鲁科物理必修二第六章《相对论与量子论初步》单元测试1

1、第6章 相对论与量子论初步第1节 高速世界第2节 量子世界本章测评（时间：90分钟；满分：100分）一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分）1.以下效应属于狭义相对论的是（ ）A.时间延缓 B.长度收缩 C.质量变大 D.时空弯曲解析：A、B、C都属于狭义相对论，D属于广义相对论.答案：ABC2.下列说法正确的是（ ）A.世界的过去、现在和将来都只有量的变化，而不会发生质的变化B.时间和空间不依赖人们的意识而存在C.时间和空间是绝对的D.时间和空间是紧密联系、不可分割的解析：根据狭义相对论的观点，时间和空间都不是绝对的，都是相对的.时间和空间不能割裂，是紧密联系的.所以选项A、B、C

2、错误，选项D正确.答案：D3.一只长的标尺以相对论速度穿过一根几米长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的.以下哪种叙述最恰当地描述了标尺穿过管子的情况（ ）A.标尺收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B.标尺收缩变短，因此在某些位置上，标尺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，管子恰好遮住标尺D.所有这些都与观察者的运动情况有关解析：观察者的运动情况不同，选取不同的惯性系，标尺与管子的相对速度也不相同，观察到的标尺和管子的长度也不相同，所以选项D正确.答案：D4.下列服从经典力学规律的是（ ）A.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动B.发射导弹、人造卫

3、星、宇宙飞船C.物体运动的速率接近于真空中的光速D.能量的不连续现象解析：经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，所以A、B正确，C错误.能量的不连续现象涉及量子论不适合用经典力学来解释，所以选项D错误答案：AB5.如果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.你在变大解析：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.答案：C6.用光照射金属表面，没有发射光电子，这可能是（ ）A.入射光

4、强度太小 B.照射的时间太短C.光的波长太短 D.光的频率太低解析：能否发生光电效应主要取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关.没有发射光电子，说明入射光的能量太低，即光的频率太低.所以选项A、B、C错误，选项D正确答案：D7.光照射到某金属表面，金属表面有光电子逸出，则（ ）A.若入射光的频率增加，光的强度减弱，那么逸出电子的最大初动能可能不变B.若入射光的频率不变，光的强度减弱，那么单位时间内逸出电子数目减少C.若入射光的频率不变，光的强度减弱到不为零的某一数值时，可能不再有电子逸出D.若入射光的频率增加，而强度不变，那么单位时间内逸出电子数目不变，而光电子的最大初动能增加解析：

5、逸出电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光的强度无关，所以选项A、C错误.光的强度减弱，光子数减少，单位时间内逸出的光电子数也将减小，所以选项B正确，D错误答案：B8.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：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.答案：AC9.根据玻尔理论，某原子

6、的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E的轨道，辐射出波长为的光.以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则E等于（ ）A.Eh B.E+hC.Eh D.E+h解析：根据能量守恒可知EE+E光，由光子说得E光h，所以EEE光Eh.答案：C10.人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63 ×10-34 J·s，光速为c，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为（ ）A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 WC.7.0×10-48 W D.1.2&#

7、215;10-48 W.解析：Pnhnh6×6.63×10-34× W=2.3×10-18 W.答案：A11.下列关于物质波的认识，正确的是（ ）A.任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波B.X光的衍射证实了物质波的假设是正确的C.电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D.物质波是一种概率波.解析：运动的物体才有物质波，A错.X光是波长极短的电磁波，它的衍射不能证实物质波的存在，故B错，C、D正确答案：CD12.按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从半径为rA的圆周轨道上自发地直接跃迁到一个半径为rB的圆周轨道上，rArB.关于原子发射光子的频率，说法正

8、确的是（ ）A.原子要发出一系列频率的光子B.原子要吸收一系列频率的光子C.原子要发出某一频率的光子D.原子要吸收某一频率的光子.解析：根据玻尔理论，电子从高能级向低能级跃迁时，原子要发出某一频率的光子，且满足hEmEN.所以选项C正确. 答案：C13.光电效应实验的装置如图6-1所示，则下面的说法中正确的是（ ）A.用紫外光照射锌板，验电器指针会发生偏转B.用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转C.锌板带的是负电荷D.使验电器指针发生偏转的是正电荷图6-1解析：将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板（弧光灯发出紫外线），验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电.

9、这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，A、D选项正确.红光不能使锌板发生光电效应.答案：AD14.金属在一束频率为1的光照射下恰能发生光电效应，改用另一束强度相同、频率为2（2>1）的光照射时，则（ ）A.逸出的光电子初动能增加，光电子数增加B.逸出的光电子初动能增加，光电子数减少C.逸出的光电子初动能增加，光电子数不变D.逸出的光电子初动能不变，光电子数增加解析：因为各种金属有确定的逸出功，入射光的频率增大，光子的能量也增大，被电子吸收扣除逸出功后剩下的能量也增加，所以转化为光电子的初动能也增加.D肯定错.当两束光强度相同时，频率为2的

10、光子的能量大，所以单位时间内到达金属表面每单位面积的光子数将减少，逸出的光电子数也减少.答案：B二、非选择题（共44分）15.（4分）硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能.若有N个频率为的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为（h为普朗克常量）_.解析：每个光子的能量为h，则N个光子的能量为Nh.答案：Nh16.（6分）已知氢原子的基态能量是E1=13.6 eV，第二能级E2=3.4 eV.如果氢原子吸收_eV的能量，立即可由基态跃迁到第二能级.如果氢原子再获得1.89 eV的能量，它还可由第二能级跃迁到第三能级，因此氢原子第三能级E3=_eV.解析：E1=E2E1=-3.4 eV

11、（13.6 eV）=10.2 eV，E3E2+E23.4 eV+1.89 eV1.51 eV.答案：10.2 1.5117.（10分）有文献报道在高为1 981 m的山顶上测得563个子进入大气层，在海平面测得408个.已知子下降速率为0.995c，c表示真空中光速.试解释上述所测结果（静止子的半衰期为2.2×106s）.解析：由于子高速运动，相对于地面惯性系，子的半衰期会变长答案：根据t= s=2.2×10-5 s，即子的半衰期变为2.2×10-5 s，而子从山顶下落到地面的时间为 s=6.64×10-6 s.所以会有少量子发生衰变.18.（12分）有

12、一功率为1 W的光源，发出某种波长的单色光.在距光源3 m处有一金属板，经测量得到每单位时间内打到金属板单位面积上的光子数为2.6×1016个，由此计算可得到该光束的波长为多长？解析：根据能量守恒可得：，=m=5.85×10-7 m.答案：5.85×10-7 m19.（12分）用功率P0=1 W的光源照射离光源r=3 m处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长=5 890 nm的单色光，试计算：（1）1 s内打到金属板1 m2面积上的光子数；（2）若取该金属原子半径r1=0.5×1010m，则金属表面上每个原子平均需隔多长时间才能接收到一个光子？解析：发

13、光机理的实质是能的转换，即把其他形式的能量转换成光子的能量，根据光源的功率算出1 s内辐射的总能量，由每个光子能量E=h即可算出总光子数，因为1 s内辐射的这些光子，都可以看成是均匀分布在以光源为中心的球面上，于是由面积之比就可算出1 s内单位面积上的光子数（1）离光源3 m处的金属板每1 s内单位面积上接收的光能为P= J/(m2·s)=8.9×103J/(m2·s)=5.56×1016eV/(m2·s)因为每个光子的能量为E=h= J=3.377×1019J=2.11 eV所以单位时间内打到金属板上单位面积的光子数为n=个=2.64×1016个这是一个十分庞大的数字，可见，即使在光强相当弱的情况下，辐射到板面上的光子数仍然极多，因此，辐射的粒子性在通常情况下不能明显地表现出来.（2）每个原子的截面