6.1 高速世界 同步练习（含答案解析） (1)

6.1
高速世界
同步练习
1．经典力学不能适用于下列哪些运动
(　　)
A．京沪高铁在疾驰
B．神舟号飞船绕地球的运动
C．“萤火一号”火星探测器着陆
D．微观粒子的高速运动
【解析】　经典力学适用于宏观物体的低速运动，故经典力学对A、B、C都能适用，对D不适用．
【答案】　D
2．(多选)下列哪些是“相对论”的内容(　　)
A．伽利略的相对性原理
B．“尺缩效应”
C．时钟变慢
D．质量不变，因为它是物体的固有属性与运动状态无关
【解析】　“尺缩”、“钟缓”为狭义相对论的必然结果．
【答案】　ABC
3．能正确解释黑体辐射实验规律的是(　　)
A．能量的连续经典理论
B．普朗克提出的能量量子化理论
C．以上两种理论体系任何一种都能解释
D．牛顿提出的能量微粒说
【解析】　根据黑体辐射的实验规律，随着温度的升高，一方面笿种波长的辐射强度都有增加；另一方向，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，只能用普朗克提出的能量量子化理论才能得到较满意的解释，故B正确．
【答案】　B
图6－1－2
4．如图6－1－2所示，按照狭义相对论的观点，火箭A是迎着光行的火箭B是“追赶”光的，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．c＋v　c－v　　　　
B．c－v　c＋v
C．c　c
D．无法确定
【解析】　根据光速不变原理，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样，因此在火箭A、B两个惯性参考系中，观察者测量到的光速一样大，均为c，故C正确．
【答案】　C
5．(多选)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不连续化
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，而且重要的是提出了“量子”概念，揭开了物理学上崭新的一页，故B、C正确．
【答案】　BC
6．(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有(　　)
A．以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的
B．辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍
C．吸收的能量可以是连续的
D．辐射和吸收的能量是量子化的
【解析】　根据普朗克的量子理论
，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能是某一最小能量单位的整数倍，故A、B、D均正确而C错．
【答案】　ABD
7．如图6－1－3所示，a、b、c为三个完全相同的时钟，a放在水平地面上，b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上，且vb图6－1－3
A．a
B．b
C．c
D．无法确定
【解析】　根据公式Δt＝可知，相对于观察者的速度v越大，其时间进程越慢．由vc>vb>va＝0，知c时钟走得最慢．
【答案】　C
8．下列说法正确的是(　　)
A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一
B．由相对论知：m＝，则物体的速度可以达到光速，此时其质量为无穷大
C．在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭长度变长了
D．根据狭义相对论，力学规律在不同参考系中是不同的
【解析】　光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，A正确．物体运动的速度不可能达到光速，物体质量也就不可能为无穷大，B错误．地面上的人观察高速飞过的火箭，火箭长度应变短了，C错误．根据狭义相对论，力学规律在不同惯性参考系中是相同的，D错误．
【答案】　A
9．设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．
【解析】　依据爱因斯坦的质能方程E＝mc2，宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则其质量等于其静止质量的k倍；再由相对论质量公式m＝得＝.
【答案】　k　
10．某电视机显像管中电子的运动速率为4.0×107
m/s，质量为10
g的一颗子弹的运动速率为200
m/s，分别计算它们的德布罗意波波长，并比较两者的波动性强弱．(已知德布罗意波波长公式为λ＝，me＝9.1×10－31
kg)
【解析】　对电子
λe＝＝
m＝1.8×10－11
m
对子弹
λ子＝＝
m＝3.3×10－34
m
因为λe>λ子，所以电子的波动性比子弹的波动性明显．
【答案】　见解析
11．一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为v＝6×106
m/s.问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？
【解析】　根据爱因斯坦的狭义相对论m＝得出运动后的质量增大了．
m＝＝＝1.000
2m0.
所以改变的百分比为：
×100%＝0.02%.
【答案】　增大　0.02%
12．激光器是一个特殊的光源，它发出的光是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为P＝1.0×105W，所发出的每个光脉冲持续的时间Δt＝1.0×10－11s，波长为693.4
nm(1
nm＝10－9
m)．问：每列脉冲的长度L为多少？其中含有的光子数是多少？
【解析】　每列脉冲的长度
L＝c·Δt＝3.0×108×1.0×10－11
m＝3×10－3
m.
每个光脉冲的能量为ε＝PΔt
每个光子的能量为hν＝
所以每列光脉冲中含有的光子数为：
n＝＝
＝个
＝3.5×1012个
【答案】　3×10－3
m　3.5×1012个