专题14 相对论初步相关-【好题汇编】1年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（上海专用）

专题14 相对论初步相关 （上海市2023年高中学业水平合格性考试卷）真空中光速为c。如图为一车厢，向右作匀速直线运动，v=0.9c，车厢内中心有一光源，上方有一个接收器，车厢内可视为真空。 5．在地面上的观察者看来，光源发出的闪光（　　） A．同时到达车厢前壁和后壁 B．先到达前壁 C．不会到达前壁和后壁 D．先到达后壁 6．发出闪光时，开始计时，待接收器接收后结束计时，车厢内的人计时为t1，站在地面上的人计时为t2，则（　　） A．t1<t2 B．t1=t2 C．t1>t2 7．车厢内的人测得车厢长为L，则地面上的人测得车厢长为（　　） A．L B． C． （上海市松江区2024届高三物理二模试卷）二、太空电梯 太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，如图是太空电梯升降舱与地球同步轨道上的太空站相连。将乘客送入距地球高度h约米的一座太空站。地球的质量约为，地球的半径R约为，引力常量。 6．太空站中漂浮的水珠呈完美的球形，原因是 。 7．太空站的速度 第一宇宙速度（选涂：A．大于 B．等于 C．小于）；周期约为 小时。 8．地面上观察者测出高速上升的太空电梯从地面到太空站的时间为，而乘客测得的时间为，则下列选项正确的是（　　） A． B． C． 9．（简答）如图为加速度a与太空电梯距地心的距离r的关系图像，图线A为地球对太空电梯的引力产生的加速度大小，图线B表示太空电梯静止时的向心加速度大小，R表示地球半径。求： （1）太空电梯从地表以的加速度启动，质量为m的乘客承受的压力F；为了安全，乘客应保持什么姿势； （2）太空电梯匀速上升阶段乘客受到升降舱作用力大小的变化情况； （3）分析说明并估算图中的数值大小。 （上海市青浦区2024届高三物理一模试卷）2022年11月29日神舟十五号载人飞船入轨后与空间站组合体进行自主快速交会对接。 1．根据下列器材在地面上使用时的主要功能，航天员在空间站中同样可以正常使用的是（ 　 　） A．单摆演示器 B．弹簧拉力器 C．家用体重秤 D．哑铃 2．【多选】天宫空间站绕地球的运动近似可以看作匀速圆周运动，在天宫空间站运行的过程中，下列哪些物理量保持不变（　  　） A．动能 B．角速度 C．加速度 D．动量 3．仅考虑狭义相对论效应，在高速飞行的火箭里的时钟走过10s，理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间（     ） A．大于10s B．小于10s C．等于10s D．都有可能 4．航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是（   ） A．击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的 B．击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力 C．梦天实验舱内，相对实验舱静止的水球不受任何外力的作用 D．梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大 5．某次实验中，航天员观察到水球中的气泡特别明亮，这主要是因为光在气泡内表面发生了 现象（如图）。若这种现象是在P点恰好发生的，θ= 53°，则水的折射率为 。 （上海市普陀区2024届高三物理二模试卷）氢原子光谱是指氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或吸收不同波长的光子而得到的光谱。玻尔理论对其进行了解释，如图为氢原子的能级图。（普朗克常量，元电荷） 3．一群处于能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出 种不同频率的光，其中最小频率为 Hz（保留2位有效数字）。 4．一群处于激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.2eV，则该金属的逸出功 eV。 5．氢原子钟是利用氢原子能级跃迁过程中产生的电磁波进行校准。北斗卫星绕地球运动，根据狭义相对论，静止在地面的氢原子钟与安装在北斗卫星上的同一氢原子钟相比( ) A．走得慢　　B．走得快　　C．走时相同 （上海市长宁区2024届高三物理二模试卷）航天科技 我国的航天科技飞速发展，在运载火箭、人造卫星、载人航天、天体探测以及失重条件下的各种实验等方面都取得了辉煌的成就。 6．总质量为M（含燃料）的小型试验火箭，在极短的时间内将质量为m的气体以相对地面v0的速度竖直向下喷出后，火箭在重力作用下开始做匀变速直线运动。已知重力加速度大小为g，则气体喷出后，火箭获得的速度为 ，火箭上升的最大高度为 。 7．（多选）关于空间站的运行速度，正确的是（　　） A．空间站离地越高，运行速度越小 B．空间站离地越高，运行速度越大 C．空间站的运行速度小于地球第一宇宙速度 D．空间站的运行速度介于地球第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 8．天宫搭载的红外线热成像仪，是通过收集待成像物体辐射的红外线能量而成像的。红外线与可见光相比，红外线（　　） A．频率更高 B．更容易发生衍射现象 C．真空中传播速度更快 D．在同一装置中双缝干涉条纹更窄 9．航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变 ；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得 。 10．如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且微型卫星、空间站、地球位于同一直线。则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（　　） A．大小为零 B．大小不为零，方向指向空间站 C．大小不为零，方向背离空间站 （上海市延安中学2024届高三下学期适应考物理试卷）北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航的国家重要基础设施。 5．为了提高定位精度，卫星定位系统的一个重要问题就是时钟的精确同步。导航卫星在地球高空做高速运动，在地球上看，导航卫星上的钟比地球上的钟 （选填“快”或“慢”）。 6．一颗质量为m的北斗导航卫星在做轨道半径为r的匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，以无穷远处为零势能面，这颗北斗卫星的机械能为 。 7．卫星上使用锂电池，电池中某锂离子移动过程中，仅电场力做正功2×10-2J，则该锂离子（　　） A．电势能增加2×10-2J B．电势能减少2×10-2J C．动能减少2×10-2J D．机械能减少2×10-2J 8．电动势为1.5V的锂电池在充电的过程中，每移动电荷量为2C的锂离子，至少需要消耗 J的 （选填“化学能”或“电能”）。 9．现用太阳能板为锂电池充电，太阳能板的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，则（　　） A．太阳能板输出的电功率为UI-I2r B．太阳能板输出的电功率为UI+I2r C．锂电池产生的热功率为I2r D．锂电池产生的热功率为UI 10．测量某一锂电池的电动势和内阻： （1）下列各图中，A均代表电流传感器，B均代表电压传感器，R是变阻器，R1是定值电阻。则最合理的实验电路图是( ) A． B． C． D． （2）某次实验得到的电源的U-I图线如图所示，由实验图线的拟合方程y=−1.03x+2.82可得，该电源的电动势E= V，内阻r= Ω。 8．学习了广义相对论后，某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转，使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中长期失重的问题。 (1)（多选）广义相对论的基本原理是（    ） A．相对性原理B．光速不变原理C．等效原理 D．广义相对性原理 E．质能关系 (2)如图所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为r。航天员（可视为质点）站在外侧壁上随着空间站做匀速圆周运动，为了使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，空间站的转速应为 （地面重力加速度大小用g表示）。 （上海市嘉定区2024届高三物理二模试卷）物理学中，实验与理论密不可分，实验通过观察和测量为理论提供依据和验证，而理论则通过对实验数据的分析与解释，提炼出普适规律并对新的现象做出预测。 1．（配对）将下列物理实验与其对应的推理结论进行配对。 A．奥斯特实验        B．迈克耳孙-莫雷实验    C．α粒子轰击铍原子核实验 D．焦耳定律实验        E．密立根油滴实验        F．α粒子散射实验 （1）( )间接验证了电子电荷的存在，并测定了元电荷的数值。 （2）( )获得一种穿透性极强的中性粒子流，为原子核模型理论提供重要的证据。 （3）( )未能观察到地球相对于以太的运动，对以太假说产生了质疑，为爱因斯坦的相对论提供了实验基础。 （4）( )揭示了电能转化为热能的定量关系，验证了能量转化和守恒定律在电热效应中的有效性。 （5）( )首次发现了电流能够产生磁场，揭示了电与磁的相互联系。 2．（多选）下列物理现象中可以在牛顿力学的框架下得到解释的有（　　） A．地球绕太阳公转 B．鸟的飞行 C．中子星的自转 D．子弹的飞行 E．激光 F．加速器中高能粒子的运动 G．引力波 H．量子通信 I．电子的运动 3．一个质量为m、半径为R的天体所产生的引力场强弱通常用一个数来描写，其中G为引力常量，c为真空中的光速。对于黑洞，这个值接近于1。根据国际单位制推断c的指数x的数值为 。 4．玻尔运用经典理论结合量子化假设描述了氢原子的轨道和能级。 （1）n为量子数，rn、En分别表示第n条可能的轨道半径和电子在半径为rn轨道上运动时氢原子的能量，r1为核外电子第1条（离原子核最近的一条）可能的轨道半径。以下符合玻尔理论的是( ) A．B．   C．D．   （2）氢原子从一个轨道跃迁到另一轨道时向外辐射电磁波，电子绕核运动的动能 ，电子与氢原子核间的电势能 。（选填“增大”“减小”或“不变”） ( 2 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【答案】6．水珠处于完全失重状态，水膜表面张力的作用 7．C 24 8．A 9．（1）乘客应保持躺卧姿势；（2）一直变小；（3） 【解析】6．太空站中漂浮的水珠呈完美的球形，原因是：水珠处于完全失重状态，水膜表面张力的作用使得其呈完美的球形。 7．[1]根据 可得地球第一宇宙速度大小为 由于太空站的轨道半径大于地球半径，可知其速度小于第一宇宙速度，故选C。 [2]根据 可得该太空站绕地球运行的周期为 代入相关已知数据求得 8．地面上观察者测出高速上升的太空电梯从地面到太空站的时间为，而乘客测得的时间为，根据爱因斯坦的广义相对论时空观，“时间”收缩效应，可知 故选A。 9．（1）由牛顿第二定律 求得 乘客为了自身安全，应保持躺卧姿势。 （2）太空电梯匀速上升阶段，乘客受到升降舱作用力和地球的万有引力作用，由于万有引力逐渐减小，故乘客受到升降舱作用力大小也一直变小。 （3）由图像知处万有引力完全提供太空电梯所需向心力，电梯处于完全失重状态，与同步卫星运动情况一致，所以为同步卫星的轨道高度，故 （上海市青浦区2024届高三物理一模试卷）2022年11月29日神舟十五号载人飞船入轨后与空间站组合体进行自主快速交会对接。 1．根据下列器材在地面上使用时的主要功能，航天员在空间站中同样可以正常使用的是（ 　 　） A．单摆演示器 B．弹簧拉力器 C．家用体重秤 D．哑铃 2．【多选】天宫空间站绕地球的运动近似可以看作匀速圆周运动，在天宫空间站运行的过程中，下列哪些物理量保持不变（　  　） A．动能 B．角速度 C．加速度 D．动量 3．仅考虑狭义相对论效应，在高速飞行的火箭里的时钟走过10s，理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间（     ） A．大于10s B．小于10s C．等于10s D．都有可能 4．航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用球拍击球，水球被弹开。对于该实验说法正确的是（   ） A．击球过程中，水球所受弹力是由于水球发生形变产生的 B．击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对平衡力 C．梦天实验舱内，相对实验舱静止的水球不受任何外力的作用 D．梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大 5．某次实验中，航天员观察到水球中的气泡特别明亮，这主要是因为光在气泡内表面发生了 现象（如图）。若这种现象是在P点恰好发生的，θ= 53°，则水的折射率为 。 【牛顿定律、万有引力定律、相对论初步与近代物理、光学】 【答案】1．B 2．AB 3．A 4．D 5．全反射 1.25 【解析】1． A单摆处于完全失重状态，单摆演示器无法正常使用，故A错误； B．弹簧弹力仍然符合胡克定律，弹簧拉力器可以正常使用。故B正确； C．航天员处于完全失重状态，家用体重秤无法正常使用，故C错误； D．哑铃处于完全失重状态，无法正常使用，故D错误。 故选B。 2． A．天宫空间站匀速圆周运动过程中，速度大小不变，动能不变。故A正确； B．天宫空间站匀速圆周运动过程中，角速度大小和方向保持不变，故B正确； C．天宫空间站匀速圆周运动过程中，加速度大小不变，方向在改变。故C错误； D．天宫空间站匀速圆周运动过程中，动量大小不变，方向在改变。故D错误。 故选AB。 3．根据狭义相对论钟缓效应，理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间大于。 故选A。 4． A．击球过程中，水球所受弹力是由于“球拍”发生形变产生的，故A错误； B．击球过程中，水球对“球拍”的作用力与“球拍”对水球的作用力是一对作用力和反作用力。故B错误； C．梦天实验舱内，相对实验舱静止的水球仍受地球对它的万有引力的作用。故C错误； D．梦天实验舱内，水球质量越大其惯性越大。故D正确。 故选D。 5．某次实验中，航天员观察到水球中的气泡特别明亮，这主要是因为光在气泡内表面发生了全反射现象。 在P点恰好发生的全反射，则 （上海市普陀区2024届高三物理二模试卷）氢原子光谱是指氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或吸收不同波长的光子而得到的光谱。玻尔理论对其进行了解释，如图为氢原子的能级图。（普朗克常量，元电荷） 3．一群处于能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出 种不同频率的光，其中最小频率为 Hz（保留2位有效数字）。 4．一群处于激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.2eV，则该金属的逸出功 eV。 5．氢原子钟是利用氢原子能级跃迁过程中产生的电磁波进行校准。北斗卫星绕地球运动，根据狭义相对论，静止在地面的氢原子钟与安装在北斗卫星上的同一氢原子钟相比( ) A．走得慢　　B．走得快　　C．走时相同 【近代物理、相对论】 【答案】3．6 4． 5．B 【解析】3．[1][2]一群处于能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出种不同频率的光；其中能级跃迁至能级，辐射光子的能量最小，则 解得最小频率为 4．一群处于激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，根据 可知能级跃迁至能级，辐射出的光子能量最大，使某金属发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程 其中 联立可得该金属的逸出功为 5．根据狭义相对论，时间间隔的相对性可知，运动的钟比静止的钟走的慢。 故选B。 （上海市长宁区2024届高三物理二模试卷）航天科技 我国的航天科技飞速发展，在运载火箭、人造卫星、载人航天、天体探测以及失重条件下的各种实验等方面都取得了辉煌的成就。 6．总质量为M（含燃料）的小型试验火箭，在极短的时间内将质量为m的气体以相对地面v0的速度竖直向下喷出后，火箭在重力作用下开始做匀变速直线运动。已知重力加速度大小为g，则气体喷出后，火箭获得的速度为 ，火箭上升的最大高度为 。 7．（多选）关于空间站的运行速度，正确的是（　　） A．空间站离地越高，运行速度越小 B．空间站离地越高，运行速度越大 C．空间站的运行速度小于地球第一宇宙速度 D．空间站的运行速度介于地球第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 8．天宫搭载的红外线热成像仪，是通过收集待成像物体辐射的红外线能量而成像的。红外线与可见光相比，红外线（　　） A．频率更高 B．更容易发生衍射现象 C．真空中传播速度更快 D．在同一装置中双缝干涉条纹更窄 9．航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变 ；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得 。 10．如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且微型卫星、空间站、地球位于同一直线。则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（　　） A．大小为零 B．大小不为零，方向指向空间站 C．大小不为零，方向背离空间站 【机械能与动量、牛顿定律、万有引力定律、光学、相对论初步】 【答案】6． 7．AC 8．B 9．慢 快 10．B 【解析】6．[1]在燃气喷出后的瞬间，根据动量守恒可得 解得在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为 [2]火箭上升的最大高度为 7．假定地球质量为M、引力常量为G，绕地球圆周运动空间站的质量为m、轨道半径为r，根据万有引力提供向心力可知 则有 由题意可知，空间站离地越高，运行速度越小；由于天宫空间站的轨道半径大于地球半径，而第一宇宙速度的轨道半径为地球半径，则空间站的运行速度小于第一宇宙速度，更小于第二宇宙速度。 故选AC。 8．A．红外线波长更大，则频率更低，A错误； B．因红外线的波长更大，则更容易发生衍射现象，B正确； C．电磁波在空气中传播速度都相同，C错误。 D．根据 可知，相同条件下，因红外线的波长更大，则双缝干涉图样中相邻明纹中心间距更宽，D错误。 故选B。 9．[1][2]航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变慢；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得快。 10．设机械臂的长度为d，微型卫星与空间站一起做角速度为ω的匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，空间站质量为，空间站轨道半径为r，由万有引力提供向心力，对空间站有 微型卫星 其中 联立解得 所以连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力大小不为零，方向指向空间站。 故选B。 （上海市延安中学2024届高三下学期适应考物理试卷）北斗卫星导航系统 北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航的国家重要基础设施。 5．为了提高定位精度，卫星定位系统的一个重要问题就是时钟的精确同步。导航卫星在地球高空做高速运动，在地球上看，导航卫星上的钟比地球上的钟 （选填“快”或“慢”）。 6．一颗质量为m的北斗导航卫星在做轨道半径为r的匀速圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，以无穷远处为零势能面，这颗北斗卫星的机械能为 。 7．卫星上使用锂电池，电池中某锂离子移动过程中，仅电场力做正功2×10-2J，则该锂离子（　　） A．电势能增加2×10-2J B．电势能减少2×10-2J C．动能减少2×10-2J D．机械能减少2×10-2J 8．电动势为1.5V的锂电池在充电的过程中，每移动电荷量为2C的锂离子，至少需要消耗 J的 （选填“化学能”或“电能”）。 9．现用太阳能板为锂电池充电，太阳能板的输出电压为U，输出电流为I，锂电池的内阻为r，则（　　） A．太阳能板输出的电功率为UI-I2r B．太阳能板输出的电功率为UI+I2r C．锂电池产生的热功率为I2r D．锂电池产生的热功率为UI 10．测量某一锂电池的电动势和内阻： （1）下列各图中，A均代表电流传感器，B均代表电压传感器，R是变阻器，R1是定值电阻。则最合理的实验电路图是( ) A． B． C． D． （2）某次实验得到的电源的U-I图线如图所示，由实验图线的拟合方程y=−1.03x+2.82可得，该电源的电动势E= V，内阻r= Ω。 【曲线运动、万有引力定律、相对论初步、静电场、电路】 【答案】5．快 6． 7．B 8．3 电能 9．C 10．D 2.82 1.03 【解析】5．根据广义相对论，地面的引力场强于卫星所处位置的引力场，所以卫星里的钟要比静止在地面的时钟走得快。 6．卫星的机械能为 根据万有引力提供向心力有 联立可得 7．根据功能关系可得，电场力做正功，电势能减小，动能增加，所以电场力做正功2×10-2J，即电势能减小2×10-2J，动能增加2×10-2J。 故选B。 8．[1][2]电动势为1.5V的锂电池在充电的过程中，每移动电荷量为2C的锂离子，至少需要消耗的电能为 9．AB．根据题意可得，太阳能板输出的电功率为 故AB错误； CD．锂电池产生的热功率为 故C正确，D错误。 故选C。 10．[1]由于锂电池内阻较小，所以电流传感器应采用外接法，同时开关应控制整个电路的通断，所以开关应与电源相连，定值电阻起保护电路的作用，应与电流表相连。故选D。 [2][3]根据闭合电路欧姆定律可得 对比 可得 ， 8．学习了广义相对论后，某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转，使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中长期失重的问题。 (1)（多选）广义相对论的基本原理是（    ） A．相对性原理B．光速不变原理C．等效原理 D．广义相对性原理 E．质能关系 (2)如图所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为r。航天员（可视为质点）站在外侧壁上随着空间站做匀速圆周运动，为了使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，空间站的转速应为 （地面重力加速度大小用g表示）。 【相对论初步与近代物理、牛顿定律】 【答案】(1)CD (2) 【详解】（1）广义相对论的基本原理是广义相对性原理、质能关系。 故选CD。 （2）当航天员随空间站一起自转且加速度为时，可以使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，即有 环形管道侧壁对航天员的支持力提供航天员绕轴匀速转动的向心力，有 得 所以空间站的转速应为 （上海市嘉定区2024届高三物理二模试卷）物理学中，实验与理论密不可分，实验通过观察和测量为理论提供依据和验证，而理论则通过对实验数据的分析与解释，提炼出普适规律并对新的现象做出预测。 1．（配对）将下列物理实验与其对应的推理结论进行配对。 A．奥斯特实验        B．迈克耳孙-莫雷实验    C．α粒子轰击铍原子核实验 D．焦耳定律实验        E．密立根油滴实验        F．α粒子散射实验 （1）( )间接验证了电子电荷的存在，并测定了元电荷的数值。 （2）( )获得一种穿透性极强的中性粒子流，为原子核模型理论提供重要的证据。 （3）( )未能观察到地球相对于以太的运动，对以太假说产生了质疑，为爱因斯坦的相对论提供了实验基础。 （4）( )揭示了电能转化为热能的定量关系，验证了能量转化和守恒定律在电热效应中的有效性。 （5）( )首次发现了电流能够产生磁场，揭示了电与磁的相互联系。 2．（多选）下列物理现象中可以在牛顿力学的框架下得到解释的有（　　） A．地球绕太阳公转 B．鸟的飞行 C．中子星的自转 D．子弹的飞行 E．激光 F．加速器中高能粒子的运动 G．引力波 H．量子通信 I．电子的运动 3．一个质量为m、半径为R的天体所产生的引力场强弱通常用一个数来描写，其中G为引力常量，c为真空中的光速。对于黑洞，这个值接近于1。根据国际单位制推断c的指数x的数值为 。 4．玻尔运用经典理论结合量子化假设描述了氢原子的轨道和能级。 （1）n为量子数，rn、En分别表示第n条可能的轨道半径和电子在半径为rn轨道上运动时氢原子的能量，r1为核外电子第1条（离原子核最近的一条）可能的轨道半径。以下符合玻尔理论的是( ) A．B．   C．D．   （2）氢原子从一个轨道跃迁到另一轨道时向外辐射电磁波，电子绕核运动的动能 ，电子与氢原子核间的电势能 。（选填“增大”“减小”或“不变”） 【牛顿力学、万有引力定律、近代物理】 【答案】1．E C B D A 2．ABD 3．2 4．C 增大 减小 【解析】1．（1）[1]密立根油滴实验间接验证了电子电荷的存在，并测定了元电荷的数值，故选E。 （2）[2]α粒子轰击铍原子核实验获得一种穿透性极强的中性粒子流，为原子核模型理论提供重要的证据，故选C。 （3）[3]迈克耳孙-莫雷实验未能观察到地球相对于以太的运动，对以太假说产生了质疑，为爱因斯坦的相对论提供了实验基础，故选B。 （4）[4]焦耳定律实验揭示了电能转化为热能的定量关系，验证了能量转化和守恒定律在电热效应中的有效性，故选D。 （5）[5]奥斯特实验首次发现了电流能够产生磁场，揭示了电与磁的相互联系，故选A。 2．A．地球绕太阳的公转可用牛顿万有引力定律来解释，故A正确； B．鸟的飞行可用牛顿第三定律来解释，故B正确； C．中子星的自转需要用相对论来解释，故C错误； D．子弹的飞行可用牛顿第一定律以及第二定律解释，故D正确； E．激光属于光学的范畴，不再适用牛顿力学框架下来解释，故E错误； F．加速器中高能粒子的运动需要用量子物理学来解释，故F错误； G．引力波需要基于爱因斯坦的广义相对论来解释，故G错误； H．量子通信是利用量子力学原理进行信息传递的新型通信方式，故H错误； I．电子的运动在微观尺度上需要用量子力学来解释，故I错误。 故选ABD。 3．质量的单位为kg，引力常量的单位为，力的单位的基本单位为，轨迹半径的单位为m，光速的单位为m/s，根据量纲关系可得 由于常数接近于1这个常数，因此可知 4．（1）[1]AB．根据波尔的氢原子轨道量子化的假设，有 可知，，由于其轨道量子化，，故AB错误； CD．一般规定无穷远处为0势能点，因此氢原子的能量为负值，这个负值表示电子在该能级状态下的能量小于它脱离原子并静止于无穷远处的能量，氢原子的能量由电子绕核运动的动能和电子与核之间的电势能组成，电子从低能级向高能级跃迁的过程中电场力对其做负功，电势能减小，其任意轨道上的能量 可知其任意轨道上的能量与成反比，故C正确，D错误。 故选C。 （2）[2][3]氢原子从一个轨道跃迁到另一轨道时向外辐射电磁波，说明是从高能级跃迁至低能级，电子绕核运动的轨道半径减小，根据 可得电子绕核运动的动能 可知，轨道半径减小，电子绕核运动的动能增大，电场力做正功，而由于电子从高轨道向低轨道跃迁的过程中电场力做正功，则可知电子与氢原子核之间的电势能减小。 ( 2 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