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高中物理学习材料第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变化，所以选项A 、B 、D 错误，选项C 正确.答案：C6.用光照射金属表面，没有发射光电子，这可能是（ ）A.入射光强度太小B.照射的时间太短C.光的波长太短D.光的频率太低解析：能否发生光电效应主要取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关.没有发射光电子，说明入射光的能量太低，即光的频率太低.所以选项A 、B 、C 错误，选项D 正确.答案：D7.光照射到某金属表面，金属表面有光电子逸出，则（ ）A.若入射光的频率增加，光的强度减弱，那么逸出电子的最大初动能可能不变B.若入射光的频率不变，光的强度减弱，那么单位时间内逸出电子数目减少C.若入射光的频率不变，光的强度减弱到不为零的某一数值时，可能不再有电子逸出D.若入射光的频率增加，而强度不变，那么单位时间内逸出电子数目不变，而光电子的最大初动能增加解析：逸出电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关，所以选项A 、C 错误.光的强度减弱，光子数减少，单位时间内逸出的光电子数也将减小，所以选项B 正确，D 错误.答案：B8.下列关于光子的说法中正确的是（ ）A.在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子B.光子的能量由光强决定，光强大，每份光子的能量一定大C.光子的能量由光频率决定，其能量与它的频率成正比D.光子可以被电场加速解析：根据爱因斯坦的光子说，光子是一份一份的，每一个光子的能量与光的频率成正比，与光强无关，所以选项A 、C 正确，选项B 错误.光子不带电，所以不能被电场加速，所以选项D 错误.答案：AC9.根据玻尔理论，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，则E ′等于（ ）A.E －hc λ B.E+h cλ C.E －h λc D.E+h λc 解析：根据能量守恒可知E ＝E ′+E 光，由光子说得E 光＝h λc ，所以E ′＝E －E 光＝E －h λc . 答案：C10.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm 的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63 ×10-34 J ·s ，光速为c ，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为（ ）A.2.3×10-18 WB.3.8×10-19 WC.7.0×10-48 WD.1.2×10-48 W .解析：P ＝nh ν＝nh λc ＝6×6.63×10-34×9810530103-⨯⨯ W=2.3×10-18 W. 答案：A11.下列关于物质波的认识，正确的是（ ）A.任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波B.X 光的衍射证实了物质波的假设是正确的C.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D.物质波是一种概率波.解析：运动的物体才有物质波，A 错.X 光是波长极短的电磁波，它的衍射不能证实物质波的存在，故B 错，C 、D 正确.答案：CD12.按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从半径为r A 的圆周轨道上自发地直接跃迁到一个半径为r B 的圆周轨道上，r A ＞r B .关于原子发射光子的频率，说法正确的是（ ）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.解析：根据玻尔理论，电子从高能级向低能级跃迁时，原子要发出某一频率的光子，且满足h ν＝E m －E N .所以选项C 正确.答案：C13.光电效应实验的装置如图6-1所示，则下面的说法中正确的是（ ）A.用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B.用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C.锌板带的是负电荷D.使验电器指针发生偏转的是正电荷图6-1解析：将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板（弧光灯发出紫外线），验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电.这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，A 、D 选项正确.红光不能使锌板发生光电效应.答案：AD14.金属在一束频率为ν1的光照射下恰能发生光电效应，改用另一束强度相同、频率为ν2（ν2>ν1）的光照射时，则（ ）A.逸出的光电子初动能增加，光电子数增加B.逸出的光电子初动能增加，光电子数减少C.逸出的光电子初动能增加，光电子数不变D.逸出的光电子初动能不变，光电子数增加解析：因为各种金属有确定的逸出功，入射光的频率增大，光子的能量也增大，被电子吸收扣除逸出功后剩下的能量也增加，所以转化为光电子的初动能也增加.D 肯定错.当两束光强度相同时，频率为ν2的光子的能量大，所以单位时间内到达金属表面每单位面积的光子数将减少，逸出的光电子数也减少.答案：B二、非选择题（共44分）15.（4分）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N 个频率为γ的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为（h 为普朗克常量）____________.解析：每个光子的能量为h ν，则N 个光子的能量为Nh ν.答案：Nh ν16.（6分）已知氢原子的基态能量是E 1=－13.6 eV ，第二能级E 2=－3.4 eV.如果氢原子吸收__________eV 的能量，立即可由基态跃迁到第二能级.如果氢原子再获得1.89 eV 的能量，它还可由第二能级跃迁到第三能级，因此氢原子第三能级E 3=__________eV.解析：ΔE 1=E 2－E 1=-3.4 eV －（－13.6 eV ）=10.2 eV ，E 3＝E 2+ΔE 2＝－3.4 eV+1.89 eV ＝－1.51 eV.答案：10.2 －1.5117.（10分）有文献报道在高为1 981 m 的山顶上测得563个μ子进入大气层，在海平面测得408个.已知μ子下降速率为0.995c ，c 表示真空中光速.试解释上述所测结果（静止μ子的半衰期为2.2×10－6s ）.解析：由于μ子高速运动，相对于地面惯性系，μ子的半衰期会变长.答案：根据Δt=2622995.01102.21-⨯=-'∆-c v t s=2.2×10-5 s ，即μ子的半衰期变为2.2×10-5s ，而μ子从山顶下落到地面的时间为8103995.01981⨯⨯ s=6.64×10-6 s.所以会有少量μ子发生衰变.18.（12分）有一功率为1 W 的光源，发出某种波长的单色光.在距光源3 m 处有一金属板，经测量得到每单位时间内打到金属板单位面积上的光子数为2.6×1016个，由此计算可得到该光束的波长为多长？解析：根据能量守恒可得：λπc nh R P =24， λ=Pnhc R 24π =11031063.6106.2314.34834162⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-m=5.85×10-7 m. 答案：5.85×10-7m19.（12分）用功率P 0=1 W 的光源照射离光源r=3 m 处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长λ=5 890 nm 的单色光，试计算：（1）1 s 内打到金属板1 m 2面积上的光子数；（2）若取该金属原子半径r 1=0.5×10－10m ，则金属表面上每个原子平均需隔多长时间才能接收到一个光子？解析：发光机理的实质是能的转换，即把其他形式的能量转换成光子的能量，根据光源的功率算出1 s 内辐射的总能量，由每个光子能量E=h ν即可算出总光子数，因为1 s 内辐射的这些光子，都可以看成是均匀分布在以光源为中心的球面上，于是由面积之比就可算出1 s 内单位面积上的光子数.（1）离光源3 m 处的金属板每1 s 内单位面积上接收的光能为 P=22034114⨯⨯=ππr t P J/(m 2·s)=8.9×10－3J/(m 2·s)=5.56×1016eV/(m 2·s) 因为每个光子的能量为E=h ν=9834105891031063.6--⨯⨯⨯⨯=c hλ J=3.377×10－19J=2.11 eV 所以单位时间内打到金属板上单位面积的光子数为 n=11.21056.516⨯=E P 个=2.64×1016个 这是一个十分庞大的数字，可见，即使在光强相当弱的情况下，辐射到板面上的光子数仍然极多，因此，辐射的粒子性在通常情况下不能明显地表现出来.（2）每个原子的截面积为S 1＝πr 12＝π×（0.5×10－10）2 m 2＝7.85×10－21m 2把金属板看成由原子密集排列组成的，则每个原子截面积上每秒内接收到的光子数为n 1 = nS 1 = 2.64×1016×7.85×10－21=2.07×10－4每两个光子落在原子上的时间间隔为Δt=411007.211-⨯=n s=4 830.9 s. 答案：（1）2.64×1016个 （2）4 830.9 s。
相对论、量子理论练习题解一．选择题1．D ．2．D ．3．A ．4．B ．5.A 6.B 7.A 8.A 二．填空题1． 光速不变，真空中的速度是一个常量，与参考系和光源的运动无关。
狭义相对性，物理规律在所有惯性系中具有相同的形式。
2． 同时，不同时。
3． 与物体相对静止的参考系中所测量的物体，本征长度最长，绝对。
4． 同一地点，本征时间最短。
5． 等效，弱，引力场同参考系相当的加速度等效；广义相对性原理；物理学规律对任何以加速度抵消掉该处引力场的惯性系都具有相同的形式。
6． 引力红移；雷达回波延迟 ； 水星近日点的进动，或光线在引力场中偏折。
7． 1.33X10-23 .8． 德布罗意波是概率波，波函数不表示实在物理量在空间的波动，其振幅无实在物理意义。
9． 自发辐射，受激辐射，受激辐射。
10． 受激辐射，粒子数反转分布，谐振腔。
11． 相位 ,(频率, 传播方向, 偏振态。
12． 能量，能量，动量。
三．小计算题 1.cv c v c v x t cv x c v t t 6.0541451145450's 4'11)''(22222222=∴⎪⎭⎫ ⎝⎛=-=-====∆=∆-=∆+∆=∆γγγγγcv l l c v l l c v l l 8.0531531.222202=∴⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛==⎪⎭⎫ ⎝⎛-=－光年光年c v c v v c v c v c v c v c v c v t c t v c v x x tcx t S 171616171616)1(1611641'1'164''.322222222222=∴=-=⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛-∆=∆⎪⎭⎫⎝⎛-∆=∆∆==∆=∆光年原长年（原时）系32m 075.03.05.05.0m3.06.05.01=⨯⨯==⨯=⎪⎭⎫⎝⎛-=V c v l l 沿运动方向长度收缩5. MeV49.1eV 1049.11051.01000.2eV 1051.0J 102.81099.811091011.966620261415163120=⨯=⨯-⨯=-=⨯=⨯≈⨯=⨯⨯⨯=---c m mc E c m K6.c v c v c v c v c v c v c v c m c m mc E K 359413211123111211115.04111122222220202=∴=⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=7.120201020102010202002201010011222)(221)4()3()4()()2()3()()1(ννννννννννννννννννννννν-=-=--=-=--=-+==-+=eU h h eU h eU h h eU h8.120201020102010202002201010011222)(221)4()3()4()()2()3()()1(ννννννννννννννννννννννν-=-=--=-=--=-+==-+=eU h h eU h eU h h eU h9.13)(44431212323212121020222022======v v nn v v n r r n r e r m e v r e r v m n n nn n n πεεππε10.aaa a a a aa 2122122145cos 16523cos12265=⋅-=⋅-==⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛ψππψ概率密度四、大计算题1. (1)对不同金属斜率相同。
《相对论和量子论》全章测试一．选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）1．提出光的波动说的科学家是（）A．牛顿B．爱因斯坦C．惠更斯D．格里马第2．根据气体吸收谱线的红移现象推算，有的类星体远离我们的速度竟达光速c的80%，即每秒24万公里。
下列结论正确的是（）A．在类星体上测得它发出的光的速度是（1＋80％）cB．在地球上接受到它发出的光的速度是（1-80％）cC．在类星体上测得它发出的光的速度是cD．在地球上上测得它发出的光的速度是c 3．如果你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．你的质量在增加B．你的心脏跳动在慢下来C．你在变小D．以上三种变化同时发生E．你永远不能由自身的变化知道你的速度4．一根10m长的梭镖以相对论速度穿过一根10m 长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。
以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的情况？（）A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖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，管子恰好遮住梭镖D．所有这些都与观察者的运动情况有关5．某激光器的功率是P，辐射光的波长λ，频率为υ，则激光器每1s内辐射的光子数为（）A．hcPλB．hPλνC．chPλD．hPν6．一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，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．下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是（）A．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一B．在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强D．频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强8．用著名的公式E=mc2(C是光速)，可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。
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—莫雷实验与黑体辐射.答案：AB2思路解析：同一个物理过程经历的时间以及物体的长度，在不同的惯性系中观测测得的结果不同，这是相对论时空观的体现，是一种观测效应.不是时钟走得快或者慢了，也不是长度真的变长或缩短了.答案：C3思路解析：A 、B 、C 三个选项所列的情况都可能出现，这与观察者的运动情况有关. 答案：D4答案：迈克尔孙—莫雷相对性光速不变5思路解析：根据狭义相对论的质速关系m ＝m 0/221cv -，代入数据求解. 答案：2.83×108m/s6思路解析：以地球上的时钟计算： Δt ＝816103999.0103.42⨯⨯⨯⨯=v s s ＝2.87×108s ＝9年 若以飞船上的时钟计算（原时）：因为Δt ＝2)(1'c v t -∆所以得Δt′＝2)(1c vt -∆＝2.87×108×2999.01-s ＝1.28×107s ＝0.4年. 答案：9年 0.4年7思路解析：由时间膨胀,所以v ＝［1＝('t t ∆∆)2］1/2＝［1＝(64)2］1/2＝c c 3595=Δx′＝22)(1)(1c v t v c v tv x -∆-=-∆-∆＝＝v Δt′|Δx′|＝v Δt′＝35c×6＝52×3×108m ＝1.34×109m. 8答案：1.34×109 m。
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。
德钝市安静阳光实验学校《相对论和量子论》全章测试一．选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）1．提出光的波动说的科学家是（）A．牛顿 B．爱因斯坦C．惠更斯 D．格里马第2．根据气体吸收谱线的红移现象推算，有的类星体远离我们的速度竟达光速c的80%，即每秒24万公里。
下列结论正确的是（）A．在类星体上测得它发出的光的速度是（1＋80％）cB．在地球上接受到它发出的光的速度是（1-80％）cC．在类星体上测得它发出的光的速度是cD．在地球上上测得它发出的光的速度是c3．如果你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．你的质量在增加B．你的心脏跳动在慢下来C．你在变小D．以上三种变化同时发生E．你永远不能由自身的变化知道你的速度4．一根10m长的梭镖以相对论速度穿过一根10m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。
以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的情况？（）A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖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，管子恰好遮住梭镖 D．所有这些都与观察者的运动情图6－3－1况有关5．某激光器的功率是P ，辐射光的波长λ，频率为υ，则激光器每1s 内辐射的光子数为 （ ）A ．hc P λB ．h PλνC ．c h P λD ．h Pν6．一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，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．下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是（ ）A ．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一B ．在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C ．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强D ．频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强 8．用著名的公式E=mc2(C 是光速)，可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。
高中物理练习题相对论与量子力学高中物理练习题：相对论与量子力学一、选择题1. 相对论和量子力学是物理学的两个重要分支，它们的研究对象分别是：A. 大尺度物体和微观粒子B. 中尺度物体和宏观粒子C. 小尺度物体和微观粒子D. 大尺度物体和宏观粒子2. 相对论的基本假设是：A. 光速是恒定不变的B. 力和质量有关C. 粒子在运动中会发生缩短D. 粒子的能量与其速度无关3. 根据相对论的理论，当物体的速度接近光速时，会出现以下哪种现象：A. 时间变慢B. 质量增加C. 长度缩短D. 以上都是4. 照相机快门曝光时间为1/100秒。
如果某物体的速度接近光速，观察者会发现物体在照片中出现：A. 模糊的轨迹B. 缩短的长度C. 变暗的颜色D. 像静止不动的物体一样5. 量子力学主要用于解释以下哪种现象：A. 微观粒子的性质和行为B. 宏观物体的运动规律C. 光的传播和干涉现象D. 引力和电磁力的作用机制6. 下列哪个原子模型与量子力学的观点一致：A. 托姆孙模型B. 伦琴模型C. 玻尔模型D. 俄歇模型7. 量子力学中的不确定性原理表明：A. 粒子的位置和动量不能同时精确确定B. 粒子的能量和时间不能同时精确确定C. 粒子的质量和电荷不能同时精确确定D. 粒子的自旋和角动量不能同时精确确定8. 以下哪个理论是建立在相对论与量子力学基础上的：A. 热力学B. 牛顿力学C. 引力理论D. 场论二、解答题1. 请解释相对论和量子力学在物理学研究中的地位和作用。
2. 质量、速度和能量之间的关系是相对论和量子力学的重要内容，请解释其关系并给出相关公式。
3. 请简要描述相对论中的时间膨胀和长度收缩现象，并说明其实验证据。
4. 请解释量子力学中的波粒二象性，并结合实验现象进行说明。
5. 不确定性原理是量子力学中的基本原理，请解释其原理内容及其对物理世界的理解产生的影响。
三、应用题1. 假设你是一名物理学家，如果你要进行一项关于量子力学的实验，你会选择什么实验方法和仪器，你希望从实验中获得什么样的结果？2. 请就质子与电子的波粒二象性、位置的不确定性和速度的不确定性进行比较，并说明量子力学的解释。
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g②已知卫星绕地琺做匀速圆周运动的轨道半径和r 周期T③已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T 和月球质量m④已知同步卫星离地面高h 和地球自转周期TA ．①②B ．①②④C ．①③④D ．②③④３.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=3:1B.线速之比v 1:v 2=3:1C.向心力之比为F 1:F 2=1:9D.向心加速之比a 1:a 2=1:9５.已知甲、乙两行星的半径之比为a ；它们各自的第一宇宙速之比为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 :1B.甲、乙两行星表面的重力加速之比为b 2:aC.甲、乙两行星各自的卫星的最小周期之比为a:bD.甲、乙两行星各自的卫星的最大角速之比为b :a６.地球同步卫星距地面高为h ；地球表面的重力加速为g ；地球半径为R ；地球自转的角速为ω；那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速的是（ ）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 。
《第6章相对论与量子论初步》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、以下哪个物理学家是相对论的主要创立者？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 普朗克2、量子力学中，下列哪个概念描述了电子等微观粒子的波动性？A. 波粒二象性B. 量子态C. 波函数D. 概率波3、在狭义相对论中，如果一个物体的速度接近光速，那么以下哪个现象是不正确的？A. 物体的长度会在运动方向上收缩B. 物体的质量会随速度增加而增加C. 物体的时间间隔会变长D. 物体的速度会超过光速4、在量子力学中，以下哪个概念描述了粒子位置的不确定性？A. 动量B. 波函数C. 能量D. 德布罗意波长5、在狭义相对论中，物体的质量与速度的关系可以用以下哪个公式表示？A. m = m0 / (1 - v2/c2)B. m = m0 * (1 - v2/c2)C. m = m0 + v2/c2D. m = m0 * (1 + v2/c2)6、以下哪个概念与量子力学中的不确定性原理有关？A. 普朗克常数B. 爱因斯坦质能方程C. 洛伦兹因子D. 波粒二象性7、在狭义相对论中，如果一个物体的速度接近光速，那么以下哪个效应最为显著？（）A. 物体的质量会减小B. 物体的长度会变短C. 物体的时间会变慢D. 物体的速度会无限增大二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、在狭义相对论中，以下哪个现象说明了时间和空间的相对性？A. 火箭发射时的时钟比地面上的时钟走得慢B. 地面上的钟比高速运动的火箭上的钟走得快C. 光速在所有惯性参考系中都是恒定的D. 地面上的物体在高速运动时质量会减小2、量子力学中，以下哪个原理描述了粒子的波粒二象性？A. 波粒二象性原理B. 不确定性原理C. 海森堡矩阵力学D. 波函数坍缩原理3、在爱因斯坦的狭义相对论中，以下哪个结论是正确的？A. 物体的质量随着速度的增加而增加B. 物体的长度在静止参考系中测量总是比在运动参考系中测量长C. 光速在所有惯性参考系中都是恒定的D. 时间膨胀效应只有在接近光速的情况下才会显著三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：1.请结合爱因斯坦的狭义相对论和普朗克的量子理论，简要阐述相对论与量子论在物理学发展中的意义及其对现代物理学的影响。
