物理必修ⅱ鲁科版第六章相对论与量子论初步检测题

1、(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，每小题至少有一个选项正确，全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)1对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点，下列说法正确的是()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正确，C错误。答案：ABD2如果引力常量G值为已知，地球质量的数量级也就成为可知，若已知引力常量G6.67×1011 N·m2/kg2，重力

2、加速度g9.8 m/s2，地球半径R6.4×106 m，则可知地球质量的数量级是()A1018 kgB1020 kgC1022 kg D1024 kg解析：在地球表面附近有Gmg，故地球质量M kg，故数量级为1024 kg，选D。答案：D3我国在2010年11月25日成功发射了“中星20A”通信广播地球同步卫星，从1999年至今已多次将“神舟”号宇宙飞船送入太空。在某次实验中，飞船在空中飞行了36 h，环绕地球24圈。那么，同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较()A同步卫星运转周期比飞船大B同步卫星运转速率比飞船大C同步卫星运转加速度比飞船大D同步卫星离地高度比飞船大解析：宇宙飞船

3、在太空中环绕地球运转时，飞船就相当于地球的一颗卫星，此卫星与同步卫星相比有一些不同，但也有相同之处，那就是万有引力提供向心力。由万有引力定律和牛顿第二定律得G飞船的运转周期T h1.5 h<T24 h，故A正确；由得，为恒量，得同步卫星离地高度h大，故D正确；由得v，所以同步卫星运转的速率小，B错误；由得a，所以同步卫星运转的加速度小，C错误。答案：AD4我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343 km处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343 km的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90 min。下列判断正确的是()A飞船变轨前后

4、的机械能相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角速度小于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度解析：变轨过程中进行了点火加速，所以机械能增加，故A错误。万有引力提供了向心力，航天员处于失重状态，故B正确。T船90 min，T卫24 h，又，所以船>卫，故C错误。因为a，在整个过程中其绕行半径r不变，所以其加速度相等，故D错误。答案：B5若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，这颗行星的第一宇宙速度约为()A16 km/s B32 km/sC4 km/s D

5、2 km/s解析：根据速度v，2，v行2v地16 km/s。答案：A6海南航天发射场主要用于发射新一代大型无毒、无污染运载火箭，承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务，预计于2013年建成并投入使用。这样选址的优点是，在赤道附近()A地球的引力较大B地球自转线速度较大C重力加速度较大 D地球自转角速度较大解析：把发射场选在赤道附近，是因为地球自转的线速度较大，这样航天器的初速度大，发射过程节约燃料，B正确；实际上物体在赤道附近受到的地球引力和重力加速度均较小，地球自转角速度各处相同，故A、C、D均错误。答案：B7月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器

6、运行的轨道半径为r, 运行速率为v, 当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时()Ar、v都将略为减小Br、v都将保持不变Cr将略为减小，v将略为增大Dr将略为增大，v将略为减小解析：由万有引力提供向心力G知，当探测器到达质量密集区时，万有引力增大，探测器运行半径将减小，速度增大，故C对。答案：C8硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能的。若有N个频率为的光子打在硅光电池的极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常数)()Ah B.NhCNh D2Nh解析：根据普朗克量子假说，每个光子能量为h，所以N个光子的总能量ENNh，故C正确。答案：C9两个行星各有一个卫星绕其表面运行，

7、已知两个卫星的周期之比为12，两行星半径之比为21，则下列选项错误的是()A两行星密度之比为41B两行星质量之比为161C两行星表面处重力加速度之比为81D两卫星的速率之比为41解析：由T2 、球体体积VR3和质量公式MV，可知两卫星的轨道半径之比r1r221，且R1R221，可得1241；M1M2321；故由v 可得，v1v241；g1g281。答案：B二、计算题(本题共3小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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)10(14分)介子与质子相碰可产生其他粒子。其中有一种k0粒子，它经d1×1

8、01 m的距离便衰变成两个具有相反电荷的介子。若k0的速率为v2.24×108 m/s，试求其固有寿命。解析：k0粒子的速率已达v2.24×108 m/s，是光速的70%以上，应该用相对论解题。在实验室中测得的粒子运动的时间间隔为t s4.5×1010 s根据时间延缓效应tt0t4.5×1010× s3.0×1010 s。答案：3.0×1010 s11(17分)近几年，世界各国又掀起了新一轮的探月高潮，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。一艘探月飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道上运动，如图1所示，到达轨道的A点

9、点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动。求：(1)飞船在轨道上的运行速率；图1(2)飞船在A点处点火时，动能如何变化；(3)飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间。解析：(1)设月球的质量为M，飞船的质量为m，飞船在轨道上运行的速率为v，则Gm月球表面质量为m的物体的重力满足：mg0G解得v。(2)飞船在A点处点火，使其由圆轨道进入内侧椭圆轨道，说明点火后飞船在A点所受的万有引力大于所需要的向心力，即点火使飞船减速了，所以飞船动能减小。(3)设飞船在轨道绕月球运行一周所需的时间为T，则有mg0m()2R，所以T2。答案：(1)(2)动能减小(3)212(15分

10、)土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动，其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为rA8.0×104 km和rB1.2×105 km，忽略所有岩石颗粒间的相互作用。求：(结果可用根式表示)(1)岩石颗粒A和B的线速度之比；(2)岩石颗粒A和B的周期之比；(3)土星探测器上有一物体，在地球上重为10 N，推算出它在距土星中心3.2×105 km处受到土星的引力为0.38 N。已知地球半径为6.4×103 km。请估算土星质量是地球质量的多少倍？解析：(1)设土星质量为M0，颗粒质量为m，颗粒距土星中心距离为r，线速度为v，根据牛顿第二定律和万有引力定律有，解得v，对于A、B两颗粒分别有vA和vB，得。(2)设颗粒绕土星做圆周运动的周期为T，则T，对于A、B两颗粒分别有