个可观察量的测量，需要将一个系统的状态，线性分解为该可观察量的一组本征态的线性组合。测量过程可以看作是在这些本征态上的一个投影，测量结果是对应于被投影的本征态的本征值。假如，对这个系统的无限多个拷贝，每一个拷贝都进行一次测量的话，我们可以获得所有可能的测量值的机率分布，每个值的机率等于对应的本征态的系数的绝对值平方。量子力学中的测量是不可逆的，测量后系统处于该测量值的一个特征向量上。 ２）至今为止，仅仅万有引力无法使用量子力学来描述。因此，在黑洞附近，或者将整个宇宙作为整体来看的话，量子力学可能遇到了其适用边界。目前使用量子力学，或者使用广义相对论，均无法解释，一个粒子到达黑洞的奇点时的物理状况。广义相对论预言，该粒子会被压缩到密度无限大；而量子力学则预言，由于粒子的位置无法被确定，因此，它无法达到密度无限大，而可以逃离黑洞。因此20 世纪最重要的两个新的物理理论，量子力学和广义相对论互相矛盾。寻求解决这个矛盾的答案，是目前理论物理学的一个重要目标（量子重力）。但是至今为止，找到重力的量子理论的问题，显然非常困难。虽然，一些亚古典的近似理论有所成就，比如对霍金辐射的预言，但是至今为止，无法找到一个整体的量子重力的理论。目前，这个方面的研究包括弦理论等。 ３）根据量子力学原理建立的场的理论，是微观现象的物理学基本理论。场是物质存在的
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
相对论的研究对象和适用范围是那些大尺度,高速度的宏观物体.爱因斯坦的相对论分为两个阶段,第一个阶段叫狭义相对论,他研究的是物体在惯性系中(也就是我们初中,高中物理中的理想状态)的高速运动状态,第二个阶段叫广义相对论,主要是研究物体在非惯性系(也就是万有引力场)中的运动状态.相对论的推导过程相当复杂,是个超级的数学推导过程,需要相当高的数学工具才可以理解,所以在研究广义相对论的时候爱因斯坦本人也遇到了困难,找了他一个朋友,当时的一位数学家帮他的忙才得到的结论,据说到目前为止全世界能真正理解相对论的原由的人也不到100人,既然楼主说了不要太复杂,要通俗的可以直接理解的话来解释的话,就不谈由来,只谈结果,相对论的几个重要的结论.第一个是光速不变,我们初中，高中所学的物理学都是牛顿的经典力学,牛顿的经典力在我们日常生活当中的低速,小尺度的环境里是适用的,我们的观念里的速度是叠加的,比如当我们骑自行车前进的过程中向前开了一枪,那么这个子弹的速度是自行车的速度和子弹本身的速度相加,而光则不然,光速恒定不变,你骑自行车打手电筒和站在地上打手电桶,光的速度不发生变化,即便是你以很快的速度向着光射出的放行追逐,光速依然不变. 第二,时间的膨胀,对于运动的物体,物体运动的速度越快,时间就走的越慢.第三尺度的缩短,一个刚性杆在运动的时候长度是缩短的,速度越块长度越短.第四光速是所有有质量的物体的极限,也就是说无论你怎么折腾,有质量的物体永远不可能超过光速,只能无限的接近.第五,在万有引力场附近的空间是弯曲的,第七E=MC ∧2.就是著名的爱因斯坦质能方程.能量等于质量乘以光速的平方.也就是广意的质能守恒,爱因斯坦说,质量(也就是有型物质)和能量其实本身就是同一种物质,他们在一定条件下可以相互转化,而物质具有的能量可以被看作是他的质量,运动的物体的质量要大过它静止的时候的质量,这是因为物体由于运动而具有了动能,而这些动能可以通过上面的质能方程换算成物体的质量,只不过一般的情况下我们宏观世界运动的物体速度都太慢了,这个质量增加太不明显,所以你感觉不到质量的变化而已尽而推导下去,会发现当物体的速度很大了的时候质量的增加就会越来越大,当快接近光速的时候质量几乎是无限大,想要让无限大的质量继续加速你需要的推动力就是无限大,所以才有了第五个结论的光速是物体的速度极限.应该把这个推导过程给你写上的,这个公式我会,打了这么多字太累了就不说这个了.上面这六点就是用最通俗直接的语言来说相对论的结论.看起来似乎很荒谬?别怀疑,用霍金的话说,从我们一出生开始,一直到高中,大学,无论是我们的生活经验也好,还是课本上的教材也好都给了我们一个假象,因为我们处于一种低速的状态下,所以很多东西都被忽略了.上面说的光速不变,时间膨胀,空间尺度的压缩,等等都是事实.只是因为我们的速度太低了,感觉不到而已.再和你说说经典力学和相对论的关系吧!因为我们最开始学的先是经典力学,后来才知道的相对论,所以通常在一些应用情况下叫相对论效应,再说其本质,相对论才是真正描述这个世界规律的真理,而经典力学只是相对论的近似而已,在一般的低速情况下还适用,举了例子,一个1kg的物体假如你推了他一把他以1m/s的速度前进那么他所具有的动能mv^2/2 =0.5焦耳他具有了0.5焦耳的动能这个时候由于他的运动而具有的能量使得他质量增加了质量增加了多少呢把能量0.5焦耳代入爱因斯坦质能方程中去E=m*C^2 0.5=m*C^2 我用计算机算了一下质量增加 m=0.0000000000000000055kg,这个质量非常小,小到平时我们根本感觉不到,
物理学的开端：经验物理时期已完成成绩：100.0分 1 “给我一个支点，我就可以耗动地球”这句话是谁说的？（） A、欧几里得 B、阿基米德 C、亚里士多德 D、伽利略 我的答案：B 得分：20.0分 2 相对论是关于（）的基本理论，分为狭义相对论和广义相对论。 A、时空和引力 B、时空和重力 C、时间和空间 D、引力和重力 我的答案：A 得分：20.0分 3 下列人物中最早使用“物理学”这个词的是谁？（） A、牛顿 B、伽利略 C、爱因斯坦 D、亚里斯多德 我的答案：D 得分：20.0分 4 欧洲奴隶社会比中国时间长，中国封建社会比西方时间长。
我的答案：√得分：20.0分 5 阿基米德是欧几里得的学生的学生。 我的答案：√ 伽利略与经典物理的诞生已完成成绩：100.0分 1 以下不属于伽利略的成就的是（） A、重述惯性定律 B、发现万有引力 C、阐述相对性原理 D、自由落体定律 我的答案：B 得分：20.0分 2 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》与《天体运行论》都是伽利略的著作我的答案：×得分：20.0分 3 伽利略是奥地利物理学家，近代实验科学的先驱者。（） 我的答案：×得分：20.0分 4 伽利略认为斜面上的运动是冲淡了的自由落体运动。（） 我的答案：√得分：20.0分 5 伽利略的逝世和牛顿的出生都是在1642年。（）
我的答案：√ 经典物理的三大支柱：经典力学、经典电动力学、经典热力学和统计力学已完成成绩：100.0分 1 物理学家焦耳是哪个国家的人？（） A、德国 B、奥地利 C、英国 D、意大利 我的答案：C 得分：20.0分 2 “热力学第三定律”的发现者是谁？（） A、克劳修斯 B、能斯特 C、开尔文 D、焦耳 我的答案：B 得分：20.0分 3 以下哪一项属于经典物理的范畴 A、万有引力定律 B、热质学说 C、量子论 D、狭义相对性原理 我的答案：A 得分：20.0分
《相对论和量子论》 尽管我仰慕牛顿的大名，但我并不因此非得认为他是百无一失的。我……遗憾地看到他也会弄错，而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。 （英）托马斯·杨 普朗克(Max Planck, 1858－1947)是德国人，从小就表现出数学天分，先后在慕尼黑大学、柏林大学完成大学学业，21岁即获得博士学位。他在进行理论推导时，大胆提出了一个假设：“能量在辐射过程中不是连续的，而是如一股股的涓流似的被释放。这种涓流就是量子，而量子的能量只取决于频率。”1900年12月14日，普朗克在德国物理年会上作了题为《正常光谱辐射能的分布理论》的报告。这是最早的量子论的论文。 最早响应普朗克的结果的是爱因斯坦，他在1905年的论文《关于光的产生和转化的一个启发性的观点》中，称普朗克的的研究是非常革命的，它为辐射问题带来一个崭新的观点。进一步，爱因斯坦假定电磁场的能量本身也是量子化的，提出了光量子理论。爱因斯坦还利用他的光量子假设对光电效应进行了解释，从而克服了光的波动说在这个问题上的困难。 后来1922 年美国物理学家康普顿（Arthur Holly Compton,1892 －1962）在研究X射线与物质相互作用发生散射时，发现散射光与入射光的波长不同，而后在他的中国学生吴有训的协助下用光量子给以理论上进一步的解释。从此光既可以看为波动又可以看为粒子束。这就是所谓的光的波、粒二相性。 在这里经典理论又受到突破，一方面是传统的能量的连续性被突破；另一方面是光表现为波、粒二重性的新观念。至此，关于光的本性是波还是粒子的争论，从惠更斯、牛顿起，经过200多年，在20世纪初经过普朗克、爱因斯坦、康普顿的研究工作得到了协调。 1923年9、10两月德布罗意先后发表了三篇短文，到1924年他向巴黎大学提交的博士论文《关于量子理论的研究》中，总结与发展了前三篇论文的思想。德布罗意的主要思想是将爱因斯坦关于光子的波粒二象性的思想推广到所有的粒子，指出所有的粒子（电子、质子等）也都有波的性质，这就是所谓的德布罗意波。当爱因斯坦看到他的论文后十分重视。后来1927年粒子的二象性得到了实验验证，美国与英国的物理学家先后完成了电子衍射实验。1929年德布罗意获得了诺贝尔物理奖。