学业分层测评(二十一)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是( )
A．牛顿发现了万有引力定律
B．牛顿通过实验证实了万有引力定律
C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域
【解析】 万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对，B错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用，C错；狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推广到高速领域，D对．
【答案】 AD
2．A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，vA＞vB.在火箭A上的人观察到的结果正确的是( )
A．火箭A上的时钟走得最快
B．地面上的时钟走得最快
C．火箭B上的时钟走得最快
D．火箭B上的时钟走得最慢
【解析】 在火箭A看来，地面和火箭B都高速远离自已，由t＝知，在火箭A上的人观察到的结果是地面和火箭B的时钟都变慢了，且vA＞vB，故地面的时钟最慢，因此A正确，B、C、D错误．
【答案】 A
3．假设有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是( )
A．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了
B．弟弟思念哥哥而加速生长
C．由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢
D．这是神话，科学无法解释
【解析】 根据公式t＝可知，物体的速度越大，其时间进程越慢．
【答案】 C
4．假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是( )
A．这个人是一个矮胖子
B．这个人是一个瘦高个子
C．这个人矮但不胖
D．这个人瘦但不高
【解析】 由公式l＝l0可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变．
【答案】 D
5．关于爱因斯坦质能关系式，下列说法中正确的是( )
A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能
B．E＝mc2是物体的核能
C．E＝mc2是物体各种形式能的总和
D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm与放出的能量ΔE存在一定关系
【解析】 爱因斯坦的质能关系E＝mc2，只是说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系．物体的能量增大了，质量也增大；能量减小了，质量也减小．故只有D项是正确的，其他均错误．
【答案】 D
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错误．
【答案】 ABD
7.如图6-1-1所示，按照狭义相对论的观点，火箭A是迎着光行驶的，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( )
图6-1-1
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
8．在某惯性系中测得相对该惯性系静止的立方体的边长为L0，另一惯性系以相对速度v平行于立方体的一边运动．则在后一惯性系中的观察者测得的该立方体体积是多少？
【解析】 由狭义相对论知，在运动方向上，观察者测得的立方体边长L＝L0，而在垂直于运动方向上，测得的立方体边长不变，所以立方体的体积V＝LL＝L.
【答案】 L
[能力提升]
9．如图6-1-2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＜vc，则地面的观察者认为走得最慢的钟为( )
图6-1-2
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，其上的时间进程越慢，由vc＞vb＞va＝0，知c钟走得最慢．
【答案】 C
10．惯性系S中有一边长为l的正方形从相对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( )
【解析】 由l＝l0可知沿速度方向即x轴方向的长度变短了，而垂直于速度方向即y轴方向的边长不变，故选项C正确．
【答案】 C
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．近地卫星以7.9 km/s的最大运行速度环绕地球匀速运行．其上安装了一只完好的手表走过了1 min，地面上的人认为这只表走过这1 min“实际”上花了多少时间？
【解析】 由狭义相对论原理知卫星上测到的时间Δt′＝1 min，卫星运行的速度v＝7.9×103 m/s.所以地面上的人观测到的时间为Δt＝＝ min＝(1＋3.47×10－10)min，通过这个题目说明，即使对于人造卫星这样飞快的速度，相对论效应也是微不足道的．
【答案】 (1＋3.47×10－10)min
量子世界
我夯基 我达标
1.关于物质波，下列说法不正确的是（ ）
A.实体物质是没有波动性的
B.场类物质既有波动性又有粒子性
C.实体物质也有波动性的，只是波长太小，不易表现出来而已
D.物质波就是概率波
2.下列说法正确的是（ ）
A.电子的衍射实验证实物质波的假设是正确的
B.牛顿定律适用于一切实物粒子的运动
C.X光的衍射实验证实物质波的假设是正确的
D.光子和实物粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的
3.下列理解正确的是（ ）
A.氢原子的电子运行轨道实质上是电子出现概率大的地方
B.我们能用确定的坐标描述电子在原子中的位置
C.在微观领域，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量
D.由于微观粒子的轨迹无法描述，所以微观粒子运动规律是无法认识的
4.法国物理学家____________首先提出了物质波，物质波是____________.
5.关于光的波粒二象性，下述说法中正确的是…（ ）
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
6.光的干涉或____________现象说明光具有波动性；光的____________现象说明光具有粒子性.这些现象说明了光具有____________性.
我综合 我发展
7.若供给白炽灯泡的能量中有5%用来发出可见光，设所有可见光的波长都是560 nm，求100 W灯泡每秒可发出多少个光子.（保留两位有效数字，1 nm＝10＝9 m）
参考答案
1思路解析：每个物质粒子都伴随着一种波，实体物质也有波动性.
答案：A
2思路解析：牛顿定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子，所以B是错误的.
答案：ACD
3思路解析：电子在原子中的位置不能用准确的坐标描述，物质波是一种概率波，B是错误的.坐标无法描述，但运动是用概率来描述的，因此D错误.
答案：AC
4答案：德布罗意 概率波
5思路解析：频率高的光子能量高，能量越高，粒子性越明显，A是错误的.
答案：BCD
6答案：干涉 光电效应 波粒二象
7思路解析：E＝W＝P·t·5%＝5 J
E＝n·h·ν,ν＝,n＝1.4×1033个.
答案：1.4×1033个
