高二历史相对论与量子论试题答案及解析
1. 爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较正确的说法是（ ）
A．前者完全否定了后者 B．前者发展了后者
C．前者发展和概括了后者 D．前者融化了后者
【答案】C
【解析】本题主要考查学生运用所学知识解决问题的能力。尊重材料是做对历史题目的唯一秘籍。而通过材料不难发现，爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系不是否定与否定的关系，而是继承和发展的关系，二者看上去是矛盾的，但是二者研究的领域不同，所以并不矛盾。所以比较正确的说法是前者发展和概括了后者。
【考点】近代科学技术·经典力学·爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系
2. 牛顿：“我之所以比别人看得更远，是因为我站在巨人的肩膀上。”20世纪初“站在”牛顿肩膀上观察时空，且比他“看得更远”的科学巨人是 ( )
A．门捷列夫 B．达尔文 C．诺贝尔 D．爱因斯坦
【答案】D
【解析】本题主要考查学生阅读材料，抓住关键信息及知识的运用能力，解题时注意题干中的时间限制“20世纪初”，站在“牛顿肩膀”上，而且是“观察时空”，由此联系已学知识可知只能是爱因斯坦。因为他在经典力学基础上进一步发展了牛顿力学体系，提出相对论。故选D。
【考点】近代科学技术·经典力学·爱因斯坦
3. 激光是20世纪以，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一项重大成就，被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”等。这一发明主要与谁的科学理论有关
A．伽利略 B．牛顿 C．法拉第 D．爱因斯坦
【答案】D
【解析】1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论“光与物质相互作用”，成为激光发明的理论基础。这是其对物理学的重要贡献之一，故选D。
【考点】近代科学技术••经典力学•爱因斯坦。
4. 某一理论“使人们的认识由低速领域扩大到高速领域，由宏观领域延伸到宇宙领域，人们第一次深刻地认识到时间、空间和物质的运动相互依赖”这一理论指的是
高三历史相对论与量子论试题
1. 19世纪末和20世纪初，科学家们认为“人们距离可知世界的边界已经不遥远”。打破这种认识的是
A．经典力学 B．生物进化论
C．相对论和量子理论 D．电力的发明
【答案】C
【解析】相对论和量子理论将人类科学研究由宏观低速运动状态转入微观高速状态，从而开辟了物理学研究的新时代，故选C。
【考点】现代科学技术•相对论和量子论•相对论和量子论的作用
2. 1962 年在美国问世的《寂静的春天》，书中的标题有“不必要的大破坏”、“再也没有鸟儿歌唱”、“死亡的河流”、“自天而降的灾难”等。可是只不过二十来年，书中的警告，已一一出现在我们身边。2013 年入冬以来范围最大的一场雾霾笼罩了中国，环境问题再度引起人们的重视，历史以充分的理由再次证明
A．科技是一把双刃剑 B．耸人听闻，杞人忧天
C．唯有依靠科技人类才能克服环境污染 D．环境问题始于美国
【答案】A
【解析】依据所学知识《寂静的春天》描绘了生态破坏造成春天死寂的恐怖情景，使人类掀起了现代环保运动，由此可知科技在推动生产力发展的同时，也导致了环境问题日益突显，所以科技是一把双刃剑。
【考点】近代以来科学技术的辉煌·评价·一分为二
3. 丹尼斯·布莱恩在《爱因斯坦全传》中说，爱因斯坦否认自己是“原子能释放之父”，他认为他只是在理论上推出这种过程的可能性。当闻知德国研制原子弹的消息，他建议美国提早研制，但他极力反对美国向日本投掷原子弹。他说：“原子弹的爆炸可能迫使人类的竞争转变为国际事务来处理。”1946年5月，爱因斯坦担任新成立的致力于核军控的世界原子能科学家应急委员会主席。以上材料表明爱因斯坦
A．否认白己在原子能领域有所建树 B．认为原子弹有利于制止侵略
C．对德国和日本法西斯持双重标准 D．反对将原子能用于战争屠杀
【答案】D
【解析】本题考查获取材料信息的能力，从题干中“他认为他只是在理论上推出这种过程的可能性”的信息可知A项错误；他建议美国研制原子弹时，二战早已开始，故B项错误；从题干“但他极力反对美国向日本投掷原子弹”的信息并不意味着对德国和日本法西斯持双重标准，而是表明爱因斯坦反对将原子能用于战争来屠杀平民，故D项正确，C项错误。
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。
科技视界Science&TechnologyVision
Science&TechnologyVision科技视界量子力学和相对论已经在20世纪就成为了物理学的支柱理论袁其在历史的发展中既是独立的袁同时又是紧密的交织在一起遥早期的量子力学和相对论之间主要是爱因斯坦其光量子理论为量子论的发展做出了重要贡献遥狭义相对论和概念性的追求不强袁然而爱因斯坦本人袁虽然未参与到量子力学架构之中袁但是其却以相对论作为基础袁在物理或者方法论上对于量子力学研究上产生了非常重要的作用遥本文主要就相对论的发展和量子力学之间的启示进行分析袁并探讨其发展遥员初期量子力学和相对论的联系分析量子论其主要是源自黑体辐射问题探索袁从普朗克的研究成果来看袁一切辐射振子的能量均只能够被限制为E=nh酌袁其中h为自然常数袁h=6.55x10-27尔格窑秒遥量子力学概念的提出从事实上来看袁其主要是将连续性的原理作为经典物理学的支柱袁但是普朗克其本人却未曾认识到这点遥另外洛伦兹曾经试图将电磁模型和机械模型解释为辐射机制或者h常数袁其意义与以太自由度的限制相关遥即每个自由度均会拒绝任何大小的能量袁除非以h酌的份额出现遥他对自由度进行限制袁并且将几组毗邻的振动耦合在一起袁以此来确保麦克斯韦方程有效[1]遥爱因斯坦曾在1905年提出了光量子的假设袁其观点为院光束的能力不仅可以吸收与发射中的量子性袁并且空间也不是进行连续分布的遥虽然爱因斯坦的光量子假说是从麦克斯韦理论与实践矛盾中产生袁并且也是重物提所持理论观念的分歧遥随后一段时间袁爱因斯坦将经典力学和麦克斯韦的电磁理论统一在一起袁并奠定了狭义相对论基础遥并且爱因斯坦指出光以太的存在其实是多余的袁因为按照所阐明的见解袁不需要引进一个具有特殊性质袁并且绝对静止的空间袁同时也不需要给发射电磁过程的虚空间每一点规定的速度矢量遥对于以太概念的否认袁使得人们认识到了光不是一种臆想的媒质状态和类似物质实体存在的东西遥直到1991年袁索尔末会议之后袁光量子假说逐渐被认同袁并且迅速扩展到了原子结构的问题研究遥玻尔解决了原子结构的稳定性解释袁并且导算出了氢光谱的巴尔末公式遥1916年袁爱因斯坦建立了广义相对论袁并且再次将重心转向了量子论袁他希望通过广义相对论来对数学基础进行推广遥从广义的相对论袁不仅可以推导出引力场的性质袁而且还能够对想磁场的性质进行推导遥2相对论在量子力学中的构建量子力学主要沿三条途径慢慢的建立起来袁分别是薛定谔波动力学尧海森堡矩阵力学和狄拉克q数理论遥2.1海森堡矩阵力学海森堡矩阵力学是基于波尔理论建立起的袁其主要的重心在微观客体的粒子性上遥海森堡矩阵力学针对波尔理论只能计算能量而无法计算跃迁几率的缺点袁认为最关键的问题在于防止仅对粒子轨道做出具体的描述袁但又无法直接进行观测遥海森堡这一理论方案设计到一种方程袁即粒子位置和速度的方程袁位置和速度乘积主要取决于两种量相乘的先后顺序遥海森堡在两位数学家的帮助下利用矩阵代数建立起了矩阵力学体系遥在建立矩阵力学过程中袁相对论的作用主要体现在方法论和认识论上遥海森堡将利用相对论启示提出了量子理论[2]遥圆援圆薛定谔波动力学薛定谔波动力学基于德布罗意物质波理论袁而德布罗意物质波理论主要是由于德布罗意受到相对论中光量子论的启示袁并考虑了电子运动时相对性效应提出的遥德布罗意的研究告诉我们袁不能将电子视为一种单纯的微粒袁必须要赋予电子周期性袁随后德布罗意将光微粒能量方程E=h酌推广到电子上袁提出了相波概念袁并导出了电子波函数方程遥薛定谔就是从德布罗意的电子波函数方程入手袁试图将该方程推广到束缚粒子上袁并根据德布罗意的电子波函数方程进行了推广并用于在氢原子上袁由于考虑不周导致结果和实验不符合袁但在该过程中转而提出了非相对论性波动方程遥圆援猿狄拉克q数理论当狄拉克得知海森堡等人建立了矩阵力学后袁他却独辟蹊径的提出了量子力学q数理论遥后来袁狄拉克回忆道袁当时在物理力学方程中存在着一般性的问题袁即人们一旦遇到用非相对论形式表现的物理方程袁当时的人总想去将它们改成合适相对论的形式袁并且他还说他对海森堡著作中提到的非相对论理论不是太过满意遥同时袁狄拉克也注意到矩阵力学并不和相对论协调袁并且矩阵方程中涉及的两种能量袁会让他不由自主的联系到其和两个动量袁从相对论考虑袁两个动量的差值应该与两能量差值除以光速得到的值一样袁并且两动量差的方向在矩阵元中应该保持相同袁再联系到泊松符号和易子袁使狄拉克建立起q数理论遥猿相对评价和量子力学经验诠释差异哥本哈根作为量子力学的代表人物袁其理论被玻尔尧海森堡等人提及了相对论思想对他们的理论具有互补和启示作用遥玻尔曾经说过袁不管是相对论袁还是互补思想的典型特征有何种不同袁两种形式在认识方面都表现出深远相似之处遥玻尔在分析过程中将引导互补性的结论方法袁其直接是受到爱因斯坦本人在使用精辟方法对同时性概念的启示遥对于经典物理学的概念框架扩展和发展方面袁相对论和量子理论之间存在着很多的相似之处遥玻尔等人对于相对论的认识还存在着另外一个视角袁即还没有背离经典物理学的理想袁其仍然具有其明显特点遥正是因为如此袁其对量子物理学的发展造成了障碍遥从玻尔的观点中看出袁经典物理力学和相对论范围内袁可以采用一种理想化的方法来对其进行任意分割袁从测量仪器以及所观察的客观体来看袁其相互作用之间可以忽略不计袁或者可以设法进行补偿袁但是微观物理学过程中存在着一种固有的整体理论特征袁从量子现象来看袁决定论中所提及的各个时间无限可分性袁则从原则上被指定袁其被试验条件所排出遥爱因斯坦始终认为量子力学的统计规律不是物理实在的完备描述袁而是需要有一个决定论作为基础遥曾经爱因斯坦使用推广的广义相对论针对原子的结构和量子问题进行分析袁并且他将相对论作为物理学发展的一个纲领遥量子力学建立之后袁爱因斯坦本能的意识到它和相对论不相容遥爱因斯坦和玻尔等人袁针对量子力学经验和相对评价论之间的争论始终以相对论来作为基纲进行分析遥论证量子力学和相对关系体系中袁爱因斯坦提出了其判断依据院分离系统的状态只有被有限尧低速的光速传播效应来进行改变袁而普遍的相互作用原则之中袁则可以通过单个过程来进行隔离袁此过程中还可以实现不破坏客体的本质遥显而易见袁这个判断的根据是从狭义相对论中衍生而来袁均是根据狭义相对论作为前提袁然后为了消除EPR悖论所提出的量子力学跟踪解释遥4结束语我们在进行量子力学的构建和经验诠释之中袁渊下转第圆员源页冤作者简介院白蕊渊1993要冤袁女袁辽宁昌图人袁物理学专业袁学号11028002遥相对论对量子力学的启示与发展白蕊渊沈阳师范大学物理科学与技术学院袁辽宁沈阳110034冤揖摘要铱本文探讨初期量子力学和相对论之间的联系袁并且针对相对论在量子力学中的构建作用进行分析袁对量子力学经验和相对论评价诠释争议进行了研究遥揖关键词铱相对论曰量子力学曰启示曰
