第六章自测题一、单项选择题1.下列各项中不符合相对论结论

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第六章测试题及参考答案

第六章测试题及参考答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列哪项不是第六章讨论的内容？A. 理论基础B. 实验方法C. 历史回顾D. 应用实例答案：C2. 第六章中提到的主要理论是谁提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 霍金D. 波尔答案：D3. 实验方法中，哪一种是第六章中特别强调的？A. 观察法B. 实验法C. 调查法D. 模拟法答案：B4. 以下哪个不是第六章中讨论的应用实例？A. 量子计算B. 人工智能C. 核能发电D. 基因编辑答案：B5. 第六章中，哪个概念是新引入的？A. 相对论B. 量子力学C. 牛顿力学D. 经典力学答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 第六章中提到的______理论是现代物理学的基础之一。

答案：量子力学2. 实验方法中，______是获取数据的直接手段。

答案：实验法3. 在第六章的应用实例中，______是近年来发展迅速的领域。

答案：量子计算4. 历史回顾中，______的发现对于理解宇宙的起源具有重要意义。

答案：大爆炸理论5. 第六章中讨论的______理论对于解释微观粒子的行为至关重要。

答案：量子力学三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述第六章中提到的量子力学的主要特点。

答案：量子力学的主要特点是波粒二象性、不确定性原理和量子纠缠等。

2. 描述第六章中讨论的实验方法的重要性。

答案：实验方法是验证理论、探索未知和推动科学发展的重要手段。

3. 列举第六章中提到的至少两个应用实例，并说明它们的重要性。

答案：量子计算和核能发电。

量子计算在处理复杂计算问题上具有潜在的革命性优势，而核能发电则为人类提供了一种清洁、高效的能源。

4. 根据第六章内容，解释为什么历史回顾对于理解现代科学理论至关重要。

答案：历史回顾有助于我们理解科学理论的发展脉络，了解前人的研究和发现，从而更好地理解现代科学理论的根基和意义。

四、论述题（每题15分，共30分）1. 论述第六章中提到的量子力学理论对于现代科技发展的影响。

物理必修二第6章章末达标检测

一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分．在四个选项中，只有一个选项符合题目要求．选对得5分，选错的得0分)1．以下效应不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：物理规律在一切惯性参照系中都具有相同的形式；在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速都一样，这是狭义相对论的两条基本原理，A、B、C三项都是基于这两条基本原理推导出的，属于狭义相对论的内容．D项属于广义相对论的内容．答案：D2．下列说法中不正确的是()A．为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难，德国物理学家普朗克提出了能量的量子化假说，解决了黑体辐射的理论困难，揭开了物理学崭新的一页B．普朗克还提出了光量子理论，即光在传播过程中，能量是不连续的，它是数值分立的能量组成的C．物质波理论揭示了物质(包括光和电子)的统一性D．在微观世界里，量子化或不连续性是明显的解析：爱因斯坦提出了光量子理论，即光在传播过程中能量是不连续的，它是数值分立的能量组成的，所以B选项错．答案：B3．狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是() A．同时的绝对性与同时的相对性B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性D．相对性原理与光速不变原理解析：狭义相对论的出发点是以相对性原理和光速不变原理为前提的，故选D.答案：D4．下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是()A．光的波动性和粒子性是相互矛盾的，不能统一B．在衍射现象中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C．大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强D．频率低的光子表现出的粒子性强，频率高的光子表现出的波动性强解析：大量光子表现的是波动性，少量的光子表现的是粒子性，故波动性是群体性质的体现，而粒子性是少量的、个体的性质的体现，A错，C对；在衍射现象中，暗条纹的地方光子到达的数目少，但仍有光子到达，B错；频率低波动性强，D错．答案：C5．关于经典物理学和相对论，下列说法正确的是()A．经典物理学和相对论是各自独立的学说，互不相容B．相对论完全否定了经典物理学C．相对论和经典物理学是两种不同的学说，二者没有联系D．经典物理学作为相对论在宏观物体低速运动时的特例，在自己的适用范围内仍然成立解析：经典物理学研究的是宏观低速运动，相对论则是研究高速运动情况，经典物理学是相对论在宏观物体低速运动时的特例，D正确．答案：D6．以下关于能量量子化和波粒二象性的说法，不正确的是()A．吸收和辐射的能量都是不连续的B．公式ε＝hcλ只能体现光的波动性C．光具有波粒二象性，而且是一种概率波，有别于声波等机械波D．电子显微镜利用了电子束形成的物质波波长很短的特点解析：公式ε＝hcλ既能体现光的波动性，又能体现光的粒子性，B描述不正确；电子显微镜利用了电子束而形成的物质波波长很短不易发生明显的衍射的特点，其倍率大且成像清晰，D描述正确；其他两项描述正确，故选B.答案：B7．用相对论的观点判断，下列说法中正确的是()A．时间和空间都是绝对的，在任何参照系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B．在地面上看来，以10 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变快，但是飞船中的宇航员却看到时钟可能是准确的C．在地面上的人看来，以10 km/s 的速度运动的飞船在运动方向上会变短，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人胖一些D．当物体运动的速度v远小于c时，“长度收缩”和“时间延缓”效果可忽略不计解析：时间和空间都是相对的，没有绝对准确的时间和空间，所以A选项错；由时间延缓、尺缩效应知B、C均错．由尺缩效应和钟慢效应公式可知，当v远小于c时，尺缩效应和钟慢效应都可以忽略不计，故D项正确．答案：D8．为了观察到纳米级的微小结构，需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜．下列说法中正确的是()A．电子显微镜利用电子物质波的波长比可见光短，不容易发生明显衍射B．电子显微镜利用电子物质波的波长比可见光长，不容易发生明显衍射C．电子显微镜利用电子物质波的波长比可见光短，更容易发生明显衍射D．电子显微镜利用电子物质波的波长比可见光长，更容易发生明显衍射解析：为了观察纳米级的微小结构，用光学显微镜是不可能的．因为可见光的波长数量级是10－7 m，远大于纳米，会发生明显的衍射现象，因此不能精确聚焦．如果用很高的电压使电子加速，使它具有很大的动量，其物质波的波长就会很短，衍射的影响就小多了．故A正确、B、C、D错误．答案：A9．如图，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，他可以根据下述哪些变化发觉自己是在运动()A．他的质量在减少B．他的心脏跳动在慢下来C．他永远不能由自身的变化知道他是否在运动D．他在变大解析：同一个物理过程经历的时间以及物体的长度，在不同的惯性系中观测的结果不同，这是相对论时空观的体现，是一种观测效应．不是时钟走得快或者慢了，也不是长度真的变长或缩短了．答案：C10．下表列出了几种不同物体在某种速度下的德布罗意波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知()②无线电波通常情况下只能表现出波动性③电子照射到金属晶体上能观察到它的波动性④只有可见光才有波粒二象性A．①④B．②④C．①②D．①②③解析：因弹子球的波长太小，检测弹子球的波动性几乎不可能，①正确；无线电波的波长为300 m，通常情况下只能表现出波动性，②正确；电子的波长为1.2×10－10m，和分子之间的数量级是相等的，故电子照射到金属晶体上能发生明显的衍射，能观察到它的波动性，③正确；可见光有波粒二象性，实物粒子也有波粒二象性，④错误．选D.答案：D11．观察者甲测得同一地点发生的两个事件的时间间隔为4 s，乙相对于甲以0.6c 的速度前进，则乙观察到这两个事件的时间间隔为()A．3.2 s B．6.25 sC．5 s D．2.56 s解析：假若观察者甲先后测得的事件为P、Q，则对乙来讲，看到P、Q事件发生的时间间隔Δt′＝t Q′－t P′＝11－v2c2Δt＝5 s.答案：C12．氦——氖激光器发出波长为6.33×10－7 m的激光，当激光器的输出功率为1 mW时，每秒发出的光子数为()A．2.2×1015B．3.2×1015C．2.2×1014D．3.2×1014解析：一个光子能量为：E0＝hν＝h cλ.每秒激光器向外发出的能量为：E＝P×1＝P.故每秒发出的光子数为：EE0＝Phcλ＝3.2×1015个，因此选项B正确．答案：B二、计算题(本题共4小题，共40分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．(8分)蛇是老鼠的天敌，它是通过接收热辐射来发现老鼠的．假设老鼠的体温为37 ℃，它发出的最强的热辐射的波长为λm，根据热辐射理论，λm与辐射源的绝对温度T的关系近似为λm·T＝2.90×10－3 m·K.那么：(提示：T＝273＋t)(1)老鼠发出最强的热辐射的波长约为多少米？(2)老鼠发出的这种最强的热辐射每份能量子(光子)的能量是多少焦耳？解析：(1)λm＝2.9×10－3310m≈9.4×10－6 m.(2)E＝hcλm＝6.63×10－34×3×1089.4×10－6J≈2.12×10－20 J答案：(1)9.4×10－6(2)2.12×10－2014．(8分)在一飞船上测得飞船长度为100 m，高度为10 m，当飞船沿长度方向以0.6c的速度从你身边经过时，按你的测量，船的高度和长度各为多少？解析：因为长度收缩只发生在运动方向上，在垂直运动方向上没有这种效应，故飞船的高度仍为10 m.若测得飞船长度为L′，由长度收缩效应有：L′＝L1－v2 c2＝100×1－(0.6c)2c2m＝80 m答案：10 m80 m15．(12分)一对孪生兄弟年龄为20岁，哥哥乘宇宙飞船去星际旅行，假设速度大小为v＝0.999c，一年后哥哥回到地球，弟弟在地球上的年龄为多大？解析：哥哥以接近光速的速度运动，发生时间延缓效应，则地球上经过的时间为Δt＝Δt′1－v2c2＝11－0.9992年≈22.4年，此时，弟弟已经43岁了，哥哥才21岁．答案：43岁16．(12分)“神光Ⅱ”装置是我国规模最大、国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它每秒钟可获得能量为2 400 J、波长为0.35 μm的紫外激光．已知普朗克常数h＝6.63×10－34 J·s，求每秒钟紫外激光所含光子个数．(取两位有效数字)解析：根据普朗克量子假说，每个光子的能量为E＝hc λ所以每秒钟光子的个数为：n ＝P ×1E ，即n ＝Pλhc ＝4.2×1021个．答案：4.2×1021个。

2018-2019学年鲁科版高中物理必修二第六章相对论与量子论初步检测题

2018-2019学年鲁科版高中物理必修二第六章相对论与量子论初步检测题一、单选题1.假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺,同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺,则下列说法正确的是( )A. 甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大B. 甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小C. 乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大D. 乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同2.用能量为12.30eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则受到光的照射后下列关于氢原子跃迁的说法正确的是（）A. 电子能跃迁到n=2的能级上去B. 电子能跃迁到n=3的能级上去C. 电子能跃迁到n=4的能级上去D. 电子不能跃迁到其他能级上去3.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠．下列说法正确的是（）A. 这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短B. 这群氢原子能发出6种不同频率的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最小C. 这群氢原子发出不同频率的光，只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应D. 金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60eV4.按照玻尔的原子理论，大量氢原子从n=5的激发态向低能级跃迁时，最多能向外辐射（）A. 5种不同频率的光子B. 6种不同频率的光子C. 8种不同频率的光子D. 10种不同频率的光子5.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为3光年，则他所乘飞船相对地球的速度为( )A. 0.5CB. 0.6CC. 0.8CD. 0.9C6.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（）A. 1036kgB. 1018kgC. 1013kgD. 109kg7.下列说法不正确的是（）A. 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征B. 氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少C. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固D. 一群处于n=4的激发态的氧原子，向低能级跃迁时，可能发射出的谱线为6条8.根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态（量子数n=1）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（）A. 13.6eVB. 3.4eVC. 12.75eVD. 12.09eV9.已知电子的静止能量为0.511 MeV，若电子的动能为0.25 MeV，则它所增加的质量Δm与静止质量m0的比值近似为( )A. 0.1B. 0.2C. 0.5D. 0.910.如图所示为氢原子的能级图，A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中（）A. 频率最大的是AB. 波长最长的是CC. 频率最大的是AD. 波长最长的是B二、多选题11.关于非惯性系，下列说法正确的是（）A. 匀速运动的参考系是非惯性系B. 变速运动的参考系是非惯性系C. 牛顿定律在非惯性系中不再成立D. 牛顿定律在非惯性系中仍然成立12.一个物体静止时质量为m0，能量为E0；速度为v时，质量为m ，能量为E ，动能为E k，下列说法正确的是( )A. 物体速度为v时能量E＝mc2B. 物体速度为v时动能E k＝mc2C. 物体速度为v时动能E k＝mv2D. 物体速度为v时动能E k＝(m－m0)c213.下列说法中正确的是( )A. 万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释B. 电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释C. 狭义相对论是惯性参考系之间的理论D. 万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架14.下列物体的运动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、人造卫星、宇宙飞船的运动C. 物体运动的速率接近真空中的光速D. 能量的不连续现象15.一个物体静止时质量为，能量为；速度为时，质量为，能量为，动能为，下列说法正确的是（）A. 物体速度为时能量B. 物体速度为时动能C. 物体速度为时动能D. 物体速度为时动能三、综合题16.太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6u，氦核质量为3.015 0u，中子质量为1.008 7u，1u的质量相当于931.5MeV的能量则：（核反应方程：H+ H→ He+ n．）（1）求核反应中释放的核能（结果用MeV作单位）（2）在两氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能（结果用MeV作单位）．17.两个氘核聚变产生一个中子和氦核（氦的同位素）．已知氘核的质量m D=2.01360u，氦核的质量m He=3.0150u，中子的质量m n=1.0087u．（1）写出聚变方程；（2）计算释放的核能；（3）若反应前两个氘核的动能为0.35MeV，它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转化为动能，分别求产生的氦核和中子两者的动能；（1原子质量单位u相当于931.5MeV的能量）18.氢原子的能级图如图所示．原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，（1）氢原子向较低能级跃迁时共能发出________种频率的光；（2）该金属的逸出功________（3）截止频率________（保留一位小数）答案解析部分一、单选题1.【答案】B2.【答案】D3.【答案】D4.【答案】D5.【答案】C6.【答案】D7.【答案】C8.【答案】C9.【答案】C10.【答案】B二、多选题11.【答案】B,C12.【答案】A,D13.【答案】B,C,D14.【答案】A,B15.【答案】A,D三、综合题16.【答案】（1）解：反应过程中质量减少了：△m=2×2.0136u﹣1.0087u﹣3.0150u=0.0035u，反应过程中释放的核能：△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV答：核反应中释放的核能为3.26MeV；（2）解：设n核和He的动量分别为P1和P2，由动量守恒定律得：O=P1+P2，由此得P1和P2大小相等，由动能和动量关系E= 及n和He的质量关系得：中子的动能E n是He核动能E He的3倍，即E n：E He=3：1，由能量守恒定律得：E He+E n=△E+2E K，解得：中子的动能E n=2.97MeV，He的动能：E He=0.99MeV，答：中子的动能为2.97MeV，氦核的动能为0.99MeV．17.【答案】（1）解：聚变的核反应方程：2 → + ；答：聚变方程：2 → + ；（2）解：核反应过程中的质量亏损：△m=2m D﹣m He﹣m n=0.0035u；释放的核能：△E=△mc2=0.0035×931.5 MeV≈3.26 MeV．答：释放的核能3.26 MeV；（3）解：对撞过程动量守恒，由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的动量为零，即：0=m He v He+m n v n反应前后总能量守恒，可得：m He v2He+ m n v2n=△E+2E k0；解得：E kHe=0.99MeV；E kn=2.97MeV；答：产生的氦核和中子两者的动能分别是0.99MeV与2.97MeV．18.【答案】（1）6（2）12.09eV（3）2.9×1015 Hz。

高一物理必修2 第6章相对论与量子论初步过关检测含

(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．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在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同，故A正确．2.如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()A．同时被照亮B．A先被照亮C．C先被照亮D．无法判断解析：选C.列车上的观测者看到的是由B发出后经过A和C反射的光，由于列车在这段时间内靠近C，而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观测者，看到C先被照亮，故只有C正确．3．下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射实验规律的是()解析：选A.本题考查了黑体辐射的实验规律．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加；另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A正确．4．质子的质量为m p，中子的质量为m n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为()A．(m p＋m n－m)c2B．(m p＋m n)c2C．mc2D．(m－m p)c2解析：选 A.核反应放出能量，反应后的总质量小于反应前的总质量，ΔE＝Δmc2＝(m p ＋m n－m)c2.5．观察者甲测得同一地点发生的两个事件的时间间隔为4 s，乙相对于甲以0.6c的速度前进．则乙观察到这两个事件的时间间隔为( )A ．3.2 sB ．6.25 sC ．5 sD ．2.56 s解析：选C.Δt ＝Δt ′1－v 2c2＝ 4 s 1－⎝⎛⎭⎫0.6c c 2＝5 s. 6．一位宇航员要到离地球为5光年的星球上去旅行．如果宇航员希望将路程缩短为3光年，则他所乘的火箭对于地球的速度是(c 为真空中的光速)( )A.12cB.35c C.45c D.910c 解析：选C.根据公式l ′＝l ·1－v 2c 2知3＝5× 1－⎝⎛⎭⎫v c 2，解得v ＝45c ，故C 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确．全选对的得7分，选对但不全的得4分，有错选或不答的得0分) 7．以下关于能量量子化和波粒二象性的说法，正确的是( )A ．吸收和辐射的能量都是不连续的B ．公式ε＝hc λ只能体现光的波动性 C ．光具有波粒二象性，而且是一种几率波，有别于声波等机械波D ．电子显微镜利用了电子的粒子性解析：选AC.公式ε＝hc λ既能体现光的波动性，又能体现光的粒子性，B 描述不正确；电子显微镜利用了电子的波动性，D 描述不正确；其他两项描述正确，故选AC.8．用相对论的观点判断下列说法，正确的是( )A ．时间和空间都是相对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B ．在地面上看来，以10 km/s 的速度运动的飞船中的时钟会变快，但是飞船中的宇航员却看到时钟可能是准确的C ．在地面上的人看来，以0.1c 的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船的宇航员会感觉到地面上的人看起来比飞船中的人瘦一些D ．当物体运动的速度v 远小于c 时，“长度收缩”和“时间膨胀”效果可忽略不计解析：选CD.时间和空间都是相对的，没有绝对准确的时间和空间，所以选项A 错误．对C 选项，由l ＝l 0·1－⎝⎛⎭⎫v c 2可知两处的人都感觉l ＜l 0，所以选项C 正确．由尺缩效应和钟慢效应公式可知当v 远小于c 时，尺缩效应和钟慢效应都可以忽略不计，所以选项D 正确．9．对E ＝hν的理解，下列说法正确的是( )A ．能量子的能量与频率成正比B ．光的频率越高，光的强度就越大C ．光的频率越高，光子的能量就越大D ．它适用于一切量子化现象解析：选ACD.E ＝hν适用于一切量子化现象，是所有能量子具有的能量的计算公式，因此A 、C 、D 正确，B 错误．10．下列关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )A ．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B ．光表现为波动性时，就不具有粒子性了，光表现为粒子性时，就不具有波动性了C ．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并没有否定光的波动性D ．光的波动性是光的一种本身属性，不是光子之间的相互作用引起的解析：选CD.光既具有波动性，又具有粒子性，当波动性(粒子性)明显时，仍然有粒子性(波动性)，A 、B 错误，C 正确．光的波动性是光的本身属性，光子之间的相互作用引起粒子性，D 正确．三、非选择题(本题共3小题，共42分．解答时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)11．(12分)一被加速器加速的电子，其能量为3.00×118 eV .试问：(1)这个电子的质量是其静质量的多少倍？(2)这个电子的速度为多少？解析：(1)由相对论质能关系E ＝mc 2(2分)和E 0＝m 0c 2(2分)可得电子的动质量与静质量之比为m m 0＝E E 0＝E m 0c 2＝3.00×109×1.6×10－199.1×10－31×(3×108)2≈5.86×118(倍)．(2分)(2)由相对论质速关系式m ＝m 01－v 2c2(4分) 可得v ＝1－⎝⎛⎭⎫m 0m 2c ≈c .(2分)答案：(1)5.86×118倍 (2)约为c12．(14分)已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4×118 J ，其中可见光部分约占45%，假设可见光的频率均为5.5×1014 Hz ，太阳光向各个方向的辐射是均匀的，日地间距离R ＝1.5×1011 m ，普朗克常量h ＝6.6×10－34 J·s ，由此可估算出太阳每秒钟辐射的可见光的光子数约为多少个？(保留两位有效数字)解析：以日地间距离R ＝1.5×1011 m 作为半径的球面面积为：S ＝4πR 2＝4×3.14×(1.5×1011)2 m＝2.826×1023 m 2(3分)每秒太阳辐射的可见光的能量为：E ＝1.4×118×2.826×1023×45% J＝1.780 38×1026 J(4分)一个可见光光子的能量为：E 0＝hν＝6.6×10－34×5.5×1014 J＝3.63×10－19 J(3分)可见光光子的个数为：N ＝E E 0＝1.780 38×10263.63×10－19＝4.9×1184(个)．(4分) 答案：4.9×1184个13．(16分)牛郎星距地球约16光年，宇宙飞船若以速度v 匀速飞行，将用4年时间(宇宙飞船上的钟的读数)由地球抵达牛郎星，求v 等于多少？解析：已知飞船(设为S ′参考系)上测得飞船由地球飞抵牛郎星的时间Δt ′＝4年，而从飞船上看可认为从地球出发与抵达牛郎星两件事发生在同一地点A ′(飞船A ′点先与地球重合又与牛郎星重合)．这样Δt ′可视为固有时间，用时间膨胀关系可求出地球上(设为S 参考系)观测到的飞行时间Δt ＝Δt ′1－⎝⎛⎭⎫v c 2①(4分) 另外，v 是地球上观测到的飞船的速度；L ＝16光年是地球上看到的地球与牛郎星的距离，故应有Δt ＝L v ②(4分) 由①②可得Δt ′1－⎝⎛⎭⎫v c 2＝L v (4分) 代入数据，可得v ＝1617c .(4分) 答案：1617c。

2022版《优化方案》高一物理人教版必修二配套文档：第六章章末过关检测 Word版含答案

(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．(2021·沈阳高一检测)下列说法符合史实的是( ) A ．牛顿发觉了行星的运动规律 B ．胡克发觉了万有引力定律C ．卡文迪许测出了引力常量G ，被称为“称量地球重量的人”D ．伽利略用“月—地检验”证明白万有引力定律的正确性答案：C2．有一质量分布均匀的球状行星，设想把一物体放在该行星的中心位置，则此物体与该行星间的万有引力是( )A ．零B ．无穷大C ．无穷小D ．无法确定解析：选A.很多同学做此题时，直接将r ＝0代入公式F ＝GMm /r 2，得出F 为无穷大的错误结论．这是由于当物体位于行星中心时，行星不能再视为质点．如图所示，将行星分成若干关于球心O 对称的质量小块，其中每一小块均可视为质点．现取同始终径上关于O 对称的两个小块m 、m ′，它们对球心处物体的万有引力大小相等，方向相反，其合力为零．由此推广到行星中全部的其他质量小块．因此行星与物体间存在着万有引力，但这些力的合力为零．故正确选项为A.3.如图所示，a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是( ) A ．b 、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度B ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度C ．c 加速可追上同一轨道上的b ，b 减速可等到同一轨道上的cD ．a 由于某种缘由，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大解析：选D.由于b 、c 在同一轨道上运行，故其线速度大小、向心加速度大小均相等．又b 、c 轨道的半径大于a 轨道的半径，由v ＝GM r ，知v b ＝v c <v a ，故A 错误．由a ＝GMr 2，知a b ＝a c <a a ，故B 错误．当c 加速时，c 受到的万有引力F <m v 2c r c ，故它将偏离原轨道，做离心运动；当b 减速时，b 受到的万有引力F >m v 2br b ，它将偏离原轨道，做近心运动．所以无论如何c 也追不上b ，b 也等不到c ，故C 错误(对这一选项，不能用v ＝GMr来分析b 、c 轨道半径的变化状况)．当a 的轨道半径缓慢减小时，由v ＝GMr，知v 渐渐增大，故D 正确．4．2021年3月6日，英国《每日邮报》称，英国学者通过争辩确认“超级地球”“格利泽581d ”的体积约为地球体积的27倍，密度约为地球密度的13.已知地球表面的重力加速度为g ，地球的第一宇宙速度为v ，将“格利泽581d ”视为球体，可估算( )A ．“格利泽581d ”表面的重力加速度为2gB ．“格利泽581d ”表面的重力加速度为3gC ．“格利泽581d ”的第一宇宙速度为2vD ．“格利泽581d ”的第一宇宙速度为3v解析：选D.由万有引力与重力关系有：GMm R 2＝mg ，M ＝ρV ，V ＝43πR 3，解三式得：g ＝43G πρR .由“格利泽”与地球体积关系及体积公式可知，格利泽半径为地球半径的3倍，由题意可知，格利泽表面的重力加速度与地球表面的重力加速度相等，A 、B 项错；由第一宇宙速度定义式v ＝gR 可知，格利泽的第一宇宙速度为3v ，C 项错，D 项正确．5．我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星—500”的试验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星半径是地球半径的12，质量是地球质量的19.已知地球表面的重力加速度是g ，地球的半径为R ，王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h ，忽视自转的影响，下列说法正确的是( )A ．火星的密度为2g3πGRB ．火星表面的重力加速度是2g9C ．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为23D ．王跃以在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是9h2解析：选A.对地球表面的物体m ，G Mm R 2＝mg ，则M ＝gR 2G ，火星的密度为ρ＝19M 4π3⎝⎛⎭⎫R 23＝2g3πGR，选项A 正确；对火星表面物体m ′，G M 9m ′⎝⎛⎭⎫R 22＝m ′g ′，则g ′＝4GM 9R 2＝4g9，选项B 错误；火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比v 1′v 1＝g ′R 2gR ＝23，选项C 错误；王跃跳高，分别有h ＝v 202g 和h ′＝v 202g ′，在火星能达到的最大高度是9h4，选项D 错误．二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)6．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是( ) A ．狭义相对论和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论B ．在物体高速运动时，物体的运动规律听从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动规律听从牛顿运动定律C ．经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动D ．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的解析：选BC.相对论并没有否定经典力学，而是认为经典力学是相对论理论在肯定条件下的特殊情形，A 错；经典力学适用于宏观物体的低速运动，对于微观粒子的高速运动问题，经典力学不再适用．但相对论、量子力学适用，故B 、C 对，D 错．7．在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示．下列说法正确的是( )A ．宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s 与11.2 km/s 之间B ．若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，小球将连续做匀速圆周运动C ．宇航员不受地球的引力作用D ．宇航员对“地面”的压力等于零解析：选BD.7.9 km/s 是放射卫星的最小速度，也是卫星环绕地球运行的最大速度，可见，全部环绕地球运转的卫星、飞船等，其运行速度均小于7.9 km/s ，故A 错误；若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，由于惯性，小球仍具有原来的速度，所以地球对小球的万有引力正好供应它做匀速圆周运动需要的向心力，即G Mm ′r 2＝m ′v 2r ，故选项B 正确；在太空中，宇航员也要受到地球引力的作用，选项C 错；在宇宙飞船中，宇航员处于完全失重状态，故选项D 正确． 8.如图所示的圆a 、b 、c ，其圆心均在地球自转轴线上，b 、c 的圆心与地心重合，圆b 的平面与地球自转轴垂直．对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言( )A ．卫星的轨道可能为aB ．卫星的轨道可能为bC ．卫星的轨道可能为cD ．同步卫星的轨道肯定为与b 在同一平面内的b 的同心圆解析：选BCD.物体做圆周运动时，物体所受的合外力方向肯定要指向圆心．对于这些卫星而言，就要求所受的万有引力指向圆心，而卫星所受的万有引力都指向地心，所以A 选项错误，B 、C 选项正确；对于同步卫星来说，由于相对地球表面静止，所以同步卫星应在赤道的正上空，因此D 选项正确．9.欧洲航天局“智能1号”探测器行程上亿千米，历时近3年最终按预定方案撞击月球，如图所示，下列有关说法正确的是( )A ．其放射速度小于其次宇宙速度B ．撞击前为加强撞击的效果，需要加速C ．在近月点比远月点的速度大D ．探测器已经脱离了地球的引力解析：选AC.因探测器尚未脱离地球引力的范围，所以放射速度小于其次宇宙速度，选项A 正确，选项D 错误．减速才能使探测器降落撞击到月球上，选项B 错误．依据开普勒行星运动定律知近月点的速度大，选项C 正确．10．(2021·大连高一检测)设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动．则与开采前相比( )A ．地球与月球的引力将变大B ．地球与月球的引力将变小C ．月球绕地球运动的周期将变长D ．月球绕地球运动的周期将变短解析：选BD.由于地球的质量变大，月球的质量变小，由F ＝G Mmr 2知道，当M 、m 的和为定值时，M 、m 之间的数值差别越大，则M 、m 的乘积将越小，所以，当将矿藏从月球搬到地球上后，地球与月球的万有引力将变小，由G Mmr2＝mω2r 得ω＝GMr 3，M 变大，r 不变，故ω变大，所以月球绕地球运动的周期将变短，则B 、D 正确，A 、C 错误．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位．)11．(10分)当飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下试验器材： A ．计时表一只； B ．弹簧测力计一把；C ．已知质量为m 的物体一个；D ．天平一只(附砝码一盒)．已知航天员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R 及月球的质量M (已知引力常量为G )(1)两次测量所选用的器材分别为________、________和________(用选项符号表示)． (2)两次测量的物理量是________和________．(3)试用所给物理量的符号分别写出月球半径R 和质量M 的表达式．R ＝________，M ＝________.解析：(1)利用计时表测环绕周期，利用弹簧测力计测量质量为m 的物体在月球表面上时的重力． (2)飞船绕月球的运行周期T ，质量为m 的物体在月球上受重力的大小F .(3)近地环绕时，mg 月＝mR 4π2T 2，g 月＝Fm，得月球半径R ＝FT 24π2m.由于G Mm R 2＝F ，R ＝FT 24π2m ，故月球质量M ＝F 3T 416π4Gm3.答案：(1)A B C(2)飞船绕月球运行的周期T 质量为m 的物体在月球上所受重力的大小F (3)FT 24π2m F 3T 416π4Gm 312．(14分)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T ，两颗恒星之间的距离为r ，试推算这个双星系统的总质量．(引力常量为G )解析：设两颗恒星的质量分别为m 1、m 2，做圆周运动的半径分别为r 1、r 2，角速度分别为ω1、ω2，依据题意有ω1＝ω2① r 1＋r 2＝r ②依据万有引力定律和牛顿定律，有 G m 1m 2r 2＝m 1ω21r 1③ G m 1m 2r2＝m 2ω22r 2④ 联立以上各式解得r 1＝m 2rm 1＋m 2⑤依据角速度与周期的关系知ω1＝ω2＝2π/T ⑥联立③⑤⑥式解得这个双星系统的总质量m 1＋m 2＝4π2r 3GT 2.答案：4π2r 3GT213．(16分)(2021·济宁高一检测)宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P 点，沿水平方向以初速度v 0抛出一个小球，测得小球经时间t 落到斜坡另一点Q 上，斜坡的倾角为α，已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，已知球的体积公式是V ＝43πR 3.求：(1)该星球表面的重力加速度g ； (2)该星球的密度；(3)该星球的第一宇宙速度．解析：(1)小球在斜坡上做平抛运动时：水平方向上：x ＝v 0t ①竖直方向上：y ＝12gt 2②由几何学问tan α＝yx③由①②③式得g ＝2v 0tan αt .(2)对于星球表面的物体m 0，有 G Mm 0R2＝m 0g 又V ＝43πR 3故ρ＝M V ＝3v 0tan α2πRtG.(3)该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故G Mm R 2＝m v 2R ，又GM ＝gR 2解得v ＝2v 0R tan αt . 答案：(1)2v 0tan αt (2)3v 0tan α2πRtG (3)2v 0R tan αt。

2018-2019学年度教科版选修3-4 第六章相对论单元测试(3)

相对论单元测试一、选择题：1. 通常某惯性系中同时．．、异地．．发生的两个事件，在其它惯性系中： [ ] A ．可能仍为同时，但不可能同地； B ．可能同时，也可能同地；C ．不可能同时，可能同地；D ．不可能同时，也不可能同地。

2. 在狭义相对论中，下列说法哪个是错误．．的？ [ ] A ．一切运动物体的速度都不可能大于真空中的光速；B ．时间、长度、质量都是随观察者的相对运动而改变的；C ．在某个惯性系中是同时同地的两个事件，则在所有其它惯性系中也一定是同时同地的事件；D ．有一时钟，在一个与它相对运动的观察者看来，比一个与它相对静止的观察者看来要走的快一些。

3. 宇宙飞船相对于地面以速度v 作匀速直线飞行，在某一时刻，飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一光信号，经t ∆（飞船上的钟）时间后，被尾部的接收器收到，由此可知飞船的固有长度： [ ]A ．t c ∆B ．t v ∆C ．2)/(1c v t v -∆D ．2)/(1c v tc -∆4. 一刚性直尺固定在K ´系中，它与X ´轴正向夹角 45='α，在相对K ´系以速度u 沿X ´轴作匀速直线运动的K 系中，测得尺与X 轴正向夹角为： [ ]A ． 45>αB ． 45<αC ． 45=αD ．若u 沿X 轴正向，则 45>α；若u 沿X 轴负向，则 45<α5. 两个静质量均为0m 的粒子，分别以相同的速率v 、沿同一直线相向．．运动，相碰后，合在一起成为一个粒子，则其质量为： [ ]A ．02mB ．20)/(12c v m -C ．20)/(12c v m -D ．20)/(12c v m - 6. 在惯性系K 中测得某地发生两事件的时间间隔为4 s ，若在相对K 系作匀速直线运动的K ´系中测得两事件的时间间隔为5 s ，则K ´相对K 的运动速率是：[ ]A ．4/5cB ．5/cC ．5/2cD ．5/3c7. 如图所示，在惯性系S 中测得刚性杆1、2的质量m ，长度L 完全相同。

2020年高中物理鲁教版选修3-4第6章《相对论和天体物理》测试卷

第6章《相对论与天体物理》测试卷一、单选题(共15小题)1.下列说法正确的是()A．爱因斯坦的狭义相对论认为运动的时钟变快B．狭义相对论认为一切物理规律对于所有惯性系都具有相同的形式C．在高速运动情况下，经典力学的规律仍然适用D．可以通过力学实验区分均匀引力场和一个做匀加速运动的参考系2.经典力学不能适用于下列哪些运动()A．以99%倍光速运行的电子束B．火箭的发射C．宇宙飞船绕地球的运动D． “勇气号”宇宙探测器的运动3.按照相对论的观点，下列说法正确的是()A．物体运动时的质量总是小于其静止时的质量B．物体运动时的质量总是等于其静止时的质量C．真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的D．真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的4.假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下列说法正确的是()A．甲看到乙手中的尺的长度比乙看到自己手中的尺的长度大B．甲看到乙手中的尺的长度比乙看到自己手中的尺的长度小C．乙看到甲手中的尺的长度比甲看到自己手中的尺的长度大D．乙看到甲手中的尺的长度与甲看到自己手中的尺的长度相同5.在经典的时空观中，下列说法错误的是()．A．空间是恒定不变的B．时间是恒定不变的C．任何参考系中测量同一个物体的长度是相同的D．任何观察者测量同一个事件的时间是相同的6.以下说法正确的有()A．在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时钟变快了B．可以通过多普勒效应测量运动物体的速度C．微波的频率大于X射线的频率D．如果摆钟变快了，可以通过适当减少摆的长度校准摆钟7.下列说法正确的是()A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一B．由相对论知：m＝，则物体的速度可以达到光速，此时其质量为无穷大C．在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了D．根据广义相对论原理，力学规律在不同参考系中是不同的8.在日全食的时候，通过仪器可以观察到太阳后面的恒星，这说明星体发出的光()A．经太阳时发生了衍射B．可以穿透太阳及其他障碍物C．在太阳引力场作用下发生了弯曲D．经过太阳外的大气层时发生了折射9.话说有兄弟两个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光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了C．由相对论可知，物体速度越大，在其上时间进程就越慢，生理过程也越慢D．这是神话，科学无法解释10.为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程，下列说法中不正确的是()A．表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据质能方程可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D．式中的E是发生核反应中释放的核能11.下列说法正确的是()A．一枚静止时长为30 m的火箭以0.6c的速度从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度为24 mB．日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是衍射中产生的色散现象C．单摆在周期性的驱动力作用下做受迫运动，驱动力的频率增大，单摆的振幅不可能减小D．狭义相对论的一个重要结论：质能方程说明物体的总能量和它的质量是正比关系，能量和质量可以相互转化12.根据相对论判断，下列说法正确的是()．A．狭义相对论全面否定了经典力学理论B．如果物体在地面上静止不动，任何人在任何参考系里测得的物体的长度都是一样的C．由E＝mc2可知，质量可转变成能量D．物体的速度越大，质量也变得越大13.在一惯性系中观测，有两个事件同时不同地，则在其他惯性系中观察，结果是()A．一定同时B．可能同时C．不可能同时，但可能同地D．不可能同时，也不可能同地14.下列说法正确的是()A．开普勒发现了万有引力定律B．牛顿测定了万有引力常量C．爱因斯坦建立了狭义相对论D．物体高速(接近光速)运动时，其长度与运动状态无关15.在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与u′＋v的关系是()A．u＝u′＋v B．u＜u′＋v C．u＞u′＋v D．以上均不正确二、填空题(共3小题)16.绝对时空观的特点是：________、________，时间和空间都是绝对的．17.以速度v绕地球旋转的人造卫星，它的时间Δτ和地球上同时测量的时间Δt的关系是__________；卫星上的长度l′，在地球上测量卫星的长度是__________．18.广义相对论认为，在任何参考系中，物理规律都是________．三、计算题(共3小题)19.一个原来静止的电子，经过100 V的电压加速后它的动能是多少？质量改变了百分之几？速度是多少？20.设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行，5.0 s后该飞船将与一颗以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞．试问：(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动？(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以避免与彗星碰撞？21.地球上一观察者，看见一飞船A以2.5×108m/s的速度从他身边飞过，另一飞船B以2.0×108m/s 的速度跟随A飞行．求：(1)A上的乘客看到B的相对速度；(2)B上的乘客看到A的相对速度．答案解析1.【答案】B【解析】狭义相对论认为运动的时钟变慢，故A项错．狭义相对论认为所有惯性系是等价的，一切物理规律在惯性系中都有相同的形式，故B项正确；在高速运动情况下，经典力学的规律不再适用，故C项错；一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系等效，不能通过力学实验来区分，故D项错．2.【答案】A【解析】A.微观粒子不适用于经典力学，特别是以99%倍光速运行的电子束，故A符合题意；B.火箭的发射、宇宙飞船绕地球的运动、“勇气号”宇宙探测器的运动都属低速运动，经典力学能适用．故选A.3.【答案】D【解析】由相对论质量公式可知，当物体的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量，故A、B错误；光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的，故C错误，D正确．4.【答案】B【解析】由l＝l0可知，运动的观察者观察静止的尺和静止的观察者观察运动的尺时，都发现对方手中的尺比自己手中的变短了，故B正确，A、C、D错误．5.【答案】B【解析】时间是变化的，在经典时空观中时间是均匀地与任何外界事物无关地流逝着的，故B错．6.【答案】B【解析】A.根据Δt＝可知，在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时钟变慢了，故A错误；B.可以通过多普勒效应测量运动物体的速度．故B正确．C.微波的频率小于X射线的频率，故C错误；D.如果摆钟变快了，则摆动的周期变小了，根据T＝2π知，可以增大摆长校准摆钟，故D错误．7.【答案】A【解析】A.狭义相对论的两个基本假设是：光速不变原理和狭义相对性原理，故A正确；B.狭义相对论公式m＝中，光速是物体速度的极限，不可能达到，故B错误；C.根据相对论，有运动延迟效应和长度缩短效应，故在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了，故C错误；D.根据广义相对论原理，力学规律在不同参考系中是相同的，故D错误．8.【答案】C【解析】根据爱因斯坦的广义相对论可知，光线在太阳引力场作用下发生了弯曲，所以可以在适当的时候(如日全食时)通过仪器观察到太阳后面的恒星，故C正确，A、B、D均错．9.【答案】C【解析】根据相对论的时间延缓效应，当飞船速度接近光速时，时间会变慢，时间延缓效应对生命过程、化学反应等也是成立的．飞船运行的速度越大，时间延缓效应越明显，人体新陈代谢越缓慢．10.【答案】D【解析】爱因斯坦的质能方程反映了物体质量与能量、质量变化与能量变化间的关系．式中的能量并非单指核能，而是表示物体具有的各种能，故A、B、C正确，D错误．11.【答案】A【解析】根据长度的相对性：L＝L0得，观察者测得火箭的长度为：L＝24 m，故A正确；日光照射在肥皂泡上出现彩色条纹是光的干涉现象，故B错误；单摆在周期性的驱动力作用下做受迫运动，当驱动力的频率与单摆的固有周期相同时，振幅最大，故C错误；狭义相对论的一个重要结论：质能方程说明了物体的总能量和它的质量的关系，能量和质量是不可以互换的，故D错误．12.【答案】D【解析】由相对论的结论可知，D正确．13.【答案】B【解析】两个相对静止的惯性系观测结果相同，其他则不同，故B正确．14.【答案】C【解析】牛顿发现了万有引力定律之后，卡文迪许用扭秤实验首先测出了万有引力常量，故A、B 错误；爱因斯坦建立了狭义相对论和广义相对论，故C正确；根据相对论的基本公式，可知物体的长度、时间间隔和物体的质量都与物体的速度有关，都是相对的，故D错误．故选C.15.【答案】B【解析】根据相对论速度变换公式得：他相对地面的速度u＝＜u′＋v，故A、C、D错误，B正确．16.【答案】时间和空间是分离的时间尺度和空间尺度与物质运动无关【解析】绝对时空观的特点是时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，时间和空间都是绝对的．17.【答案】Δt＝l′【解析】根据狭义相对论的钟慢效应公式得：地球上同时测量的时间Δt＝由尺缩效应公式得：在地球上测量的长度l＝l′18.【答案】相同的【解析】狭义相对论认为，所有物理规律在惯性系中都是平等的，突出了惯性系特殊的地位．而广义相对论把这种思想更推广一些，认为不只是惯性系，所有参考系，物理规律都应该一样．19.【答案】1.6×10－17J0.02% 5.9×106m/s【解析】加速后电子的动能是：E k＝qU＝1.6×10－19×100 J＝1.6×10－17J因为E k＝mc2－m e c2，所以m－m e＝因此＝把数值代入，得：＝≈2×10－4即质量改变了0.02%.这说明经过100 V电压加速后，电子的速度与光速相比仍然很小，因此可以使用E k＝mv2这个公式．由E k＝mv2得电子的速度：v＝≈5.9×106m/s这个速度虽然达到了百万米每秒的数量级，但仅为光速的2%.20.【答案】(1)0.946c (2)4.0 s【解析】(1)这是一个相对论速度变换问题，取地球为S系，飞船为S′系，向东为x轴正向，则S′系相对S系的速度v＝0.60c，彗星相对S系的速度ux＝－0.80c，由速度变换公式ux＝，代入数据得ux′＝－0.946c.即彗星以0.946c的速率向飞船靠近．(2)由时间间隔的相对性Δt＝，有Δt＝5.0 s，解得Δt′＝4.0 s.21.【答案】(1)－1.125×108m/s(2)1.125×108m/s【解析】(1)A上的乘客看地面上的人以－2.5×108m/s向后运动．地面上的人看B以 2.0×108m/s向前运动，则A上的乘客看到B的相对速度为u＝＝×108m/s＝－1.125×108m/s.(2)同理，B上的乘客看到A的相对速度为1.125×108m/s.。

高中物理第六章万有引力与航天单元检测卷含解析新人教版必修

第六章单元检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分)1．第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，则有( ) A．被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大B．被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大C．第一宇宙速度与被发射物体的质量无关D．第一宇宙速度与地球的质量有关2．美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36m的方形物体，它距离地面高度仅有16km，理论和实践都表明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高，那么分辨率越高的卫星( )A．向心加速度一定越大B．角速度一定越小C．周期一定越大D．线速度一定越大3．卫星在到达预定的圆周轨道之前，运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起(卫星在前，火箭在后)，先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星到达预定轨道b，关于星箭脱离后，下列说法正确的是( )A．预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星速度比脱离前大B．预定轨道b比某一轨道a离地面更低，卫星的运行周期变小C．预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星的向心加速度变小D．卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大4．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比( ) A．火卫一距火星表面较近B．火卫二的角速度较大C．火卫一的运动速度较大D．火卫二的向心加速度较大5．火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目．假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1和T2之比为( )A.qp3B.1pq3C.pq3D.q3p6．把火星和地球都视为质量均匀分布的球体．已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍．由这些数据可推算出( )A．地球表面和火星表面的重力加速度之比为5∶1B．地球表面和火星表面的重力加速度之比为10∶1C．地球和火星的第一宇宙速度之比为5∶1D．地球和火星的第一宇宙速度之比为10∶17．有两颗质量相同的人造卫星，其轨道半径分别是r A、r B，且r A＝r B/4，那么下列判断中正确的是( )A．它们的周期之比T A∶T B＝1∶4 B．它们的线速度之比v A∶v B＝8∶1 C．它们所受的向心力之比F A∶F B＝8∶1 D．它们的角速度之比ωA∶ωB＝8∶1 8．已知万有引力常量为G，在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计．则根据这些条件，可以求出的物理量是( )A．该行星的密度B．该行星的自转周期C．该星球的第一宇宙速度D．该行星附近运行的卫星的最小周期9．2009年2月11日，一颗美国商业卫星与一颗俄罗斯废弃的军用通信卫星在俄罗斯的西伯利亚北部上空790km处发生碰撞，两颗卫星的质量分别为450kg和560kg，若近似认为这两颗卫星的轨道为匀速圆周运动轨道，且相撞前两颗卫星都在各自预定的轨道上运行．则关于这两颗卫星的描述正确的是( )A．这两颗卫星均为地球同步卫星B．这两颗卫星的运行速度均大于7.9km/sC．这两颗卫星的运行周期是相同的D．这两颗卫星的向心加速度的大小是相同的10.图1如图1所示，卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上，以地心为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同，若某时刻三颗卫星恰好在同一直线上，则当卫星B经过一个周期时，下列关于三颗卫星的位置说法中正确的是( )A．三颗卫星的位置仍然在同一条直线上B．卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于BC．卫星A位置滞后于B，卫星C位置超前于BD．由于缺少条件，无法确定它们的位置关系题1234567891011．火星的半径是地球半径的1/2，火星质量约为地球质量的1/10，忽略火星和地球的自转，如果地球上质量为60kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是________kg，所受的重力是________N；在火星表面上由于火星的引力产生的加速度是________m/s2.在地球表面上可举起60 kg杠铃的人，到火星上用同样的力可举起质量是________kg 的杠铃．(g取9.8 m/s2)12．1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下了人类第一只脚印，迈出了人类征服月球的一大步．在月球上，如果阿姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤称量出质量为m的仪器的重力为F；而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱，在月球表面附近飞行一周，记下时间为T，根据这些数据写出月球质量的表达式M＝________.三、计算题(本题共4个小题，共44分)13.(10分)2008年10月我国发射的“月球探测轨道器”LRO，每天在距月球表面50km的高空穿越月球两极上空10次．若以T表示LRO在离月球表面高h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的轨道半径，求：(1)LRO运行时的加速度a；(2)月球表面的重力加速度g.14．(10分)已知一只静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0，在距地面h高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星．设地球质量为M，半径为R，热气球的质量为m，人造地球卫星的质量为m1.根据上述条件，有一位同学列出了以下两个式子：对热气球有：G Mm R2＝mω20R 对人造地球卫星有：GMm 1R ＋h2＝m 1ω2(R ＋h )进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为这个同学的解法是否正确？若认为正确，请求出结果；若认为不正确，请补充一个条件后，再求出ω.15.(12分)2005年10月12日，我国成功地发射了“神舟六号”载人飞船，飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了近5天的运行后，飞船的返回舱顺利降落在预定地点．设“神舟六号”载人飞船在圆轨道上绕地球运行n 圈所用的时间为t ，若地球表面重力加速度为g ，地球半径为R ，求： (1)飞船的圆轨道离地面的高度； (2)飞船在圆轨道上运行的速率．16．(12分)A 、B 两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动．地球半径为R ，A 卫星离地面的高度为R ，B 卫星离地面高度为3R ，则： (1)A 、B 两卫星周期之比T A ∶T B 是多少？(2)若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方，则A 卫星至少经过多少个周期两卫星相距最远？第六章万有引力与航天1．CD [第一宇宙速度v ＝GMR与地球质量M 有关，与被发射物体的质量无关．] 2．AD [由万有引力提供向心力有GMm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝ma n ，可得a n ＝GM r2，r 越小，a n 越大，A 正确；v ＝GMr ，r 越小，v 越大，D 正确；ω＝GMr 3，r 越小，ω越大，B 错误；T ＝4π2r3GM，r 越小，T 越小，C 错误．]3．C [火箭与卫星脱离时，使卫星加速，此时G Mm r 2<m v 2r，卫星将做离心运动，到达比a更高的预定轨道；由G Mmr 2＝ma n 得a n ＝GM r2，即r 越大，卫星的向心加速度越小．]4．AC [由万有引力提供向心力可得G Mm r 2＝m (2πT )2r ，即T 2＝4π2r 3GM，知选项A 是正确的；同理可得v 2＝GM r ，知选项C 是正确的；由ω＝2πT 知选项B 是错误的；由a n ＝F 万m ＝GMm r 2m ＝GM r2，可知选项D 是错误的．]5．D [设中心天体的质量为M ，半径为R ，当航天器在星球表面飞行时，由G Mm R2＝m (2πT)2R和M ＝ρV ＝ρ·43πR 3解得ρ＝3πGT2，即T ＝3πρG∝1ρ，又因为ρ＝M V ＝M 43πR 3∝MR 3，所以T ∝R 3M .代入数据得T 1T 2＝q 3p.选项D 正确．] 6．C [设地球质量为M ，半径为R ，火星质量为M ′，半径为R ′，根据万有引力定律有G Mm R 2＝mg ，G M ′m ′R ′2＝m ′g ′，g g ′＝MR ′2M ′R 2＝52，又G Mm R 2＝mv 2R，v ＝GMR，同理有v ′＝GM ′R ′，vv ′＝MR ′M ′R＝5，故选C.] 7．D [由G Mm r 2＝ma n ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T2r 知D 对．]8．ACD [由题意知，行星表面的重力加速度g ＝v 202H ，而g ＝G M R 2，所以M ＝v 20R22GH，密度ρ＝M43πR 3＝3v 28πGHR ，A 对．第一宇宙速度v ＝gR ＝v 20R2H ＝v 0R2H，C 对．行星附近卫星的最小周期T ＝2πrv＝2πR g ＝2πv 02RH ，D 对．] 9．CD [俄罗斯的西伯利亚北部在北半球，经过其上空的卫星是非同步卫星，A 错；因其轨道半径大于地球半径，故运行速度均小于7.9 km/s ，B 错；因轨道半径相同，所以它们的周期是相同的，向心加速度的大小也相同，C 、D 正确．]10．B [由G Mm r 2＝m 4π2T2r 得T ＝2πr 3GM，因r A <r B <r C ，故T A <T B <T C ，B 对．] 11．60 235.2 3.92 150解析人在地球上质量为60kg ，到火星上质量仍为60kg.忽略自转时，火星(地球)对物体的引力就是物体在火星(地球)上所受的重力，则人在火星上所受的重力为mg 火＝G M 火m R 2火＝G 110M 地m14R 2地＝＝25mg 地＝235.2N火星表面上的重力加速度为g 火＝25g 地＝3.92m/s 2人在地球表面和在火星表面用同样的力举起物体的重力相等，设在火星上能举起物体的质量为m ′，则有mg 地＝m ′g 火，m ′＝g 地g 火m ＝9.83.92×60kg＝150kg 12.T 4F 316π4Gm3 解析在月球表面质量为m 的物体重力近似等于物体受到的万有引力．设月球的半径为R ，则由F ＝GMmR2，得R ＝GMm F① 设指令舱的质量为m ′，指令舱在月球表面飞行，其轨道半径等于月球半径，做圆周运动的向心力等于万有引力，则有GMm ′R 2＝m ′(2πT)2R ② 由①②得M ＝T 4F 316π4Gm3.13．(1)(R ＋h )4π2T2 (2)4π2R ＋h 3T 2R 2解析 (1)LRO 运行时的加速度 a ＝(R ＋h )ω2＝(R ＋h )4π2T2.①(2)设月球的质量为M ，LRO 的质量为m ，根据万有引力定律与牛顿第二定律有G Mm R ＋h2＝ma ②在月球表面附近的物体m ′受的重力近似等于万有引力，即G Mm ′R 2＝m ′g ③ 由①②③式得g ＝4π2R ＋h 3T 2R2.14．见解析解析不正确．热气球不同于人造卫星，热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡，它绕地心运动的角速度应等于地球自转的角速度．(1)若补充地球表面的重力加速度为g ，可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重力，则有G Mm R2＝mg与第二个等式联立可得ω＝R R ＋hgR ＋h.(2)若补充同步卫星的离地高度为H ，有：GMm ′R ＋H2＝m ′ω20(R ＋H )与第二个等式联立可得ω＝ω032R H R h15．(1)3gR 2t 24π2n 2－R (2)32πngR 2t解析 (1)飞船在轨道上做圆周运动，运动的周期T ＝tn，设飞船做圆周运动距地面的高度为h ，飞船的质量为m ，万有引力提供飞船做圆周运动的向心力，即GMm R ＋h2＝m4π2R ＋hT 2，而地球表面上质量为m ′的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即GMm ′R 2＝m ′g ，联立解得h ＝3gR 2t 24π2n2－R . (2)飞船运行的速度v ＝2πR ＋hT ，所以v ＝32πngR 2t. 16．(1)1∶2 2 (2)0.77 解析 (1)由T ＝4π2r3GM得T A ＝4π22R3GM，T B ＝4π24R3GM，所以T A ∶T B ＝1∶2 2.(2)设经过时间t 两卫星相距最远，则t T A ＝t T B ＋12即t T A ＝t 22T A ＋12，所以t ＝4＋27T A ≈0.77T A ，故A 卫星至少经过0.77个周期两卫星相距最远．。

青岛版九年级数学下册第6章测试题及答案

青岛版九年级数学下册第6章测试题及答案6.1随机事件一、选择题1．下列说法错误的是（）A．掷一枚质地均匀的骰子，骰子停止转动后6点朝上是必然事件B．了解一批电视机的使用寿命，适合用抽样调查的方式C．若a为实数，则|a|<0是不可能事件D．甲、乙两人各进行10次射击，若两人射击成绩的方差分别为=2，=4，则甲的射击成绩更稳定2．下列事件是必然事件的是（）A．明天太阳从西边升起B．篮球队员在罚球线上投篮一次，未投中C．实心铁球投入水中会沉入水底D．抛出一枚硬币，落地后正面朝上3．“a是实数，│a│≥0”这一事件是（）A．必然事件B．不确定事件C．不可能事件D．随机事件4．掷一枚质地均匀且六个面上分别刻有1到6的点数的正方体骰子，观察向上的一面的点数，下列属于必然事件的是（）A．出现的点数是7 B．出现的点数不会是0C．出现的点数是2 D．出现的点数为奇数5．下列事件是必然事件的是（）A．抛掷一枚硬币，正面朝上B．任意购买一张电影票，座位号恰好是“7排8号”C．某射击运动员射击一次，命中靶心D．在13名同学中，至少有两名同学出生的月份相同6．有两个事件，事件A：367人中至少有2人生日相同；事件B：抛掷一枚质地均匀的骰子，朝上的面点数为偶数．下列说法正确的是（）A．事件A，B都是随机事件B．事件A，B都是必然事件C．事件A是随机事件，事件B是必然事件D．事件A是必然事件，事件B是随机事件7．有下列事件：①在足球赛中，弱队战胜强队；②抛掷一枚质地均匀的硬币，落地后正面朝上；③任取两个正整数，其和大于1；④长分别为3，5，9的三条线段能围成一个三角形．其中确定事件的个数是（）A．1B．2C．3D．48．从正五边形的五个顶点中，任取四个顶点连成四边形，对于事件M：“这个四边形是平行四边形．”下列判断正确的是（）A．事件M是不可能事件B．事件M是必然事件C．事件M是随机事件D．无法确定是哪类事件二、填空题9．下列事件分别是三类事件（必然事件、不可能事件、随机事件）中的哪种事件？（1）小明身高达到6 m：______________．（2）将一个普通玻璃杯用力摔到水泥地上，玻璃杯碎了：______________．（3）袋中有9个球，其中有4个黑球，5个白球，从中任意摸出一球，摸到白球：______________．（4）小明将朋友的电话号码忘了，他随意拨了几个数字，电话通了，正好是他朋友家：______________．10．一枚质地均匀的正方体骰子，每个面上分别标有1，2，3，4，5，6，在抛掷这枚正方体骰子的过程中，请用语言描述：（1）一件不可能事件：____________________；（2）一件必然事件：________________________；（3）一件不确定事件：________________________．三、解答题11．指出下列事件分别是属于“随机事件、必然事件、不可能事件”中的哪一种？（1）今年冬天长春会下雪；（2）口袋中共有5个红球、3个白球，在口袋中任取一球，会摸到红球；（3）小敏1小时跑60 km；（4）掷两枚质地均匀的骰子，点数的和大于1；（5）买一张彩票，中了500万．12．在三个布袋里面放着一些已经搅匀了的小球，具体数目如下表，在下列事件中，请说出哪些是确定性事件，哪些是随机事件？在确定性事件中，哪些是必然事件，哪些是不可能事件？（1）随机地从第1个布袋中取出一个球，该球是黑球；（2）随机地从第2个布袋中取出一个球，该球是白球；（3）随机地从第3个布袋中取出一个球，该球是红球；（4）随机地从第2个布袋中取出一个球，该球不是红球就是黑球．13．从1，2，3，4，5这五个中任意取两个相乘，问：（1）积为偶数，属于哪类事件？有几种可能情况？（2）积为奇数，属于哪类事件？有几种可能情况？（3）积为无理数，属于哪类事件？答案一、1．A 2．C 3．A 4．B5．D 6．D 7．B 8．A二、9．（1）不可能事件；（2）必然事件；（3）随机事件；（4）随机事件10．（1）出现数字7朝上；（2）出现朝上的点数小于7；（3）出现朝上的点数为5三、11．解：（1）必然事件．（2）随机事件．（3）不可能事件．（4）必然事件．（5）随机事件．12．解：（1）必然事件．（2）确定性事件（不可能事件）．（3）随机事件．（4）确定性事件（必然事件）．13．解：（1）是随机事件，有7种可能情况：1×2=2，1×4=4，2×3=6；2×4=8，2×5=10，3×4=12，4×5=20．（2）是随机事件，有3种可能情况：1×3=3，1×5=5，3×5=15．（3）是不可能事件．6.2频数与频率一、填空题1．如果一组数据7，10，8，14，9，7，12，11，10，8，13，10，8，11，10，9，12，9，13，11，那么这组数据落在8.5~11.5的频率是__________．2．若一个样本的容量为50，分组后落在某区间的频数是6，则该组的频率是_______．3．对100个数据分组频率分布表，各组的频数之和为__________，频率之和为_________．4．已知20个数据如下：25 21 23 25 27 29 25 24 30 2926 23 25 27 26 22 24 25 26 28对于这些数据编制频率分布表，其中25~27这一组的频率是________．5．对60名学生的身高检测数据整理后，得出落在167~171cm之间的频率是0.3，那么落在这个区间的学生人数是_____．6．把容量是50的样本分成6组，其中有1组的频数是14，有2组的频数是10，有2组的频率是0.14，则另一组的频数是__________，频率是_________．二、解答题7．下表为某乡村100名居民的年龄分布情况：（1）根据上表中的数据，填写下表：（2）如果老人以60岁为标准，那么该村老人所占的比例约是．8．下面是某校篮球比赛中，初一甲班队员抢篮板球的球员号：12，7，4，4，12，10，6，10，7，12，7，5，7，7，10，4，6，8，7．根据上面的资料列出频数分布表．答案一、1．0.5 2．0.123．100；14．0.4 5．18 6．2；0.04二、7．解：（1）如下表：（2）25％．8．解：如下表：6.3频数直方图一、选择题1．某频数分布直方图中，共有A，B，C，D，E五个小组，频数分布为10，15，25，35，10，则在直方图中，长方形高的比为（）A．2﹕3﹕5﹕7﹕2 B．1﹕3﹕4﹕5﹕1C．2﹕3﹕5﹕6﹕2 D．2﹕4﹕5﹕4﹕22．某校为了了解九年级500名学生的体能情况，随机抽查了其中的30名学生，测试了1分钟仰卧起座的次数，并绘制成如图的频数分布直方图，请你根据图示计算，估计仰卧起座次数在15~20之间的学生有（）第2题图A．50 B．85 C．165 D．2003．九年级（3）班共有50名同学，如图是该班一次体育模拟测试成绩的频数分布直方图（满分为30分，成绩均为整数）．若将不低于23分的成绩评为合格，则该班此次成绩达到合格的同学占全班人数的百分比是（）第3题图A．80% B．70% C．92% D．86%4．李老师对某班学生“你最喜欢的体育项目是什么？”的问题进行了调查，每位同学都选择了其中的一项，现把所得的数据绘制成频数分布直方图（如图）．由图中的信息可知，该班学生最喜欢足球的频率是（）第4题图A．12 B．0.3 C．0.4 D．405．调查某小区内30户居民月人均收入情况，制成如下频数分布直方图，收入在1 200~1 240元的频数是（）第5题图A．12 B．13 C．14 D．156．某校测量了九年级（1）班学生的身高（精确到1 cm），按10 cm为一段进行分组，得到如图频数分布直方图，则下列说法正确的是（）第5题图A．该班人数最多的身高段的学生数为7B．该班身高最高段的学生数为7C．该班身高最高段的学生数为20D．该班身高低于160.5 cm的学生数为157．在频率分布直方图中，以下说法错误的是（）A．每个小长方形的面积等于频数B．每个小长方形的面积等于频率C．频率=频数÷数据总数D．各个小长方形面积和等于18．小杰调查了本班同学体重情况，画出了频数分布直方图，那么下列结论不正确的是（）第8题图A．全班总人数为45人B．体重在50千克~55千克的人数最多C．学生体重的众数是14D．体重在60千克~65千克的人数占全班总人数的9．为了了解在校学生参加课外兴趣小组活动情况，随机调查了40名学生，将结果绘制成了如图的频数分布直方图，则参加书法兴趣小组的频率是（）第9题图A．0.1 B．0.15 C．0.2 D．0.310．为了了解九年级1 200名学生的身高情况，小李同学采用合理的方式随机抽查了200名学生的身高为样本进行统计，其中身高在170 cm~175 cm有80人，那么估计该校九年级同学身高在170 cm~175 cm的人数是（）A．40 B．400 C．480 D．50011．某校七年级在“数学小论文”评比活动中，共征集到论文30篇，并对其进行评比、整理，分成组画出频数分布直方图（如图），从左到右各小长方形的高度比为2：4：3：1，则第2组的频数为（）第11题图A．12 B．10 C．9 D．6二、填空题12．在样本的频数分布直方图中，有11个小长方形，若中间一个长方形的面积等于其他10个小长方形面积之和的四分之一．且样本数据有100个．则中间一组的频数为________ ．13．某记者抽样调查了某校一些学生假期用于读书的时间（单位：分）后，绘制了频数分布直方图，从左到右的前5个长方形相对应的频率之和为0.9，最后一组的频数是15，则此次抽样调查的人数为________ ．（注：横轴上每组数据包含最小值不包含最大值）第13题图14．某学校为了了解八年级学生的体能情况，随机选取30名学生测试一分钟仰卧起坐次数，并绘制了如图的直方图，学生仰卧起坐次数在25~30之间的频率为________．第14题图15．某校为了解本校学生每周阅读课外书籍的时间，对本校全体学生进行了调查，并绘制如图的频率分布直方图（不完整），则图中m的值是________．第15题图16．为了迎接学校艺术节，七年级某班进行班级歌词征集活动，作品上交时间为星期一至星期五．班委会把同学们上交作品件数按每天一组分组统计，绘制了频数分布直方图如下．已知从左至右各长方形的高的比为2：3：4：6：1，第二组的频数为9，则全班上交的作品有________件．第16题图17．某校为了预测该校九年级900名学生“一分钟跳绳”项目的考试情况，从九年级随机抽取部分学生进行测试，并以测试数据为样本，绘制出如图的频数分布直方图（从左到右依次分为六个小组，每小组含最小值，不含最大值）．若次数不低于130次的成绩为优秀，估计该校成绩为优秀的人数是________．第17题图三、解答题18．国家规定“中小学生每天在校体育活动时间不低于1小时”，为此，某市就“你每天在校体育活动时间是多少”的问题随机调查了辖区内300名初中学生．根据调查结果绘制成的统计图（部分）如图，其中分组情况是：A组：t<0.5 h；B组：0.5 h≤t <1 h；C组：1 h≤t <1.5 h；D组：t ≥1.5h．第18题图请根据上述信息解答下列问题：（1）C组的人数是，补全直方图．（2）本次调查数据的中位数落在哪组内？（3）若该辖区约有24 000名初中学生，请你估计其中达国家规定体育活动时间的学生有多少？19．新学期开学初，王刚同学对部分同学暑假在家做家务的时间进行了抽样调查（时间取整数小时），所得数据统计如下表：（1）王刚同学抽取样本的容量是多少？（2）请你根据表中数据补全图中的频数分布直方图．（3）若该学校有学生1 260人，则大约有多少学生在暑假做家务的时间在40.5~100.5小时之间？第19题图20．为了了解某校七年级男生的体能情况，从该校七年级抽取50名男生进行1分钟跳绳测试，把所得数据整理后，画出频数分布直方图．已知图中从左到右第一、第二、第三、第四小组的频数的比为1：3：4：2．（1）总体是多少，个体是多少？，样本容量是多少？（2）求第四小组的频数和频率．（3）求所抽取的50名男生中，1分钟跳绳次数在100次以上（含100次）的人数占所抽取的男生人数的百分比．第20题图答案一、1．A2．A 3．C 4．B 5．C 6．B 7．A8．C 9．C 10．C 11．A二、12．20 13．150 14．0.4 15．0.0516．4817．400三、18．解：（1）C组的人数是300-20-100-60=120（人）．补全直方图如答图．第18题答图（2）中位数落在C组．（3）估计其中达国家规定体育活动时间的学生有24000×=14400（人）．19．解：（1）样本容量是20+25+30+15+10=100．（2）补全频数分布直方图如答图．第19题答图（3）样本中，暑假做家务的时间在40.5~100.5小时之间的人数为55，∴该校有1 260×=693（人）在暑假做家务的时间在40.5~100.5小时之间．20．解：（1）总体是某校七年级男生的体能情况；个体是每个男生的体能情况，样本容量是50．（2）第四小组的频率是=0.2；第四小组的频数是50×=10．（3）根据题意，得1分钟跳绳次数在100次以上（含100次）的人数占所抽取的男生人数的百分比是×100%=60%．6.4 随机现象的变化趋势一、选择题（共20小题；共100分）1. 若点(m,n)在函数y=2x+1的图象上，则2m−n的值是( )A. 2B. −2C. 1D. −12. 下列四组点中，可以在同一个正比例函数图象上的一组点是( )A. (2,−3)，(−4,6)B. (−2,3)，(4,6)C. (−2,−3)，(4,−6)D. (2,3)，(−4,6)3. 直线y=−x2−3和直线y=2x+2的交点坐标是( )A. (2,−2)B. (−2,2)C. (2,2)D. (−2,−2)4. 一辆汽车以平均速度60千米/时的速度在公路上行驶，则它所走的路程s（千米）与所用的时间t（时）的关系表达式为( )A. s=60+tB. s=60t C. s=t60D. s=60t5. 若点A(2,4)在函数y=kx−2的图象上，则下列各点在此函数图象上的是( )A. (1,1)B. (−1,1)C. (−2,−2)D. (2,−2)6. 一次函数y=−2x+4的图象与y轴的交点坐标是( )A. (0,4)B. (4,0)C. (2,0)D. (0,2)7. 直线y=−2x+m与直线y=2x−1的交点在第四象限，则m的取值范围是( )A. m>−1B. m<1C. −1<m<1D. −1≤m≤18. 如图，直线l:y=−23x−3与直线y=a（a为常数）的交点在第四象限，则a可能在( )A. 1<a<2B. −2<a<0C. −3≤a≤−2D. −10<a<−49. 下面四条直线，其中直线上每个点的坐标都是二元一次方程x−2y=2的解的是( )A. B.C. D.10. 体育课上，20人一组进行足球比赛，每人射点球5次，已知某一组的进球总数为49个，进球情况记录如下表，其中进2个球的有x人，进3个球的有y人，若(x,y)恰好是两条直线的交点坐标，则这两条直线的解析式是( )A. y=x+9与y=23x+223B. y=−x+9与y=23x+223C. y=−x+9与y=−23x+223D. y=x+9与y=−23x+22311. 如图，在矩形中截取两个相同的正方形作为立方体的上下底面，剩余的矩形作为立方体的侧面，刚好能组成立方体．设矩形的长和宽分别为y和x，则y与x的函数图象大致是( )A. B.C. D.12. 在平面直角坐标系中，点P(−3,2)关于直线y=x对称点的坐标是( )A. (−3,−2)B. (3,2)C. (2,−3)D. (3,−2)13. 若A(a,6),B(2,a),C(0,2)三点在同一条直线上，则a的值为( )A. 4或−2B. 4或−1C. −4或1D. −4或214. 根据下表中一次函数的自变量x与函数y的对应值，可得p的值为( )A. 1B. −1 D. −315. 已知函数y=−x+m与y=mx−4的图象的交点在x轴的负半轴上，那么m的值为( )A. ±2B. ±4C. 2D. −216. 如图，在矩形ABCD中，动点P从点A开始沿A→B→C→D的路径匀速运动到点D为止，在这个过程中，下列图象可以大致表示△APD的面积S随点P的运动时间t的变化关系的是( )A. B.C. D.17. 如图，三棱柱的体积为10，其侧棱AB上有一个点P从点A开始运动到点B停止，过P点作与底面平行的平面将这个三棱柱截成两个部分，它们的体积分别为x，y，则下列能表示y与x之间函数关系的大致图象是( )A. B.C. D.18. 如果y是x的正比例函数，x是z的一次函数，那么y是z的( )A. 正比例函数B. 一次函数C. 正比例函数或一次函数D. 不构成函数关系19. 已知等腰三角形周长为20，则底边长y关于腰长x的函数图象是( )A. B.C. D.20. 在平面直角坐标系中，记直线k(k+1)x−(k+2)y=1与两坐标围成的面积为S k，则S1+S2+S3+⋯+S100最接近( )A. 14B. 16C. 18D. 110二、填空题（共4小题；共20分）21. 已知一次函数y=kx+k−3的图象经过点(2,3)，则k的值为．22. 已知点(3,5)在直线y=ax+b（a，b为常数，且a≠0）上，则ab−5的值为．23. 在平面直角坐标系中，点A，B的坐标分别是(m,3)，(3m−1,3)．若线段AB与直线y=2x+1相交，则m的取值范围为．24. 直线y=−43x+8与x轴、y轴分别交于点A和点B，M是OB上的一点，若将△ABM沿AM折叠，点B恰好落在x轴上的点Bʹ处，则直线AM的解析式为．三、解答题（共5小题；共65分）25. 已知一次函数的图象过点(1,1)与(2,−1)，求这个函数的解析式并求使函数值为正值的x的范围．26. 已知一次函数y=−32x+3的图象与y、x轴分别交于点A、B，直线y=kx+b经过OA上的三分之一点D，且交x轴的负半轴于点C，如果S△AOB=S△DOC，求直线y=kx+b的解析式．27. 直线y=2x+b经过点(3,5)，求关于x的不等式2x+b≥0的解集．28. 如图，矩形OABC中，点A，点C分别在x轴，y轴上，D为边BC上的一动点，现把△OCD沿OD对折，C点落在点P处．已知点B的坐标为(2√3,2)．(1) 当D点坐标为(2,2)时，求P点的坐标；(2) 在点D沿CB从点C运动至点B的过程中，设点P经过的路径长度为l，求l的值；(3) 在点D沿CB从点C运动至点B的过程中，若点P落在同一条直线y=kx+4上的次数为2次，请直接写出k的取值范围．29. 如图1所示，已知温沪动车铁路上有A、B、C三站，B、C两地相距280千米，甲、乙两列动车分别从B、C两地同时沿铁路匀速相向出发向终点C、B站而行，甲、乙两动车离A地的距离y（千米）与行驶时间表x（时）的关系如图2所示，根据图象，解答以下问题：(1) 填空：路程a=，路程b=，点M的坐标为．(2) 求动车甲离A地的距离y与行驶时间x之间的函数关系式．甲(3) 补全动车乙的大致的函数图象．（直接画出图象）答案第一部分1. D2. A3. D4. D5. A6. A7. C8. D9. C 10. C 11. B 12. C 13. A 14. A 15. D 16. D 17. A 18. B 19. D 20. C第二部分 21. 2 22. −1323. 23≤m ≤1 24. y =−12x +3第三部分25. (1) 设这个一次函数的解析式为 y =kx +b ．则{1=k +b −1=2k +b解得{k =−2b =3,函数的解析式为 y =−2x +3．由题意，得 −2x +3>0，得 x <32，所以使函数为正值的 x 的范围为 x <32． 26. (1) ∵ 直线 y =−32x +3 与 y 轴、 x 轴的交点分别为 A 、 B ． ∴ 当 x =0 时，y =3，A (0,3)．当 y =0 时，x =2，B (2,0)． ∴ OA =3，OB =2． ∴ S △AOB =12OA ⋅OB =3．∵ D 为 OA 上的三分之一点，∴ D 点的坐标为 (0,1) 或 (0,2).（如图）∵S△AOB=S△DOC=12OC⋅OD=3，当OD=1时，OC=6；当OD=2时，OC=3.∵点C在x轴的负半轴上，∴C点的坐标为(−6,0)或(−3,0).所以直线CD的解析式为y=23x+2或y=16x+1．27. (1) ∵直线y=2x+b经过点(3,5)，∴5=2×3+b，b=−1，即不等式为2x−1≥0，解得x≥12．28. (1)当D点坐标为(2,2)时，四边形OCDP是正方形，故点P的坐标为(2,0)．28. (2)∵在运动过程中，OP=OC始终成立，∴OP=2为定长，故点P在以点O为圆心，以2为半径的圆上．∵点B的坐标为(2√3,2)，∴∠COB=60∘，∠COP=120∘，∴l=13×2π×2=43π．28. (3) −5√33≤k<−√3．29. (1) 根据图象可知：a=100 km，b=180 km．V 甲=28074=280×47=160(km/h)．∵100160=58．∴ 点 M 的坐标为 (58,0)． 29. (2) 当 0≤x ≤58 时，设 y 甲=k 1x +b 1．把 (58,0) 与 (0,100) 代入，得{58k 1+b 1=0,b 1=100.解得 {k 1=−160,b 1=100.∴y 甲=−160x +100当 58<x ≤74时，设 y 甲=k 2x +b 2．把 (58,0) 与 (74,180) 代入，得{58k 2+b 2=0,74k 2+b 2=180. 解得 {k 2=160,b 2=100.∴y 甲=160x −100．综上，当 0≤x ≤58 时，y 甲=−160x +100．当 58<x ≤74时，y 甲=160x −100．29. (3) 函数图象如下图．6.5 事件的概率一、选择题1. 在大量重复试验中，关于随机事件发生的频率与概率，下列说法正确的是（） A. 频率就是概率 B. 频率与试验次数无关 C. 频率是随机的，与概率无关D. 随着试验次数的增加，频率一般会越来越接近概率2. 两人各抛一枚硬币，则下面说法正确的是（）A. 每次抛出后出现正面或反面是一样的B. 抛掷同样的次数，则出现正、反面的频数一样多C. 在相同条件下，即使抛掷的次数很多，出现正、反面的频数也不一定相同D. 当抛掷次数很多时，出现正、反面的次数就相同了3. 在一个不透明的盒子里，装有4个黑球和若干个白球，它们除颜色外没有任何其他区别．摇匀后从中随机摸出一个球记下颜色，再把它放回盒子中，不断重复，共摸球40次，其中10次摸到黑球，则估计盒子中有白球（）A. 12个B. 16个C. 20个D. 30个4. 随机事件A出现的频率满足（）A. =0B. =1C. >1D. 0<<15. 绿豆在相同条件下的发芽试验，结果如下表：发芽的频率则绿豆发芽的概率估计值是（）A. 0.96B. 0.95C. 0.94D. 0.906. 小华练习射击，共射击600次，其中380次击中靶子，由此估计，小华射击一次击中靶子的概率是（）A. 38%B. 60%C. 约63%D. 无法确定7. 袋中有红球4个，白球若干个，它们只有颜色上的区别．从袋中随机地取出一个球，如果取到白球的可能性较大，那么袋中白球的个数可能是（）A. 3个B. 不足3个C. 4个D. 5个或5个以上8. 某小组做“用频率估计概率”的试验时，统计了某一结果出现的频率，绘制了如图的折线统计图，则符合这一结果的试验最有可能的是（）第8题图A. 在“石头、剪刀、布”的游戏中，小明随机出的是“剪刀”B. 一副去掉大小王的普通扑克牌洗匀后，从中任抽一张牌的花色是红桃C. 暗箱中有1个红球和2个黄球，它们只有颜色上的区别，从中任取一球是黄球D. 掷一个质地均匀的正六面体骰子，向上的面点数是4二、填空题9. 一个不透明的口袋里装有若干个除颜色外其他完全相同的小球，其中有6个黄球．将口袋中的球摇匀，从中任意摸出一个球记下颜色后再放回，通过大量重复上述试验发现，摸到黄球的频率稳定在30%，由此估计口袋中共有小球____个．10. 在一个不透明的盒子中装有n个小球，它们只有颜色上的区别，其中有2个红球，每次摸球前先将盒中的球摇匀，随机摸出一个球记下颜色后再放回盒中，通过大量重复试验后发现，摸到红球的频率稳定在0.2，那么可以推算出n是____．11. 一个口袋中装有大小完全一样的红、黄、绿三种颜色的玻璃球108个，小明通过多次摸球试验后，发现摸到红球的频率为25%，摸到黄球的频率为45%，摸到绿球的频率为30%，则可估计口袋中有红球____个，有黄球____个，有绿球____个．12. 一个盒子中有红球m个，白球8个，黑球n个，每个球除颜色不同外其他都相同，从中任取一个球，取得白球的概率与不是白球的概率相等，那么m与n的关系是________．答案一、1．D 2．C 3．A4．D 5．B6．C 7．D8．D二、9．20 10．10 11．27；49；2 12．m+n=86.6简单的概率计算一、选择题1．对“某市明天下雨的概率是75%”这句话，理解正确的是（）A．某市明天将有75% 的时间下雨B．某市明天将有75% 的地区下雨C．某市明天一定下雨D．某市明天下雨的可能性较大2．从分别标有数-3，-2，-1，0，1，2，3 的七张没有明显差别的卡片中，随机抽取一张，所抽卡片上的数的绝对值不小于2 的概率是（）A．B．C．D．3．一个不透明布袋里装有1个白球、2个黑球、3个红球，它们除颜色外均相同．从中任意摸出一个球，是红球的概率为（）A．B．C．D．4．一个十字路口的交通信号灯每分钟红灯亮30 s，绿灯亮25 s，黄灯亮5 s．当你抬头看信号灯时，它是绿灯的概率为（）A．B．C．D．二、填空题5．一只不透明的袋子中装有2个红球、3个白球，这些球除颜色外都相同，摇匀后从中任意摸出一个球，摸到红球的概率是．6．已知一包糖果共有5种颜色（糖果只有颜色差别），如图为这包糖果分布百分比的统计图，在这包糖果中任意取一粒，则取出糖果的颜色为绿色或棕色的概率是．第6题图7．如图，在4×4的正方形网格中，有3个小正方形已经涂黑，若再涂黑任意一个白的小正方形（每一个白色的小正方形被涂黑的可能性相同），使新构成的黑色部分的图形是轴对称图形的概率是．第7题图8．如图，在3×3的方格中，A，B，C，D，E，F分别位于格点上，从C，D，E，F四点中任取一点，与点A，B为顶点作三角形，则所作三角形为等腰三角形的概率是．第8题图三、解答题9．有背面完全相同的9张卡片，正面分别写有1~9这九个数字，将它们洗匀后背面朝上放置，任意抽出一张，记卡片上的数字为a，求数字a 使不等式组有解的概率．10．端午节期间，某商场为了吸引顾客，设立了一个可以自由转动的转盘（转盘被平均分成16份），并规定：顾客每购买100元的商品，就能获得一次转动转盘的机会，如果转盘停止后，指针正好对准红色、黄色或绿色区域，顾客就可以分别获得玩具熊、童话书、水彩笔．小明和妈妈购买了125元的商品，请你分析计算：（1）小明获得奖品的概率是多少；（2）小明获得玩具熊、童话书、水彩笔的概率分别是多少．第10题图11．某公司在联欢晚会上举行抽奖活动，在一个不透明的袋子中，分别装有写着整数2013，2014，2015，2016，2017 的五个小球．（1）若抽到奇数能获得自行车一辆，则员工小乐能获得自行车的概率是多少？（2）从中任意抽一个球，以球上的数作为不等式ax-2 015<0 中的系数a，求使该不等式有正整数解的概率．答案一、1．D 2．D 3．C4．C二、5．6．7．8．三、9．解：要使不等式组有解，则a≥6．∴符合题意的数有6，7，8，9 ，共有4个，∴数字a使不等式组有解的概率为．10．解：（1）∵转盘被平均分成16份，其中有颜色部分占6份，∴P（获得奖品）==．（2）∵转盘被平均分成16份，其中红色、黄色、绿色部分分别占1份、2份、3份，∴P（获得玩具熊）=，P（获得童话书）==，P（获得水彩笔）=．11．解：（1）∵整数2013，2014，2015，2016，2017中有3个奇数，∴P（员工小乐能获得自行车的概率）=．（2）∵ax-2 015<0，a>0，∴x<．要使该不等式有正整数解，则a<2 015，∴a可取2013，2014，∴P（该不等式有正整数解）=．6.7利用画树状图和列表计算概率一、选择题1. 甲、乙、丙三人站成一排拍照，则甲站在中间的概率是（）A. B. C. D.2. 同时抛掷三枚质地均匀的硬币，至少有两枚硬币正面向上的概率是（）A. B. C. D.3. 一个盒子装有除颜色外其它均相同的2个红球和3个白球，现从中任取2个球，则取到的是一个红球、一个白球的概率为（）A. B. C. D.4. 三张背面完全相同的数字牌，它们的正面分别印有数字“1”、“2”、“3”，将它们背面朝上，洗匀后随机抽取一张，记录牌上的数字并把牌放回，再重复这样的步骤两次，得到三个数字a，b，c，则以a，b，c为边长正好构成等边三角形的概率是（）A. B. C. D.5. 有6张看上去无差别的卡片，上面分别写着1，2，3，4，5，6，随机抽取一张后，放回并混在一起，再随机抽取一张，两次抽取的数字的积为奇数的概率是（）A. B. C. D.6. 质地均匀的骰子六个面分别刻有1到6的点数，掷两次骰子，得到向上一面的两个点数，则下列事件，发生可能性最大的是（）A. 点数都是偶数B. 点数的和为奇数C. 点数的和小于13D. 点数的和小于27. 在一个口袋中有4个完全相同的小球，把它们分别标号为1，2，3，4，随机地摸出一个小球然后放回，再随机地摸出一个小球，则两次摸出的小球的标号之和等于5的概率是（）A. B. C. D.。

2019-2020年人教版高中物理必修2 第六章《万有引力与航天》测试卷

第六章《万有引力与航天》测试卷一、单选题(共12小题)1.下列关于经典力学和相对论的说法，正确的是()A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例2.下列哪些运动不服从经典力学的规律()A．发射同步人造卫星B．电子绕原子核的运动C．云层在天空的运动D．子弹射出枪口的速度3.2013年6月10日上午，我国首次太空课在距地球300多千米的“天宫一号”上举行，如图所示的是宇航员王亚萍在“天宫一号”上所做的“水球”．若已知地球的半径为 6 400 km，地球表面的重力加速度为g＝9.8 m/s2，下列说法正确的是()A． “水球”在太空中不受地球引力作用B． “水球”相对地球运动的加速度为零C．若王亚萍的质量为m，则她在“天宫一号”中受到地球的引力为mgD． “天宫一号”的运行周期约为1.5 h4.以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是()A．开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方的速率均相等B．太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力C．牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间D．卡文迪许利用扭称实验测出了引力常量的数值5.关于万有引力定律和引力常量的发现历程，下列说法正确的是()A．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的B．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的D．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的6.继哥白尼提出”太阳中心说”，开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，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．爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论．这说明()A．世界无限大，人不可能认识世界B．人的意识具有能动性，能够随意地对客观世界说三道四C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化D．每一个认识都可能被后人推翻，人都不可能获得正确的认识7.若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为()A． 16 km/sB． 32 km/sC． 4 km/sD． 2 km/s8.据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600 N 的人在这个行星表面的重量将变为960 N.由此可推知，该行星的半径与地球半径的比值为()A． 0.5B． 2C． 3.2D． 49.第一宇宙速度是指()A．月球绕行地球的速度B．飞行器克服地球引力脱离地球的速度C．飞行器克服太阳引力脱离太阳系的速度D．飞行器在地面附近绕地球做匀速圆周运动时必须具有的速度10.2013年12月11日，“嫦娥三号”从距月面高度为100 km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15 km的椭圆轨道Ⅰ，由近月点Q成功落月，如图所示．关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是()A．沿轨道Ⅰ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期B．沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道ⅠC．沿轨道Ⅰ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度D．在轨道Ⅰ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做负功11.下列说法符合史实的是()A．第谷在行星观测数据基础上发现了行星的运动规律B．牛顿发现了万有引力定律并给出了万有引力常量的数值C．卡文迪许首次在实验室里测出了万有引力常量D．牛顿应用万有引力定律发现了海王星12.关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法中正确的是()A．天王星和海王星，都是运用万有引力定律，经过大量计算以后而发现的B．在18世纪已经发现的7颗行星中，人们发现第七颗行星——天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有一颗行星，是它的存在引起了上述偏差C．第八颗行星，是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经过大量计算而发现的D．天王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶合作研究后共同发现的二、填空题(共3小题)13.经典力学认为时间是________，质量是_________，空间是________．经典力学深入到高速领域将被______所代替，深入到微观领域将被________所代替．14.两行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星的圆轨道接近各自行星表面，如果两行星质量之比ⅠMB＝2Ⅰ1，两行星半径之比RAⅠRB＝1Ⅰ2，则两个卫星周期之比TaⅠTb＝________，向心加速度MA之比为________.15.对太阳系的行星，由公式＝，F＝，＝k可以得到F＝________，这个公式表明太阳对不同行星的引力，与________成正比，与________成反比．三、计算题(共3小题)16.如图是在同一平面不同轨道上同向运行的两颗人造地球卫星.设它们运行的周期分别是T1、T2(T1<T2)，且某时刻两卫星相距最近.问：(1)两卫星再次相距最近的时间是多少？(2)两卫星相距最远的时间是多少？17.宇宙间存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．已观测到的四星系统存在着一种基本的构成形式是：三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，第四颗星位于圆形轨道的圆心处，已知引力常量为G，圆形轨道的半径为R，每颗星体的质量均为m.求：(1)中心星体受到其余三颗星体的引力的合力大小；(2)三颗星体沿圆形轨道运动的线速度和周期．18.某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N，在火箭发射阶段，发现当飞船随火箭以a＝的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度)，其身体下方体重测试仪的示数为 1 220 N．已知地球半径R＝6 400 km.地球表面重力加速度g取10 m/s2(求解过程中可能用到＝1.03，＝1.02)．问：(1)该位置处的重力加速度g′是地面处重力加速度g的多少倍？(2)该位置距地球表面的高度h为多大？答案解析1.【答案】D【解析】相对论的建立并没有否定经典力学，而是认为经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形．所以A、B、C不对，D正确．2.【答案】B【解析】发射同步人造卫星、云层在天空的运动、子弹射出枪口的速度的运动都属低速，经典力学能适用．电子绕原子核的运动属于微观粒子运动，对于微观的情形经典力学不适用．3.【答案】D【解析】“天宫一号”是围绕地球运动的，即地球的万有引力提供了其做圆周运动的向心力，水球与“天宫一号”是一个整体，因此可知水球也受到地球引力作用，故A错误；水球受到地球引力而围绕地球做圆周运动，具有向心加速度，故B错误；若王亚萍的质量为m，则她在“天宫一号”中的加速度小于重力加速度的值，则受到地球的引力小于mg，故C错误；由万有引力提供向心力的表达式可得G＝mr，解得T＝.又GM＝gR2，可得T＝＝s≈5 436 s≈1.5 h，故D正确．4.【答案】D【解析】根据开普勒第二定律，可知行星在近日点的线速度大于行星在远日点的线速度，A错误；太阳对行星的引力与地球对月球的引力都属于万有引力，B错误；万有引力是普遍存在的，有质量的两物体间都存在万有引力，万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间，C错误；卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量G的数值，证明了万有引力定律的正确性，故D正确．5.【答案】D【解析】万有引力定律由牛顿发现的，万有引力常量是由卡文迪许测定的．6.【答案】C【解析】人类对客观规律的认识是长期的，曲折的，甚至是错误的．但人的意识具有能动性，通过不断的实践、概括，最终能够正确地反映客观世界．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化，故A、B、D错误，C正确．7.【答案】A【解析】第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星，其轨道半径近似等于地球半径，所受万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律得G＝m，解得v＝.因为行星的质量M′是地球质量M的6倍，半径R′是地球半径R的1.5倍，则＝＝＝2，故v′＝2v＝2×8 km/s＝16 km/s，A正确．8.【答案】B【解析】若地球质量为M0，则“宜居”行星质量为M＝6.4M0，由mg＝G得＝·＝，所以＝＝＝2，选项B正确.9.【答案】D【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星紧贴地球表面做圆周运动的速度．根据G＝m；得v ＝，故轨道半径越大，运行速度越小．故第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度．第一宇宙速度，又叫环绕速度，其值大小是7.9 km/s；第二宇宙速度，又叫脱离速度，其值大小是11.2 km/s；第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度．又叫逃逸速度，其值大小是16.7 km/s，故D正确，A、B、C错误．10.【答案】B【解析】根据开普勒第三定律＝k可知半长轴越大，运动周期越大，显然轨道Ⅰ的半长轴(半径)大于轨道Ⅰ的半长轴，故沿轨道Ⅰ运动的周期大于沿轨道Ⅰ运动的周期；沿轨道Ⅰ运动至P点时，要想进入轨道Ⅰ，需要在轨道Ⅰ的P点开始做向心运动，则需制动减速才能进入轨道Ⅰ；根据万有引力G＝ma，得：a＝G，则在P点的加速度小于在Q点的加速度；在轨道Ⅰ上由P点运行到Q点的过程中，根据开普勒第二定律可知：v Q>v P，则“嫦娥三号”的动能增加，故万有引力对其做正功，所以正确选项为B.11.【答案】C【解析】开普勒在行星观测数据基础上发现了行星的运动规律，故A错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许给出了万有引力常量的数值，故B错误；卡文迪许首次在实验室里测出了万有引力常量，故C正确；亚当斯和勒维耶利用万有引力定律发现了海王星，故D错误．12.【答案】B【解析】天王星是在1781年发现的，而卡文迪许测出引力常量是在1789年，在此之前人们还不能用万有引力定律做有实际意义的计算，A错误，B正确；太阳的第八颗行星即海王星是英国剑桥大学亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶各自独立地利用万有引力计算出轨道和位置，由德国的伽勒首先发现的，C、D错．13.【答案】绝对的不变的三维的相对论量子力学【解析】略14.【答案】1Ⅰ48Ⅰ1【解析】卫星做圆周运动时，万有引力提供圆周运动的向心力，有：G＝mR，得T＝2π.故＝·＝，由G＝ma，得a＝G，故＝·＝.15.【答案】行星的质量行星和太阳间距离的二次方【解析】＝k与F＝得F＝，再与＝k联立消去T可以得到F＝，这个公式表明太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比．16.【答案】(1)(2)(k＝0,1,2，…)【解析】(1)依题意，T1<T2，周期大的轨道半径大，故在外层轨道的卫星运行一周所需的时间长.设经过Δt两卫星再次相距最近.则它们运行的角度之差Δθ＝2π即t－t＝2π解得t＝.(2)两卫星相距最远时，它们运行的角度之差Δθ＝(2k＋1)π(k＝0,1,2，…)即t－t＝(2k＋1)π(k＝0,1,2，…)解得t＝(k＝0,1,2…).17.【答案】(1)零(2)2πR【解析】四星系统的圆周运动示意图如图所示(1)中心星体受到其余三颗星体的引力大小相等，方向互成120°.根据力的合成法则，中心星体受到其他三颗星体的引力的合力为零．(2)对圆形轨道上任意一颗星体，根据万有引力定律和牛顿第二定律有G＋2G cos 30°＝m，r ＝2R cos 30°.由以上两式可得三颗星体运动的线速度为v＝，三颗星体运动的周期为T＝＝2πR.18.【答案】(1)(2)128 km【解析】(1)飞船起飞前，对宇航员受力分析有G＝mg，得m＝84 kg.在h高度处对宇航员受力分析，应用牛顿第二定律有F－mg′＝ma，得＝.(2)根据万有引力公式，在地面处有G＝mg，在h高度处有G＝mg′.联立以上两式得h＝0.02R＝128 km.。

2019_2020学年高中物理第六章检测含解析教科版选修3_4

第六章检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分)1.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:由爱因斯坦狭义相对论基本假设可知选项A正确.答案:A2.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两项正确,C项错误;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:AB3.下列说法正确的是()A.如果木星上有一件事情发生,地球上的人可能同时看到B.地球上的人看到的是木星上很久以前发生的事C.快速行驶的列车上,车头和车尾上的人不能同时看到车中间发生的事D.快速行驶的列车上,车头和车尾上的人能同时看到车中间发生的事解析:由相对论的基本假设可知,选项B、D正确.答案:BD4.假设地面上有一列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和时钟(与地面时钟相比),观察结果是()A.一个矮胖子,时钟变慢B.一个瘦高个,时钟变快C.矮但不胖,时钟不快不慢D.瘦但不高,时钟变慢解析:根据长度的相对性,相对运动方向长度减小,垂直于运动方向上的长度不变,所以这个人瘦但不高.运动的时钟变慢,故选项D正确.答案:D5.关于时间和空间,在学习狭义相对论后我们应认识到 ()A.因为时间是绝对的,所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的B.空间与时间之间是没有联系的C.有物质才有空间和时间D.在一个确定的参考系中观察,运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关解析:经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的,是绝对的,空间与时间之间也是没有联系的,在相对论力学中,时间和空间是和物质的运动相联系的.只有在物质存在时才有空间和时间的概念,时间和空间是相互联系且是相对的.答案:CD6.惯性系S中有一边长为l的正方形(如图所示),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像是()解析:由相对论知识可知,沿运动方向,物体的长度将变短,而其他方向物体长度不会发生变化,因此选项C正确,选项A、B、D错误.答案:C7.如图所示,在一个高速转动的巨大转盘上,放着A、B、C三个时钟,下列说法正确的是()A.A时钟走时最慢,B时钟走时最快B.A时钟走时最慢,C时钟走时最快C.C时钟走时最慢,A时钟走时最快D.B时钟走时最慢,A时钟走时最快解析:由题图可知A、B、C三个时钟的线速度不同,其中C时钟的线速度最大.由相对论可知,选项C 正确.答案:C8.设某人在速度为0.5c的飞船上打开一个光源,则下列说法正确的是()A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cD.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c解析:根据狭义相对论的“光速不变原理”可知,真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的,所以真空中的光速相对于飞船的速度为c,相对于地面的速度也为c.答案:CD9.你站在一条长木杆的中央附近,并且看到木杆落在地上时是两头同时着地.所以,你认为这木杆是平着落到了地上.而此时飞飞同学正以接近光速的速度从木杆前面掠过,她看到B端比A端先落地,因而她认为木杆是向右倾斜着落地的.她的看法是()A.对的B.错的C.她应感觉到木杆在朝她运动D.她应感觉到木杆在远离她运动解析:当飞飞同学掠过木杆时,在她看来,木杆不仅在下落,而且还在朝她运动,正好像星体朝你的飞船运动一样.因此,在你看来,同时发生的两件事,在飞飞同学看来,首先在B端发生.答案:AC10.在地面附近有一高速飞过的火箭.关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是()A.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变快了B.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了C.火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D.火箭上的人看地面物体长度变小,时间进程变慢了解析:由狭义相对论公式可知,一个相对我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程,在我们看来,它的长度变短,它所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间长,惯性系速度越大,我们观察到的物体的长度越短,物理过程所经历的时间越长.故选项A错误,选项B、C、D正确.答案:BCD二、填空题(本题包含2小题,共20分)11.(8分)地球上A、B两地相距为l0,若飞船以接近光速的速度v经过A飞向B,地面上的人看来飞船经过t1时间从A到达B,在飞船内宇航员看来飞船经过t2时间从A到达B,则t1t2;在飞船内宇航员看来A、B两地相距为l,则l l0.(均选填“>”“=”或“<”)解析:根据相对论长度公式l=l0√1-v2v2可知,飞船驾驶员观测到A、B两点距离小于地面上人观测的距离,即l<l0;再由t=vv,通过比较得出t1>t2.答案:> <12.(12分)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则粒子运动时的质量等于其静止质量的倍,粒子运动速度是光速的倍.解析:依据爱因斯坦的质能方程E=mc2,宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则其质量等于其静止质量的k倍;再由相对论质量公式m=0√1-(v )2得vv=√v2-1v.答案:k √v2-1v三、计算题(本题包含4小题,共40分.计算题必须要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(10分)原长为15 m的飞船以v=9×103 m/s的速率相对地面匀速飞行时,从地面上测量,它的长度是多少?假设飞船的速率v=0.95c,从地面上测量,它的长度又是多少?解析:当飞船的速度为v=9×103m/s时,l=l0√1-(vv )2=15×√1-(9×1033×108)2m=14.99999999m,当飞船的速率v=0.95c时,l'=l0√1-(vv)2=15×√1-0.952m≈4.68m.答案:14.999 999 99 m4.68 m14.(10分)半人马座α星是离太阳系最近的恒星,它距地球 4.0×1016 m.设有一宇宙飞船自地球往返于半人马座α星之间.若宇宙飞船的速度为0.999c,按地球上的时钟计算,飞船往返一次需多长时间?若以飞船上的时钟计算,往返一次的时间又为多少?解析:以地球上的时钟计算Δt=vv =2×4.0×10160.999×3×10s≈2.67×108s≈8.47年;若以飞船上的时钟计算,因为Δt=√1-(v)所以得Δt'=Δv√1-(vv)2=2.67×108×√1-0.9992s≈1.19×107s≈137.7天.答案:8.47年137.7天15.(10分)某列长为100 m的火车若分别以v1=30 m/s和v2=2.7×108 m/s的速度做匀速直线运动,则对地面的观察者来说其长度分别缩短了多少?解析:l0=100m当火车以v1=30m/s的速度运动时,l1=v0√1-(vv )2=100×√1-(303×108)2m其长度缩短了Δl1=l0-l1=0.5×10-12m当火车以v2=2.7×108m/s的速度运动时,l2=v0√1-(v2v )2=100×√1-(2.7×1083×108)2m=43.6m其长度缩短了Δl2=l0-l2=56.4m.答案:0.5×10-12 m56.4 m16.(10分)一电子(m0=9.1×10-31 kg)以0.99c的速率运动.问:(1)电子的总能量是多大?(2)电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大?解析:(1)由爱因斯坦质能方程得E=mc2m=√1-(v )=-31√1-(v)kg=6.5×10-30kg电子总能量为E=mc2=6.5×10-30×(3×108)2J=5.85×10-13J.(2)电子经典力学的动能为E k=12v0v2电子相对论的动能为E k'=12vv2它们之比为v kv k'=12m0v212mv2=m0m=√1-(vc)2=0.14.答案:(1)5.85×10-13 J(2)0.14。

2022_2022学年高中物理第六章相对论单元测试含解析教科版选修3_4

章末过关检测(六)(时间：90分钟，总分值：100分)一、单项选择题(此题共7小题，每题4分，共28分.在每题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.如下图，强强乘坐速度为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，那么壮壮观测到该光束的传播速度为( )A ．0.4cB ．0.5cC ．0.9cD ．1.0c解析：选D ．根据光速不变原理，壮壮观测到的光传播速度仍为c ，D 项正确.2.列车静止时，车厢长度与沿轨道方向排列的相邻电线杆间距离相等.当列车以接近光速行驶，车上的乘客观测车厢长度与相邻电线杆间距离，所得出的结论是( )A ．车厢长度大于相邻电线杆间距离B ．车厢长度小于相邻电线杆间距离C ．向前观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离D ．向后观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离解析：选A ．在运动方向上由于有“尺缩效应〞，故长度变短，所以车厢长度大于相邻电线杆间距离.3.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像是( )解析：选C ．飞行器与被测正方形沿x 方向发生相对运动.由相对论时空观可知，在该方向上会发生长度收缩效应，因此该方向测得的长度小于l ，y 方向与相对运动方向垂直，故y 方向上测得的长度仍为l ，故正确答案为C ．4.大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸.除开始瞬间外，在演化至今的大局部时间内，宇宙根本上是匀速膨胀的.上世纪末，对1A 型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀.面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背后的原因，提出宇宙的大局部可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀.如果真是这样，那么标志宇宙大小的宇宙半径R 和宇宙年龄t 的关系，大致是下面哪个图像( )解析：选C ．由题意知，宇宙半径R 随t 增大先匀速增大后加速膨胀，加速膨胀过程中半径随t 增大急剧增大，图像C 符合.5.在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s 假设相对甲做匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s ，那么乙相对于甲的运动速度是( )A ．45c B ．35cC ．15c D ．25c 解析：选B ．由题意可知，Δt ′＝4 s ，Δt ＝5 s.由公式Δt ＝Δt ′1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2得，v ＝c1－⎝ ⎛⎭⎪⎫Δt ′Δt 2＝35c ，所以B 正确. 6.太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少.太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )A ．1036kg B ．1018kg C ．1013 kgD ．109kg解析：选D ．根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，得Δm ＝ΔE c 2＝4×1026(3×108)2 kg ≈4×109kg. 7.某宇航员要到离地球5光年的星球上去，如果希望把这路程缩短为3光年，那么他所乘飞船相对地球的速度为( )A ．0.5cB ．0.6cC ．0.8cD ．0.9c解析：选C ．根据公式l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2可知，令l ＝3光年，l 0＝5光年，就可求得v ＝0.8c .二、多项选择题(此题共3小题，每题6分，共18分.在每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)8.对相对论的根本认识，以下说法不正确的选项是( ) A ．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的 B ．爱因斯坦通过质能方程说明了质量就是能量C ．在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上的快D ．我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了解析：选BCD ．爱因斯坦的质能方程说明了质量和能量的相互联系，质量和能量是物体存在的两种形式，质量和能量是不同的概念，B 错误.再由相对论的根本原理可知，选项A 正确，C 、D 错误.9.以下说法正确的选项是( )A ．对同一物体的运动，选择的参考系不同，观察的结果可能不同B ．应用牛顿运动定律时，参考系的选取可以是任意的C ．相对地面静止或匀速直线运动的参考系是惯性系D ．牛顿运动定律是普遍适用的解析：选AC ．对同一物体的运动，参考系的选择不同，观察的结果可能不同，A 选项正确；牛顿运动定律是有适用范围的，只适用于惯性参考系，B 、D 选项错误；相对于惯性系做匀速直线运动的参考系都是惯性系，C 选项正确.10.在地面附近有一高速飞过的火箭.关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的选项是( )A ．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了B ．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C ．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D ．火箭上的人看地面物体长度变小，时间进程变慢了解析：选BCD ．因为表达式l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2和Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，可知l ＜l 0和Δt ＞Δτ，一个相对我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程，在我们看来，它的长度变短，它所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间长，惯性系速度越大，我们观察到的物体的长度越短，物理过程所经历的时间越长.故B 、C 、D 正确.三、非选择题(此题共6小题，共54分，按题目要求作答.计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(6分)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍，那么粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍.解析：由E 0＝m 0c 2，E ＝mc 2得m m 0＝EE 0＝k 由m ＝m 01－v 2c 2得，v c ＝k 2－1k .答案：kk 2－1k12.(6分)以速度v 绕地球旋转的人造卫星，它的时间Δt ′和地球上同时测量的时间Δt 的关系是____________.卫星上的长度为l ′，在地球上测量的长度是______________.答案：Δt ＝Δt ′1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2 l ′1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 213.(8分)一观察者测得运动着的米尺长度为0.5 m ，静止时长度为1 m ，求此米尺以多大的速度移动.解析：以观察者测得的长度为l ，米尺的长度为l ′，那么满足长度相对性公式l ＝l ′1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，进行变形可解v .根据l ＝l ′1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2可得，v ＝c l ′2－l 2l ′代入数据得v ＝0.866c ≈2.60×108m/s. 答案：2.60×108m/s14.(10分)一电子以0.99c 的速率运动.问： (1)电子的总能量是多少？(2)电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少？(电子静止质量m 0＝9.1×10－31kg)解析：(1)电子的总能量为：E ＝mc 2＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2·c 2＝9.1×10－311－⎝ ⎛⎭⎪⎫0.99c c 2×(3×108)2 J ≈5.8×10－13J.(2)电子的经典力学动能为E k ＝12m 0v 2＝12m 0(0.99c )2相对论的动能为E k ′＝E －E 0＝mc 2－m 0c 2 E kE k ′＝0.08. 答案：(1)5.8×10－13J (2)0.0815.(12分)1901年，德国科学家考夫曼在确定β射线比荷的实验中首先观测到，电子比荷与速度有关，他假设电子的电荷不随速度而改变，那么它的质量就要随速度的增加而增加.实验结果如下图.请用质速关系公式，计算电子在0.6c 和0.8c 下的质量，并和实验数据比照.解析：设电子静止质量为m 0，电子在0.6c 时的质量为m 1＝m 01－v 2c2＝m 01－(0.6c )2c 2＝1.25m 0.电子在0.8 c 时的质量为m 2＝m 01－v2c2＝m 01－(0.8c )2c 2≈1.7m 0.和实验数据比拟，吻合得很好.答案：1.25m 0 1.7m 0 和实验数据比拟，吻合得很好16.(12分)设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c 的速率向东飞行，5.0 s 后该飞船将与一个以0.80c 的速率向西飞行的彗星相碰撞.试问：(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动？(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以防止与彗星碰撞？解析：(1)这是一个相对论速度变换问题.取地球为S 系，飞船为S ′系，向东为x 轴正向.那么S ′系相对S 系的速度v ＝0.60c ，彗星相对S 系的速度u x ＝－0.80c .由速度变换可得所求结果.结果u ′x ＝u x －v 1－vu x c2＝－0.946c .即彗星以0.946c 的速率向飞船靠近. (2)由时间间隔的相对性知Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2＝5.0 s 解得Δτ＝4.0 s.答案：(1)0.946c (2)4.0 s。

高中物理第6章相对论与天体物理综合检测鲁科版选修34

第6章相对论与天体物理(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分，第1－4小题只有一项符合题目要求，第5－7小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得4分，有选错或不选的得0分)1．下列说法中正确的是( )A．相对性原理能简单而自然地解释电磁学的问题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－vC．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．迈克尔孙—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【解析】相对性原理简单而自然，但在电磁学的领域里，涉及相对哪个参考系才成立的问题，故选项A错误；根据狭义相对论的光速不变原理知，选项B、C错误，D正确．【答案】 D2．(2010·北京高考)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】狭义相对论的两条假设分别是：在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同．【答案】 A3．如图1所示，强强乘坐速度为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0.5 c，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1A．0.4 c B．0.5 cC．0.9 c D．1.0 c【解析】根据光速不变原理，壮壮观测到的光束传播速度仍为c，D项正确．【答案】 D4．(2013·福州一中检测)假设地面上有一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】由长度缩短效应可知，沿运动方向长度缩短，即人变瘦，而与运动方向垂直的方向上长度不变，因此人的高度未变，故正确答案为D.【答案】 D5．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．洛伦兹发现了电磁感应定律C．麦克斯韦预言了电磁波的存在D．相对论的创立表明经典力学已不再适用【解析】了解部分物理学史：牛顿发现万有引力定律；法拉第发现电磁感应定律；麦克斯韦预言了电磁波的存在；相对论的创立表明了经典力学有一定的适用范围：适用于低速，宏观．【答案】AC6．(2013·三亚检测)下列说法正确的是( )A．哈勃发现的“红移”现象说明远处的星系正急速的远离我们而去B．哈勃发现的“红移”现象说明地球是宇宙的中心C．“新星”和“超新星”是刚刚产生的恒星D．“超新星”和“新星”的产生说明恒星正在不断灭亡【解析】哈勃发现的“红移”现象说明远处的星系在远离我们，但不能说明我们就处于宇宙的中心，只能说明我们与远处的星系存在相对运动．故A对B错．“新星”和“超新星”是恒星消亡时的一种现象故C错D对．【答案】AD7．下列说法中正确的是( )A．万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释B．电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释C．狭义相对论是惯性参考系之间的理论D．万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架【解析】狭义相对论理论认为电磁相互作用的传播速度c是自然界中速度的极限，而星球的运动不能够以超过光速的速度影响到远处的另一个星球，所以万有引力理论无法纳入狭义相对论，故选项A错误，B、D正确．狭义相对论是惯性参考系之间的理论，故选项C 正确．【答案】BCD二、非选择题(本题共5小题，共58分．按题目要求作答．解答题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．)8．(6分)假如一对孪生兄弟A和B，其中B乘坐速度为v＝0.9c的火箭飞往大角星，而后又飞回地球．根据A在地球上的观测，大角星离地球有40万光年远，这次B往返飞行经历时间为80.8年．如果B在离开地球时，他们的年龄都为20岁，则当B回到地球时，A的年龄为________岁，B的年龄为________岁．【解析】设B 在火箭惯性系中经历的时间为t′，根据时间延缓效应得：t ＝t ′1－v2c2，即80.8＝t ′1－0.92，解得t′＝35.2年．所以B 回到地球时的年龄为20＋35.2＝55.2(岁)．A的年龄为100.8岁．【答案】 100.8 55.2图29．(8分)地面上A 、B 两个事件同时发生．如图2所示，对于坐在火箭中沿两个事件发生地点A 、B 连线飞行的人来说，哪个事件先发生？【解析】以地面为参考系，A 、B 两个事件同时发生，即如在A 、B 连线中点C 放一时钟，将同时接收到来自A 、B 的信号．设想该时钟以与火箭相同的速度飞行，则先接收到来自B 的信号，后接收到来自A 的信号，即以火箭(或火箭上的人)为参考系，B 事件先发生．【答案】见解析10．(12分)一静止长度为4.0 m 的物体，若以速度0.60c 沿x 轴相对某惯性系运动，试问从该惯性系来测量，此物体的长度为多少？【解析】 l ＝l 01－（v c）2＝3.2 m(由收缩公式得)．【答案】 3.2 m11．(16分)假设一宇宙飞船相对于地面的观察者以0.9c(c 为真空中光速)的速度在太空中飞行，其上一只完好的表记录它飞行了3 s ，求这段时间内地面上的观察者观察到飞船运动的路程．【解析】地面上观察者观察的时间Δt ＝Δt ′1－（v c）2＝31－（0.9）2s ≈6.9 s ．飞船运动路程s ＝0.9c Δt ＝0.9×3×108×6.9 m ≈1.86×109m.【答案】 1.86×109m12．(16分)地球上一观察者，看见一飞船A 以速度2.5×108m/s 从他身边飞过，另一飞船以速度2.0×108m/s 跟随A 飞行．求：(1)A 上的乘客看到B 的速度是多少？ (2)B 上的乘客看到A 的速度是多少？【解析】 (1)A 上的乘客看到地面的速度为u′＝－2.5×108m/s ，B 相对于地面的速度为v ＝2.0×108m/s ，则A 上的乘客看B 的速度为：u ＝u ′＋v 1＋（u′v/c 2）＝－2.5×108＋2.0×1081＋－2.5×108×2×108（3×108）2m/s ＝－1.125×108m/s.(2)同理B 看A 的速度为1.125×108m/s. 【答案】 (1)－1.125×108m/s (2)1.125×108m/s。

高中物理第6章相对论与天体物理章末过关检测(六)(含解析)鲁科版选修3-4-鲁科版高二选修3-

章末过关检测〔六〕〔时间：60分钟，总分为：100分〕一、单项选择题〔此题共6小题，每一小题6分，共36分，在每一小题给出的四个选项中，只有一个选项正确〕1.爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的重大革命，因为它〔〕A.否认了牛顿经典力学的根本原理B.修正了经典力学理论的局部内容C.揭示了时间、空间并非是绝对不变的属性D.全部理论都是建立在实验的根底之上的解析：选C.相对论并没有否认经典力学规律，只是将其纳入为相对论理论下的一种特例，A、B错误，C正确.相对论是一种假说，并不是直接建立在实验根底之上的，D错误.2.关于狭义相对论，如下说法不正确的答案是〔〕A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是一样的B.狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C.狭义相对论只涉与无加速度运动的惯性系D.狭义相对论任何情况下都适用解析：选D.根据狭义相对论的根本假设可知，选项A、B正确；狭义相对论只涉与惯性参考系，不涉与非惯性参考系，选项D错误，选项C正确.3.关于广义相对论和狭义相对论之间的关系，如下说法正确的答案是〔〕A.它们之间没有任何联系B.有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C.狭义相对论能够解决时空弯曲问题D.为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论解析：选D.狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能对于惯性参考系来讲，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进展解决.4.如下关于爱因斯坦质能方程的说法中，正确的答案是〔〕A.只有运动物体才具有能量，静止物体没有质能B.一定的质量总是和一定的能量相对应C.E ＝mc 2中能量E 其实就是物体的内能 D.由ΔE ＝Δmc 2知质量与能量可以相互转化解析：选B.物体具有的质量与质量对应的能量称为质能，E ＝mc 2明确质量与能量之间存在一一对应的关系，物体吸收或放出能量，如此对应的质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化，应当选项D 错误，B 正确；静止的物体也具有能量，称为静质能E 0，E 0＝m 0c 2，m 0叫做静质量；E ＝mc 2中能量E 包括静质能E 0和动能E k ，而非物体的内能，应当选项A 、C 错误.5.据报道，欧洲大型强子对撞机〔LHC 〕“开足马力〞后能把数以百万计的粒子加速至每秒钟30万公里，相当于光速的99.9%，粒子流每秒可在隧道内狂飙11 245圈，单束粒子能量可达7万亿电子伏特.如下说法正确的答案是〔〕 A.如果继续对粒子进展加速，粒子的速度将能够达到光速 B.如果继续对粒子进展加速，粒子的速度将能够超过光速 C.粒子高速运动时的质量将大于静止时的质量 D.粒子高速运动时的质量将小于静止时的质量解析：选C.根据相对论，如果继续对粒子加速，粒子速度不可以达到光速，选项A 、B 错误.由相对论质量公式可知，粒子高速运动时的质量大于静止时的质量，选项C 正确，D 错误. 6.某物体的速度使其质量增加10%，如此此物体在其运动方向上缩短了〔〕 A.10% B ．90% C.1011D ．111解析：选D.由相对论知m m 0＝m 01－v 2c 2m 0＝11－v 2c2＝110%，又根据尺缩效应公式知l ＝l ′1－v 2c2故Δl l ′＝l ′－l l ′＝1－l1－v 2c 2l ＝1－1011＝111. 二、多项选择题〔此题共4小题，每一小题6分，共24分.在每一小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分〕7.接近光速飞行的飞船和地球上各有一只一样的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，如下说法正确的有〔〕 A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快 B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C.地球上的人观测到地球上的钟较快D.地球上的人观测到地球上的钟较慢解析：选AC.相对论告诉我们，运动的钟会变慢，由于飞船上的人观测飞船上的钟是静止的，观测到地球上的钟是运动的，因此飞船上的人观测到飞船上的钟相对于地球上的钟快，A 项正确，B 项错误；同样，地球上的人观测到飞船上的钟是运动的，地球上的钟是静止的，因此地球上的人观测到地球上的钟比飞船上的钟快，C 项正确，D 项错误. 8.如下问题需要用相对论来进展解释的是〔〕 A.“嫦娥一号〞的运行轨迹的计算 B.喷气式飞机的空中运行 C.人造太阳的反响过程 D.红矮星的演变过程解析：选CD.但凡高速、微观、强引力问题都需要用相对论来进展解释；C 选项中的过程属于微观的情况，D 选项中的过程属于强引力的情况. 9.关于E ＝mc 2的应用，如下说法正确的答案是〔〕A.公式E ＝mc 2也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量B.公式E ＝mc 2适用于核反响堆中的核能的计算，不适用于电池中的化学能的计算C.公式E ＝mc 2只适用于计算核反响堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量D.公式E ＝mc 2适用于任何类型的能量的计算解析：选AD.公式E ＝mc 2适用于任何类型的能量，所以选项A 、D 正确. 10.按照爱因斯坦的广义相对论，如下说法中正确的答案是〔〕 A.天体之间的引力作用是时空弯曲的原因 B.光线经过太阳附近时会发生弯曲C.氢原子发射的光从太阳传播到地球时，它的频率要比地球上氢原子发射的光的频率低D.光在真空中任何情况下都是沿直线传播的解析：选ABC.根据广义相对论，物质的引力会使光线弯曲.引力越强弯曲越厉害，因此在地球上看到星体的位置与实际位置不符.在引力强的星球附近时间进程比拟慢，原子发光的频率低，故A 、B 、C 正确，D 错误.三、非选择题〔此题共3小题，共40分.解答时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〕 11.〔12分〕某人测得一静止棒长为l 、质量为m ，于是求得此棒的线密度为ρ.假定此棒以速度v 在棒长方向上运动，此人再测棒的线密度应为多少？⎝⎛⎭⎪⎫线密度ρ＝m l解析：棒〔K 系〕以速度v 相对观察者〔K ′系〕沿棒长方向运动，静止棒长l 是固有长度，所以，运动时长度为l ′＝l 1－v 2c2 运动质量m ′＝m1－v 2c2如此线密度ρ′＝m ′l ′＝m l ⎝ ⎛⎭⎪⎫1－v 2c 2＝ρ1－v 2c 2. 答案：ρ1－v 2c212.〔12分〕设质子的质量为m 0，真空中光速为c ，当两个质子都以0.9c 的速度相向运动时，实验室中的观察者观察到的两个质子的总动能为多少？解析：每个质子以0.9c 的速度运动，质量为m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c2＝m 01－0.92，由质能方程得质子运动时能量为E ＝mc 2≈2.29m 0c 2，质子静止时能量为E 0＝m 0c 2，质子的动能为E k ＝E －E 0＝2.29m 0c 2－m 0c 2＝1.29m 0c 2，两个质子的动能总和为2E k ＝2.58m 0c 2. 答案：见解析13.〔16分〕设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c 的速率向东飞行，5.0 s 后该飞船将与一个以0.80c 的速率向西飞行的彗星相碰撞.试问：〔1〕飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动？〔2〕从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以防止与彗星碰撞？解析：〔1〕这是一个相对论速度变换问题，取地球为S 系，飞船为S ′系，向东为x 轴正向，如此S ′系相对S 系的速度v ＝0.60c ，彗星相对S 系的速度u x ＝－0.80c ，由速度变换公式可得所求结果.u x ′＝u x －v1－vu x c2＝－0.946c ，即彗星以0.946c 的速率向飞船靠近.〔2〕由时间间隔的相对性有Δt ＝Δt ′1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2＝5.0 s解得Δt ′＝4.0 s.答案：〔1〕0.946c 〔2〕4.0 s。

高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性测试题必修2

第六节经典力学的局限性A级抓基础1．(多选)关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是( )A．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律B．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律C．牛顿物理学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律D．牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律解析：牛顿物理学的运动规律适用于低速、宏观物体，而爱因斯坦的狭义相对论适用于高速、微观世界．答案：BC2．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指( )A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域B．地球表面上的物质世界C．人眼能看到的物质世界D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界解析：前三个选项说的当然都属于“宏观世界”，但都很片面，没有全面描述，本题应选D.答案：D3．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．卡文迪许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，把物理学推进到高速领域解析：万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里的验证是卡文迪许进行的，A、B错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观运动仍适用，C错；狭义相对论的建立是人类取得的重大成就，从而把物理学推进到高速领域，D对．答案：D4．(多选)下列现象中能用牛顿的经典力学解释的是( )A．高速公路上行驶的汽车B．空气中下落的雨滴C．原子核外电子绕核的转动D．空气中漂浮的肥皂泡解析：经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界．高速公路上行驶的汽车、空气中下落的雨滴、空气中漂浮的肥皂泡都属于宏观、低速范畴，经典力学适用，A、B、D对．原子核外电子绕核的转动属于微观现象，经典力学不适用，C错．答案：ABD5．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是( )A．狭义相对论和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论B．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例C．经典力学只适用于宏观物体的运动，量子力学只适用于微观粒子的运动D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的解析：相对论没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形，选项A错误、B正确．经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，量子力学适用于任何大小的物体系统，选项C、D错误．答案：BB级提能力6．牛顿时空观也叫经典时空观，下列关于经典时空观及经典力学的说法正确的是( )A．经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的B．经典力学的基础是牛顿运动定律，它适用于宏观和微观世界C．在经典力学中，物体的质量是随运动状态而改变的D．经典力学也适用于高速运动的宏观物体解析：经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的，故A正确；经典力学的基础是牛顿运动定律，它适用于宏观世界，不适应于微观世界，故B错误；在经典力学中，物体的质量是不随运动状态而改变的，故C错误；经典力学适用于宏观、低速、弱引力的情况，故D错误．故选A.答案：A7．(多选)下面说法中正确的是( )A．当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别B．当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别C．当普朗克常量h(6.63×10－34 J·s)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别D．当普朗克常量h(6.63×10－34 J·s)不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别解析：经典力学可以认为是相对论物理学在低速、宏观状态下的特例，因此正确的选项为A、C.答案：AC8．下列说法正确的是( )A．经典力学能够说明微观粒子的规律性B．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动的物体C．相对论与量子力学的出现，说明经典力学已失去意义D．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍适用解析：经典力学适用于宏观、低速物体．新的学说的出现，是一种完善和拓展，经典力学并没有失去其存在的意义．答案：B9．如图所示，强强乘坐速度为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( )A．0.4c B．0.5cC．0.9c D．1.0c解析：根据光速不变原理，在一切惯性参考系中测量到真空中的光速c都一样，而壮壮所处参考系即为惯性参考系，因此壮壮观察到的光速为1.0c，选项D正确．答案：D高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

鲁科版高中物理必修二第六章相对论与量子论初步单元检测

鲁科版高中物理必修二第六章相对论与量子论初步单元检测一、单选题1.处于n=5能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有（）A. 6种B. 8种C. 10种D. 15种2.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原于在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（）A. 氢原子由基态跃迁到n=3能级时会放出能量为12.09eV的光子B. 一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光C. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eVD. 用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原于跃迁到激发态3.下列说法正确的是（）A. 重核裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能B. 氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射出两种不同频率的光C. 比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要放出能量D. β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的4.一个X核与一个氚核结合成一个氦核时放出一个粒子Y，由于质量亏损放出的能量为△E，核反应方程是X+ H→ He+Y；Y可以通过释放一个电子而转化为质子．下列说法中不正确的是（）A. Y是中子B. U可以俘获Y发生裂变反应C. X+ H→ He+Y是原子核的人工转变方程D. 核反应X+ H→ He+Y中亏损的质量为5.下列说法中正确的是（）A. 卢瑟福通过a粒子散射实验证实了在原子内部存在质子B. 波尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了所有原子光谱的实验规律C. 氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核D. 铀核（U）衰变成铅核（Pb）要经过8次α衰变和6次β衰变6.一个氘核和一个氚核聚变成一个氦核，其核反应方程是，以下说法正确的是( )A. X是质子，反应过程中有质量亏损B. X是中子，反应过程中有质量亏损C. X是质子，反应过程中没有质量亏损D. X是中子，反应过程中没有质量亏损7.在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子．设正、负电子的质量在对撞前均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则对撞后转化成光子的波长等于（）A. B. C. D.8.中国“北斗三号”全球组网卫星计划将在2019年7月左右进行首次发射．“北斗三号”采用星载氢原子钟，其精度将比“北斗二号”的星载铷原子钟提高一个数量级．如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是（）A. 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子B. 欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09eV 的光子照射C. 当氢原子从n=5的状态跃迁到n=3的状态时，要吸收光子D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射金属铂（逸出功为6.34eV）时不能发生光电效应9.在一高速列车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为( )A. 洞口为椭圆形，长度变短B. 洞口为圆形、长度不变C. 洞口为椭圆形、长度不变D. 洞口为圆形，长度变短10.氘和氚发生聚变反应的方程式是：H+ H→ He+ n+17.6MeV，若有2g氘3g氚全部发生聚变反应，N A为阿伏加德罗常数，则释放出的能量是（）A. N A×17.6MeVB. 2N A×17.6MeVC. 3N A×17.6MeVD. 5N A×17.6MeV11.下列氢原子的线系中对波长最短波进行比较，其值最小的是( )A. 巴耳末系B. 莱曼系C. 帕邢系D. 布喇开系二、多选题12.如图为氢原子能级图．下列说法正确的是（）A. 一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7eV的光子B. 一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为2eV的光子C. 大量处于n=3能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子D. 用能量为10eV和3.6eV的两种光子同时照射大量氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离13.如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是（）A. 从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时所发出的光的波长最短B. 这群氢原子能发出3种频率不同的光，且均能使金属钠发生光电效应C. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eVD. 从n=3的激发态跃迁到基态时所发出的光能使金属钠发生光电效应，且使光电子获得最大初动能14.下列说法中正确的是（）A. 一群氢原子处于n=3的激发态向较低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子B. 一个氢原子由n=3的激发态向低能级跃迁，最多可放出二种频率的光子C. 实际上，原子中的电子没有确定的轨道，所以玻尔的氢原子模型是没有实际意义的D. α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构15.氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，则另一个波长可能是（）A. λ1+λ2B. λ1﹣λ2C.D.三、填空题16.He核的平均结合能为7.1MeV，H核的平均结合能为1.61MeV，两个氘（H）核结合成一个氦核释放的结合能△E=________．17.按照玻尔的原子理论，氢原子中的电子离原子核越近，氢原子的能量________ （选填“越大”或“越小”）．已知氢原子的基态能量为E1（E1＜0），基态氢原子中的电子吸收一个频率为ν的光子被电离后，电子的动能为________（普朗克常量为h）．18.氢原子的能级如图所示，当氢原子从n=3向n=2的能级跃迁时，辐射的光子照射在某金属上，刚好能发生光电效应，则该金属的逸出功为________eV．现用光子能量为12.75eV的光照射一群处于基态的氢原子，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有________种．19.质子的质量m p，中子的质量为m n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为________（真空中的光速为c）四、计算题20.一个氘核和一个氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量．计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程．21. 21世纪，宇航员要在空间站中长期生活，为了克服失重带来的不利影响，有一种设计中的空间站看起来像个大车轮，它绕轴自转，其上各点都有一个指向转动轴的向心加速度，以空间站为参考系，与它一起旋转的物体都受到一个背离转动轴的惯性力，这样就人为造出一个重力，若空间站半径是50 m，为了使边缘处的自由落体加速度与地球表面相同，空间站每分钟应转多少转？如果半径是100 m呢？五、综合题22.用质子轰击锂核生成两个α粒子，已知质子、α粒子、锂核的质量分别为m H、mα、m Li．（1）写出核反应方程：________．（2）该核反应的质量亏损△m=________．（3）该核反应释放的能量△E=________．23.1个质子的质量m p=1.007 277u，1个中子的质量m n=1.008 665u．氦核的质量为4.001 509u．这里u表示原子质量单位，1u=1.660 566×10﹣27kg．（已知：原子质量单位1u=1.67×10﹣27kg，1u相当于931.5MeV）（1）写出核反应方程；（2）计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量；（3）氦核的平均结合能？答案解析部分一、单选题1.【答案】C2.【答案】C3.【答案】A4.【答案】C5.【答案】D6.【答案】B7.【答案】C8.【答案】B9.【答案】D10.【答案】A11.【答案】B二、多选题12.【答案】B,C13.【答案】C,D14.【答案】B,D15.【答案】C,D三、填空题16.【答案】21.96MeV17.【答案】越小；hν+E118.【答案】1.89；519.【答案】(m p+m n﹣m）c2四、计算题20.【答案】解答：根据质量数守恒，新核的质量数：m=2+3﹣1=4根据电荷数守恒，新核的电荷数：z=1+1﹣0=2所以新核是氦核，核反应方程式为：2克氘的物质的量是1mol，3克氚的物质的量也是1mol，所以它们一起产生1mol的氦核，放出的热量是：=E o xN A=17.6x6.02x1023=1.06×1025MeV答：2克氘和3克氚聚变放出的能量是1.06×1025MeV ，该核反应方程是：21.【答案】在空间站的边缘，物体所受的惯性离心力为，物体所受的重力,题目要求，由此解出.这个角速度折合每分钟4.2转.由于所需角速度跟空间站半径的二次方根成反比，所以如果半径是100m，转速可以降为每分钟3.0转。

2020年高中物理鲁教版必修2第6章《相对论和量子论初步》测试卷

第6章《相对论与量子论初步》测试卷一、单选题(共15小题)1.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，v A>v B，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2.为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击铀原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是()A． ΔE＝(m1－m2－m3)c2 B． ΔE＝(m1＋m3－m2)c2C． ΔE＝(m2－m1－m3)c2 D． ΔE＝(m2－m1＋m3)c23.话说有兄弟俩个，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4.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是()A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D．电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释5.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6.惯性系S中有一边长为l的正方形(如下图所示)，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()A．B．C．D．7.在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是()A．运动中的物体，其质量无法测量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．物体质量并不随速度变化而变化8.广东省虎门大桥全长近15 km，在500 m高空有一架与大桥平行匀速飞行的飞机，飞机上人员看到大桥的长度将是()A．大于15 km B．等于15 km C．小于15 kmD．飞机飞行越快，大桥将变得越长9.光子的能量是由下列哪个物理量决定的()A．光的波长B．光的频率C．光的传播速度D．介质的性质10.一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，若都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大()A．摩托车B．有轨电车C．两者都增加D．都不增加11.质子的质量为m p，中子的质量为m n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为()A． (m p＋m n－m)c2 B． (m p＋m n)c2C．mc2 D． (m－m p)c212.下列有关光的波粒二象性的说法中，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一种粒子C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D．大量光子的行为往往显示出粒子性13.两相同的米尺，分别静止于两个相对运动的惯性参考系S和S′中，若米尺都沿运动方向放置，则()A．S系的人认为S′系的米尺要短些B．S′系的人认为S系的米尺要长些C．两系的人认为两系的米尺一样长D．S系的人认为S′系的米尺要长些14.有关物体的质量与速度的关系的说法，正确的是() A．物体的质量与物体的运动速度无关B．物体的质量随物体的运动速度增大而增大C．物体的质量随物体的运动速度增大而减小D．当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零15.关于光的本性，下列说法错误的是()A．光的波粒二象性说明光既与宏观中波的运动相同，又与宏观中粒子的运动相同B．大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性C．光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性D．光既有波动性，又具有粒子性，二者并不矛盾二、填空题(共2小题)16.普朗克提出了能量子与频率成________(填“正比”或“反比”)的观点，如果能量子的能量用ε来表示，它的数值等于辐射光子的频率ν乘以一个常量h，即________，h称作普朗克常量，实验测得h＝________ J·s.17.设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．三、计算题(共3小题)18.设想在人类的将来实现了星际航行，即将火箭发射到邻近的恒星上去，火箭相对于日心－恒星坐标系的速率为v＝0.8c，火箭中静止放置长度为1.0 m的杆，杆与火箭方向平行，求在日心－恒星坐标系中测得的杆长．19.如果观察者测出一个高速运动的电子质量为2m0，问电子速度为多大？(m0为电子的静止质量)20.在静止系中的正方立体每边长L0，另一坐标系以相对速度v平行于立方体的一边运动．问在后一坐标系中的观察者测得的立方体体积是多少？答案解析1.【答案】A【解析】在火箭A看来，地面和火箭B都高速远离自己，由τ＝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v A>v B，故地面的时钟最慢，因此A正确，B、C、D错误．2.【答案】B【解析】3.【答案】C【解析】根据公式τ＝可知，物体的速度越大，其时间进程越慢．4.【答案】C【解析】电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．5.【答案】A【解析】狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描述运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等．所以只有选项A正确．6.【答案】C【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轴上的边长不变，故C对．7.【答案】B【解析】根据狭义相对论m＝可知，在宏观物体的运动中，v≪c，所以m变化不大，而不是因为质量太大或无法测量．8.【答案】C【解析】由于飞机相对大桥是运动的，因此在飞机上观察者看来，大桥要缩短，故C正确．9.【答案】B【解析】光子的能量ε＝hν，h是普朗克常量，故光子的能量与光子的频率成正比，所以B正确，A、C、D错误．10.【答案】B【解析】对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能量却是它自己带来的．能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车．能量与质量相对应，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度的增加而增大．11.【答案】A【解析】12.【答案】C【解析】一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以，不能说有的光是波，有的光是粒子．虽然光子与电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静质量，光子不是实物粒子，没有静质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以，不能说光子与电子是同样的一种粒子．光的波粒二象性的理论和实验表明，大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性．光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，其光子能量越大，个别或少数光子的作用就足以引起光接收装置的反应，所以其粒子性就很显著．13.【答案】A【解析】14.【答案】B【解析】15.【答案】A【解析】光的波粒二象性是微观世界特有的规律，既不能理解成宏观概念中的波，也不能把光子简单看成宏观概念中的粒子．16.【答案】正比ε＝hν 6.63×10－34【解析】17.【答案】k【解析】由E＝mc2得＝＝k，所以m＝km0.由m＝得＝＝k，得v＝c.18.【答案】0.6 m【解析】由尺缩效应知：l＝l0，将l0＝1.0 m，v＝0.8c代入得到l＝0.6 m.19.【答案】0.866c【解析】将，代入得．20.【答案】L【解析】本题中立方体相对于坐标系以速度v运动，一条边与运动方向平行，则坐标系中观察者测得该条边的长度为L＝L0测得立方体的体积为V＝L L＝L.。