(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．经典力学不能适用于下列哪些运动( )
A．火箭的发射
B．宇宙飞船绕地球的运动
C．“勇气号”宇宙探测器
D．微观粒子的波动性
解析：选D.经典力学适用于宏观、低速、弱引力等领域，所以A、B、C都适用，而研究微观粒子的波动性时，经典力学不再适用．
2．对于经典力学理论，下述说法中正确的是( )
A．由于相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的意义
B．经典力学在今天广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍是普遍适用的
C．经典力学在历史上起了巨大的作用，随着物理学的发展而逐渐过时，成为一种古老的理论
D．经典力学在宏观低速运动中，引力不太大时适用
解析：选D.经典力学和其他任何理论一样，有其自身的局限性和适用范围，但对于低速宏观物体的运动，经典力学仍然适用，并仍将在它适用范围内大放异彩，所以D正确．
3．(2010年高考北京卷)属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )
A．真空中光速不变
B．时间间隔具有相对性
C．物体的质量不变
D．物体的能量与质量成正比
解析：选A.狭义相对论的两条假设分别是：相对性原理和光速不变原理．
4．下列说法中正确的是( )
A．经典力学适用于任何情况下的任何物体
B．狭义相对论否定了经典力学
C．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
D．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
解析：选C.经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况，故A错；狭义相对论没有否定经典力学，在宏观、低速情况下，相对论的结论与经典力学没有区别，故B错；狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律，故C正确，D错．
5．关于光电效应，下列说法正确的是( )
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
解析：选A.极限频率越大，电子从金属中逃逸出来克服原子核引力做功越多，即逸出功越大，A对；若入射光的频率低于金属的极限频率，照射时间再长，也不会发生光电效应，B错；光电子的最大初动能由金属逸出功和入射光的频率两个方面决定，C错；光强一定时，即单位时间照射在单位面积上的光子数不变，出来的光电子数也不变，D错．
6．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：选AC.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．
7．现代高能物理研究常用的粒子加速器中，粒子可以被加速到0.9998c的高速，这时，从加速器中高速运动的粒子的角度观测，原长2 m的管道，沿它运动方向测量其长度是( )
A．2 m B．1 m
C．2 cm D．4 cm
解析：选D.按照狭义相对论的时空观，一个一维物体相对它静止的观测者测其长度为l′(静止长度)，该物体相对于另一惯性系沿自身长度方向以速度v匀速运动时，此惯性系中的观测者测该物体长度为l＝l′ .根据此公式可算出l＝4 cm.
8．现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc.用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属，则可以断定( )
A．a光束照射时，不能发生光电效应
B．c光束照射时，不能发生光电效应
C．a光束照射时，释放出的光电子数目最多
D．a光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大
解析：选A.a、b、c三束单色光的频率关系为νa<νb<νc，既然b光恰能使金属发生光电效应，则a光不能使金属发生光电效应，而c光一定能使金属发生光电效应，故选项A正确、B错误、C错误．因为c光的频率最大，故c光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最大，因此选项D错误．
9．对于公式m＝，下列说法中正确的是( )
A．式中的m0是物体以速度v运动时的质量
B．当物体的运动速度v>0时，物体的质量m>m0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的
C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动
D．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉．在分析地球上一般物体的运动时，不必考虑质量的变化
解析：选CD.公式中m0是静止质量，m是物体以速度v运动时的质量，A错误；由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故B错误，C、D正确．
图6－3
10．研究光电效应规律的实验装置如图6－3所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0.在下列表示光电效应实验规律的图像中，错误的是( )
图6－4
解析：选B.由光电效应规律可知，光电流的强度与光强成正比，光射到金属上时，光电子的发射是瞬时的，不需要时间积累，故A、D图像正确．从金属中打出的光电子，在反向电压作用下做减速运动，随着反向电压的增大，到达阳极的电子数减少，故C图像正确；由光电效应方程可知：hν＝hν0＋Ekm，而eU0＝Ekm，所以有hν＝hν0＋eU0，由此可知，B图像错误．
二、填空题(本题共2小题，共16分．把答案填在题中的横线上)
11．(6分)使金属钠产生光电效应的光最长的波长是500 nm，则金属钠的逸出功W0＝________；用频率在3.90×1014 Hz到7.50×1014 Hz范围内的光照射钠，那么，使钠产生光电效应的频率范围是从________Hz到________Hz.(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)
解析：由光电效应方程知W0＝hν0＝h.＝3.98×10－19J.由ν0＝.知ν0＝ Hz＝6.0×1014 Hz，故当ν>ν0时均可发生．
答案：3.98×10－19 J 6.0×1014 Hz 7.5×1014 Hz
12．(10分)请将图6－5中三位科学家的姓名按历史年代先后顺序排列：__________、__________、__________.
任选其中二位科学家，简要写出他们在物理学上的主要贡献各一项：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
图6－5
答案：伽利略 牛顿 爱因斯坦
伽利略：望远镜的发明，将实验方法引进物理学等
牛顿：发现运动定律，万有引力定律等
爱因斯坦：光电效应，相对论等
三、计算题(本题共4小题，共44分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)一块广告牌高3 m，长5 m，将它平行放在马路旁，如果你以0.8 c的速度通过它身旁，广告牌的高和长各是多少？
解析：长度收缩效应只是在运动方向上才能发生，与速度垂直的方向则没有这种效应，故这块广告牌的高度仍为3 m.
在其运动方向上，其长度L′＝L，代入数据可得L′＝3 m.
答案：高3 m，长3 m
14．(10分)静止时质量是m的物体，以v的速度运动，它所具有的动能是多少？与此动能对应，其质量增加了多少？
解析：由动能定理可知：物体具有的动能是：
Ek＝mv2.
根据相对论的质量变化公式可知，物体的质量随物体的速度而改变，现在知道其静止质量为m，设物体的运动质量为m′，得：m′＝ .
所以物体的质量增加值为：
Δm＝m′－m＝－m.
答案：mv2 －m
15．(12分)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，飞船往返一次需多少时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？
解析：选地球为惯性系，飞船往返一次所需时间为：t＝＝ s＝2.87×108 s＝9年．选飞船为惯性系，设飞船上时钟时间为t′，根据钟慢效应得：t＝＝＝9年，解得：t′＝0.4年．
答案：9年 0.4年
16．(12分)太阳在不断地辐射能量，因而其质量也不断地减少．若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026 J．试计算太阳在一秒内失去的质量．估算5 000年内总共减少了多少质量，并与太阳的总质量2×1027t比较之．
解析：由太阳每秒钟辐射的能量ΔE可得其每秒内失去的质量为Δm＝＝ kg＝×1010kg
5 000年内太阳总共减少的质量为：
ΔM＝5 000×365×24×3 600××1010 kg＝7.008×1020kg
与总质量的比值为：
P＝＝＝3.504×10－10
这个比值是十分微小的．
答案：见解析1．下列说法中正确的是( )
A．在经典力学中，物体的质量是不随物体运动状态而改变的
B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性，它只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界
C．相对论与量子力学的出现否定了经典力学理论
D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳演绎法”是经典力学方法的典型
答案：ABD
2．下列说法中正确的是( )
A．自然界中的一切现象都能够用经典力学来描述
B．研究分子、原子的运动规律时，经典力学就不适用了
C．没有经典力学就没有今天的空间科学
D．无论物体以多大的速度运动，其加速度都和受到的合外力成正比
解析：选BC.经典力学的成就是辉煌的，作为现代航空航天理论基础的天体力学就是经典力学跟天文学相结合的产物，C正确；以牛顿运动定律为代表的经典力学体系，也有其自身的局限性和适用范围，A错误；一般来讲，经典力学不适用于描述微观粒子的运动，也不适用于描述接近光速的高速运动，B正确，D错误．
3．关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是( )
A．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)
B．狭义相对论只适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，不适用于低速运动
C．经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)
D．狭义相对论既适用于高速运动(速度接近于真空中的光速)，也适用于低速运动
答案：AD
4．19世纪和20世纪之交，经典物理已达到了完整、成熟的阶段，但“在物理学晴朗天空的远处还有两朵小小的、令人不安的乌云”，人们发现了经典物理学也有无法解释的实验事实，“两朵乌云”是指( )
A．宏观问题 B．高速问题
C．微观问题 D．低速问题
解析：选BC.由伽利略和牛顿创立的经典力学及物理学的各个分支，在19世纪相继进入鼎盛时期，它的完美和威力使物理学家深信：天地四方，古往今来的一切现象都能够用经典力学来描述，但是当人们用来解释原子内部结构和接近光速的高速运动的物体时，发现与实际情况有很大的出入，这令许多物理学家感到困惑，成为“令人不安的乌云”．
5．假设火箭以0.25c的速度离开地球，从火箭上向地球发射一个光信号，在火箭上测得光离开的速度是c，根据经典力学的绝对时空观，光达到地球时地球上测得的光信号的速度是多少？根据狭义相对性原理地球上测得的光信号的速度又是多少？
解析：(1)根据经典力学的速度合成法则，光信号相对火箭的速度是c，方向指向地球，而火箭相对地球的速度是0.25c，方向背离地球，二者方向相反，所以光信号相对地球的速度是v＝c－0.25c＝0.75c，方向指向地球．所以地球上测得的光信号速度是0.75c.
(2)根据狭义相对性原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．所以地球上测得的光信号速度仍是c.
答案：0.75c c
一、选择题
1．继哥白尼提出“日心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在前人的肩膀上，创立了经典力学；揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了经典力学的不足，又进一步发展了经典力学，创立了相对论，这说明( )
A．世界无限广大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分
B．人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界
C．人对世界的认识具有局限性，需要发展和深化
D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识
解析：选BC.发现总是来自于认识过程，观点总是为解释发现而提出的，主动认识世界，积极思考问题，解决(解释)问题，这是科学研究的基本轨迹．任何一个人对客观世界的认识都要受到当时的客观条件和科学水平的制约，所形成的“正确理论”都有一定的局限性，爱因斯坦的相对论是对经典力学理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦的理论挑战．因此，本题中B、C选项正确．
2．爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的一场重大革命，他( )
A．否定了牛顿的力学原理
B．提出了时间、空间并非绝对不变的属性
C．认为时间和空间是绝对不变的
D．承认了“以太”是参与电磁波传播的重要介质
答案：B
3．牛顿运动定律能适用于下列哪些情况( )
A．研究原子中电子的运动
B．研究“神舟”五号飞船的高速飞行
C．研究地球绕太阳的运动
D．研究飞机从北京飞往纽约的航线
解析：选BCD.B、C、D中各项运动虽然是“高速”，但相对于光速来说，却是微不足道的，完全可以用牛顿运动定律研究其规律．原子、电子等是微观粒子，它们的运动不服从牛顿运动定律，故牛顿运动定律不适用于A选项中的情况．
4．下列说法中正确的是( )
A．经典力学适用于任何情况下的任何物体
B．狭义相对论否定了经典力学
C．量子力学能够描述微观粒子运动的规律性
D．万有引力定律也适用于强相互作用力
解析：选C.经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况下，A是错误的．狭义相对论没有否定经典力学，在宏观低速情况下，相对论的结论与经典力学没有区别，B错误．量子力学正确地描述了微观粒子运动的规律性，C是正确的．万有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用的，D是错误的．
5．20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子．这说明( )
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的
C．不同领域的事物各有其本质与规律
D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
解析：选BCD.人们对客观世界的认识，要受到他所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断地扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生，并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．所以A错，B、C、D对．
6．在高速世界里，时间和空间都是相对的，都会随惯性参照系的选择不同而不同．爱因斯坦根据基于相对性原理和光速不变原理，建立了狭义相对论，下面正确的是( )
A．相对性原理是指，物理规律在一切参照系中都具有相同的形式
B．光速不变原理是指，在一切参照系中，测量到的真空中的光速c都一样
C．光速不变原理是指，在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都一样
D．上面所述均不正确
答案：C
7．日常生活中我们并没有发现物体的质量随着物体运动速度的变化而变化，其原因是( )
A．运动中物体无法称量质量
B．物体的速度远小于光速，质量变化极小
C．物体的质量太大
D．物体的质量不随速度的变化而变化
解析：选B.我们日常生活中物体的速度远小于光速，物体的质量随着速度的变化量极小，可以认为物体的质量没有变化，此时经典力学仍然成立．
8．假设有一列很长的火车沿平直轨道飞快匀速前进，车厢中央有一个光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前后壁，根据狭义相对论原理，下列说法中正确的是( )
A．地面上的人认为闪光是同时到达两壁的
B．车厢里的人认为闪光是同时到达两壁的
C．地面上的人认为闪光先到达前壁
D．车厢里的人认为闪光先到达前壁
答案：B
9．如图6－1－2所示，强强乘电梯速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为( )
图6－1－2
A．0.4c B．0.5c
C．0.9c D．1.0c
解析：选D.根据光速不变原理，观测到的光速应为c，选项D正确．
10．下列说法中正确的是( )
A．相对性原理能简单而自然的解释电磁学的问题
B．在真空中，若物体以速度v背离光源运动，则光相对物体的速度为c－v
C．在真空中，若光源向着观察者以速度v运动，则光相对于观察者的速度为c＋v
D．迈克耳逊—莫雷实验得出的结果是：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的
答案：A
二、非选择题
11．牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用______________的方法，总结出一套普遍适用的力学规律——牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学体系．
答案：归纳与演绎、综合与分析
12．考虑几个问题：
图6－1－3
(1)如图6－1－3所示，参考系O′相对于参考系O静止时，人看到的光速是多少？
(2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速是多少？
(3)参考系O′相对于参考系O以速度v向左运动，人看到的光速是多少？
解析：根据速度合成法则，第一种情况人看到的光速应是c，第二种情况应是c＋v，第三种情况应是c－v，而根据狭义相对论原理，光速不变的，都应是c.
答案：三种情况都是c1．爱因斯坦提出了质能方程，揭示了质量与能量的关系，关于质能方程，下列说法正确的是( )
A．质量就是能量
B．当物体向外释放能量时，其质量必定减少，且减少的质量Δm与释放的能量ΔE满足ΔE＝Δmc2
C．如果物体的能量增加了ΔE，那么它的质量相应减少了Δm，并且ΔE＝Δmc2
D．mc2是物体能够放出能量的总和
解析：选B.由质能方程可知，能量与质量之间存在着一种对应关系，而不能认为质量就是能量或能量就是质量，能量与质量是两个不同的概念，因此本题正确答案为B.
2.
图6－3－1
如图6－3－1所示，有两个走时很准的时钟，一个在高速行驶的汽车上(假设接近光速)，另一个在公路的一侧，当汽车在经过路边的时钟时，下列说法中正确的是( )
A．车上的人观察到地上的时钟走得快
B．车上的人观察到车上的时钟走得快
C．地上的人观察到车上的时钟走得快
D．地上的人观察到两时钟走得一样快
解析：选B.对车上的人而言，地上的时钟是运动的，根据运动时钟延缓这一结论，车上的时针走得快．同理，对地上的人而言，车上的时钟走得慢．
3．(2011年高考广东卷)光电效应实验中，下列表述正确的是( )
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率有关
D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
解析：选CD.由爱因斯坦光电效应方程知，只有当入射光频率大于极限频率时才能产生光电子，光电流几乎是瞬时产生的，其大小与光强有关，与光照时间长短无关，易知eUc＝Ek＝hν－W0(其中Uc为遏止电压，Ek为光电子的最大初动能，W0为逸出功，ν为入射光频率)．由以上分析知，A、B错误，C、D正确．
4．下列叙述正确的是( )
A．在其他条件相同时，光的频率越高，波动性越明显
B．光的频率越高，粒子性越显著，光的频率越低，波动性越显著
C．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性
D．如果让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道做极规则的匀速直线运动
解析：选BC.光是一种电磁波，它的频率越高，波长越短，粒子性越明显，A错；频率越高的光，波长越短，其波动性越弱，粒子性越强；相反，频率越低的光，波长越长，其波动性越强，粒子性越弱，故B正确；大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性，故C正确．若让光子一个一个地通过狭缝打在底片上，形成的光点的分布是无规则的，说明光子的运动跟我们宏观假设的质点的运动不同，没有一定的轨道，所以D错．
5．一艘宇宙飞船的船身长度为90 m，相对地面以0.8 c的速度在某一地点上空飞过．求：
(1)该地点测得飞船的船身通过该地点上空的时间间隔？
(2)航天员测得船身通过该地点上空的时间间隔？
解析：(1)该地点测得飞船的船身长度为
l＝l′＝90× m＝54 m.
通过该地点上空的时间间隔为
Δt＝＝＝2.25×10－7 s.
(2)航天员测得船身通过该地点上空的时间间隔是
Δt′＝＝＝3.75×10－7 s.
答案：(1)2.25×10－7 s (2)3.75×10－7 s
一、选择题
1．关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是( )
A．有的光是波，有的光是粒子
B．光子与电子是同样的粒子
C．光的波长越长，其波动性越明显，波长越短，其粒子性越明显
D．光子说和波动说是相互对立、互不联系的两种学说
解析：选C.光既具有波的性质，又具有粒子的性质，这两个性质都是光同时具有的，而且光的波长越长其波动性越明显，波长越短其粒子性越明显．
2．下列说法正确的是( )
A．1905年爱因斯坦提出，在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，这就是光子说
B．“光子”的能量是由光的频率决定的，不同的色光频率不同
C．爱因斯坦的光子说成功的解释了光电效应
D．爱因斯坦的光子说使惠更斯的波动理论更加完美
解析：选ABC.由光子说的内容及爱因斯坦提出光子说的实验基础知道选项A、B、C正确，选项D错误．
3．如果你是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．你的身体在变大
解析：选C.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．
4．联合国将2005年定为“国际物理年”，以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，以下说法中正确的是( )
A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比
B．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能
C．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能
D．ΔE＝Δmc2表示发生的质量亏损Δm转变为能量ΔE释放出来
解析：选AC.爱因斯坦质能方程E＝mc2表明物体具有的能量与它的质量之间存在正比关系，并不是发生核反应中释放的核能，故选项A正确，B错误；ΔE＝Δmc2中的Δm不一定是指质量亏损，也可能是增加的质量，它描述的是Δm的质量与ΔE的能量的对应关系，故选项C正确，D错误．
5．如图6－3－2所示，一根10 m长的梭镖以相对论速度穿过一根10 m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( )
图6－3－2
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
解析：选D.如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部．然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了；所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子．又假如你在梭镖和管子之间运动，运动的速度是在梭镖运动的方向上，而大小是其一半；那么梭镖和管子都相对于你运动，且速度的大小一样；你看到这两样东西都在缩短了，且缩短的量相同．所以你看到的一切都是相对的——依赖于你的参考系．
6．关于光电效应现象，下列说法正确的是( )
A．只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长，才能发生光电效应现象
B．在光电效应现象中，产生的光电子最大的初动能跟入射光的频率成正比
C．产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比
D．在入射光频率一定时，单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比
解析：选D.(1)当入射光频率大于极限频率时才能发生光电效应，设此时波长为λ0，极限频率为ν0，则由光速c＝λν，可知当光波波长大于极限波长λ0时，其频率将小于极限频率ν0，所以大于极限波长的光不能使金属发生光电效应，因此选项A错误．
(2)由光电效应方程Ek＝hν－W可知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但并不与入射光频率成正比，因此选项B错误．由于光电子的最大初动能与入射光的强度无关，显然选项C错误．
(3)若光强度增大到原来的n倍，则单位时间内入射光的能量就增大到原来的n倍．在入射光频率一定时，单个光子的能量不变，则单位时间内入射的光子数将增大到原来的n倍，因此选项D正确．
7．对光电效应的解释正确的是( )
A．金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出金属
B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应
C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最初动能就越大
D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不同
解析：选BD.按照爱因斯坦的光子说，光的能量是由光的频率决定的，与光强无关．入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属，须使电子具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，但电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子．因此光的频率低，即使照射时间足够长，也不会发生光电效应．
8．(2011年高考福建理综卷)
图6－3－3
爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图6－3－3所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是( )
A．逸出功与ν有关
B．Ekm与入射光强度成正比
C．当ν<ν0时，会逸出光电子
D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
解析：选D.由爱因斯坦的光电效应方程hν＝Ekm＋W得：Ekm＝hν－W，因此Wkm－ν图像的斜率为h，故D正确；Ekm随入射光频率的增大而增大，B错；逸出功是由金属自身决定的，与ν无关，A错，当ν<ν0，无光电子逸出，C错．
9．下表给出一些金属材料的逸出功.
材料 铯 钙 镁 铍 钛
逸出功(×10－19 J) 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6
现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h＝6.62×10－34 J·s，光速为c＝3.00×108 m/s)( )
A．2种 B．3种
C．4种 D．5种
解析：选A.由公式E＝hν＝h＝6.62×10－34× J＝4.965×10－19 J．故大于铯、钙的逸出功，选项A正确．
二、非选择题
10．如果真空中的光速c＝3.0×108 m/s，当一个物体的运动速度v1＝2.4×108 m/s时，质量为3 kg.当它的速度为1.8×108 m/s 时，质量是______kg.
解析：根据狭义相对论，m＝，
由题意知：m1＝，m2＝，
所以＝＝＝，
所以m2＝m1＝ kg＝2.25 kg.
答案：2.25
11．以8 km/s的速度运行的人造地球卫星上一只完好的手表走过了1 min，地面上的人认为它走过这1 min“实际”上花了多少时间？
解析：卫星上观测到的时间为Δt′＝1 min，卫星运动的速度为v＝8×103 m/s，所以地面上的人所观测到的时间为
Δt＝＝(1＋3.6×10－10)min.
答案：(1＋3.6×10－10)min
12．一支静止时长30 m的火箭以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的二分之一呢？
解析：火箭上的人相对于火箭是静止的，因此其测得的长度不变，仍为30 m.
如果火箭的速度为光速的，根据公式l＝l0可以计算得到观察者测得的火箭长度为26 m.
答案：30 m 26 m
