2017_2018學(xué)年高中物理階段驗(yàn)收評估（六）相對論與量子論初步魯科版.docx

階段驗(yàn)收評估（六） 相對論與量子論初步(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。第15小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，第68小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1首先提出量子理論的科學(xué)家是()A普朗克B邁克爾孫C愛因斯坦 D德布羅意解析：選A為了解釋黑體輻射，普朗克首先提出了能量的量子化，故A正確。2屬于狹義相對論基本假設(shè)的是在不同的慣性系中()A真空中光速不變B時(shí)間間隔具有相對性C物體的質(zhì)量不變D物體的能量與質(zhì)量成正比解析：選A狹義相對論的兩條假設(shè)分別是在任何慣性系中真空中的光速不變和一切物理規(guī)律相同，故A正確。3.如圖1所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔 A、B和 C。假想有一列車沿 AC 方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔 B 發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測者測得 A、C 兩鐵塔被照亮的順序是()圖1A同時(shí)被照亮 BA 先被照亮CC先被照亮 D無法判斷解析：選C列車上的觀測者看到的是由B發(fā)出后經(jīng)過A和C反射的光，由于列車在這段時(shí)間內(nèi)靠近C，而遠(yuǎn)離A，所以C的反射光先到達(dá)列車上的觀測者，看到C先被照亮，故只有C正確。4.如圖2所示，一根10 m長的梭鏢以相對論速度穿過一根10 m長的管子，它們的長度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測量的。以下哪種敘述最好地描述了梭鏢穿過管子的情況()圖2A梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來C兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢 D所有這些都與觀察者的運(yùn)動情況有關(guān)解析：選D如果你是在相對于管子靜止的參照系中觀察運(yùn)動著的梭鏢，那么梭鏢看起來就比管子短，在某些位置，梭鏢會完全處在管子內(nèi)部。然而當(dāng)你和梭鏢一起運(yùn)動時(shí)，你看到的管子就縮短了；所以在某些位置，你可以看到梭鏢兩端都伸出管子。又如你在梭鏢和管子之間運(yùn)動，運(yùn)動的速度是在梭鏢運(yùn)動的方向上，而大小是其一半；那么梭鏢和管子都相對于你運(yùn)動，且速度的大小一樣；你看到這兩樣?xùn)|西都縮短了，且縮短的量相同。所以你看到的一切都是相對的依賴于你的參考系，故D正確。5下列對于光的波粒二象性的說法中，正確的是()A一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子B光子與電子是同樣一種粒子，光波與機(jī)械波是同樣一種波C光的波動性是由于光子間的相互作用而形成的D光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光子說并未否定電磁說，在光子能量h中，仍表現(xiàn)出波的特性解析：選D光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，粒子性和波動性是光子本身的一種屬性，光子說并未否定電磁說，故D正確。6如圖3，世界上有各式各樣的鐘：砂鐘、電鐘、機(jī)械鐘和光鐘。既然運(yùn)動可以使某一種鐘變慢，它一定會使所有的鐘都一樣變慢。這種說法()圖3A正確B錯誤C若變慢，則變慢程度相同D若變慢，則與鐘的種類有關(guān)系解析：選AC將不同類型的兩架鐘調(diào)整到時(shí)間相同，并將它們密封在一個(gè)盒子中，再讓該盒子勻速運(yùn)動。假設(shè)運(yùn)動對一架鐘的影響比另一架大，則坐在盒子里的人就能看到兩架鐘的差別，因而可以判定出盒子是怎樣運(yùn)動的，顯然這違反了相對論的基本原理，即一個(gè)密閉在盒子中的人是無法辨認(rèn)自己是處于靜止?fàn)顟B(tài)，還是勻速運(yùn)動狀態(tài)的。所以一架鐘變慢時(shí)，所有的鐘必定都變慢，且變慢的程度一定嚴(yán)格相同。故A、C正確。7在引力可以忽略的空間里有一艘宇宙飛船在做勻加速直線運(yùn)動，一束光垂直于運(yùn)動方向在飛船內(nèi)傳播，則下列說法中正確的是()A飛船外靜止的觀察者看到這束光是沿直線傳播的B飛船外靜止的觀察者看到這束光是沿曲線傳播的C航天員以飛船為參考系看到這束光是沿直線傳播的D航天員以飛船為參考系看到這束光是沿曲線傳播的解析：選AD由相對論原理可知物理規(guī)律在一切慣性系中都相同，故A正確，B錯誤；由廣義相對論原理可知C錯誤，D正確。8愛因斯坦提出了質(zhì)能方程，揭示了質(zhì)量與能量的關(guān)系，關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法不正確的是()A質(zhì)量就是能量B當(dāng)物體向外釋放能量時(shí)，其質(zhì)量必定減少，且減少的質(zhì)量m與釋放的能量E滿足Emc2C如果物體的能量增加了E，那么它的質(zhì)量相應(yīng)減少了m，并且Emc2Dmc2是物體能夠放出能量的總和解析：選ACD由質(zhì)能方程可知，能量與質(zhì)量之間存在著一種對應(yīng)關(guān)系，而不能認(rèn)為質(zhì)量就是能量或能量就是質(zhì)量，能量與質(zhì)量是兩個(gè)不同的概念，故選A、C、D。二、計(jì)算題(本題共3小題，共52分)9(16分)長度測量與被測物體相對于觀察者的運(yùn)動有關(guān)，物體在運(yùn)動方向上長度縮短了。一艘宇宙飛船的船身長度為L090 m，相對地面以v0.8c的速度在一觀測站的上空飛過。(1)觀測站的觀測人員測得飛船的船身通過觀測站的時(shí)間間隔是多少？(2)宇航員測得船身通過觀測站的時(shí)間間隔為多少？解析：(1)觀測站測得船身的長度為LL090 m54 m通過觀測站的時(shí)間間隔為t2.25107 s。(2)宇航員測得飛船船身通過觀測站的時(shí)間間隔為t3.75107 s。答案：(1)2.25107 s(2)3.75107 s10(18分)研究高空宇宙射線時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種不穩(wěn)定的基本粒子，稱為介子，質(zhì)量約為電子質(zhì)量的273倍，它帶有一個(gè)電子電荷量的正電荷或負(fù)電荷，稱為或。若參考系中介子處于靜止，它們的平均壽命為2.56108 s，設(shè)介子以0.9c的速率運(yùn)動，求：(1)在實(shí)驗(yàn)室參考系中觀測到該粒子的平均壽命。(2)在實(shí)驗(yàn)室參考系中觀測到該粒子運(yùn)動的平均距離。(3)該粒子運(yùn)動時(shí)的動能。解析：(1)粒子運(yùn)動時(shí)，在和粒子相對靜止的參考系中，粒子的壽命仍為2.56108 s，而此時(shí)在實(shí)驗(yàn)室中觀察到的壽命應(yīng)比大，滿足 s5.87108 s。(2)平均距離dv0.931085.87108 m15.849 m。(3)粒子的靜止質(zhì)量m02739.11031 kg2.484 31028 kg粒子的動能為Ekmc2m0c2c22.8981011 J。答案：(1)5.87108 s(2)15.849 m(3)2.8981011 J11(18分)太陽在不斷地輻射能量，因而其質(zhì)量也不斷地減少。若太陽每秒鐘輻射的總能量為41026 J，試計(jì)算太陽在一秒內(nèi)失去的質(zhì)量。估算5 000年內(nèi)總共減少了多少質(zhì)量，并求5 000年內(nèi)減少的質(zhì)量與太陽的總質(zhì)量21027 t的比值。 解析：由太陽每秒鐘輻射