2019-2020学年高中物理 第6章 经典力学与现代物理 3 爱因斯坦心目中的宇宙 4 微观世界与量子论练习（含解析）沪科版必修2

爱因斯坦心目中的宇宙 微观世界与量子论1相对论告诉我们，物体运动时的质量与其静止时的质量相比()a运动时的质量比静止时的质量大b运动时的质量比静止时的质量小c运动时的质量与静止时的质量相等d是两个不同的概念无法比较解析：选a由公式m可知，物体运动时的质量比静止时的质量大2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m与释放的能量e满足emc2c如果物体的能量增加了e，那么它的质量相应减少了m，并且emc2dmc2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b3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与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是()a逸出功与有关bekm与入射光强度成正比c当0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hekmw得：ekmhw，因此wkm图像的斜率为h，故d对；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，与无关，a错当0，无光电子逸出，c错4a、b、c是三个完全相同的时钟，a放在地面上，b、c分别放在两个火箭上，以速度vb、vc朝同一方向飞行，且vbvc地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个走得最快？解析：地面上的观察者认为c钟走得最慢，因为它相对观察者的速度最大根据公式t可知，相对于观察者的速度v越大，其时间进程越慢地面时钟v0，它所记录的两个事件的时间间隔最大，即地面时钟走得最快答案：c钟走得最慢a钟走得最快课时作业学生用书p129(单独成册)一、单项选择题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3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：选d由公式ll0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4氦氖激光器发出的波长为633 nm的激光，当激光器的输出功率为1 mw时，每秒发出的光子个数约为(1 nm109 m)()a221015b321015c221014 d321014解析：选b由题意知，时间t内激光器因发光释放的能量ept这些能量以光子的形式释放出来，一个光子的能量eh，则释放光子的个数n，把t1 s代入上式解得n321015个，故b正确5如图所示，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，车上的时钟走得快同理，对地上的人而言，车上的时钟走得慢6下表给出一些金属材料的逸出功材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 j)3043596266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h6621034 js，光速为c300108 m/s)()a2种 b3种c4种 d5种解析：选a由公式ehh6621034 j49651019 j故大于铯、钙的逸出功，选项a正确二、多项选择题7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eucekhw0(其中uc为遏止电压，ek为光电子的最大初动能，w0为逸出功，为入射光频率)由以上分析知，a、b错误，c、d正确8下列说法中正确的是()a一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学的观点b一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小c一条杆的长度静止时为l，不管杆如何运动，杆的长度均小于ld如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了解析：选abd经典理论认为，物体的长度与速度无关，选项a正确；根据相对论理论，由公式ll0可知，当杆沿自身长度方向运动时，长度要比静止时的要短，选项b、d正确，c错误9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emc2，以下说法中正确的是()aemc2表明物体具有的能量与其质量成正比bemc2中的e是发生核反应中释放的核能c根据emc2可以计算核反应中释放的核能demc2表示发生的质量亏损m转变为能量e释放出来解析：选ac爱因斯坦质能方程emc2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；emc2中的m不一定是指质量亏损，也可能是增加的质量，它描述的是m的质量与e的能量的对应关系，故选项c正确，d错误10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，光电子的最大初动能就越大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三、非选择题11一支静止时长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时观察者测得的火箭长度是多少呢？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