2019高中物理 階段質(zhì)量檢測(cè)五 相對(duì)論簡(jiǎn)介（含解析）新人教版選修3-4

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1、相對(duì)論簡(jiǎn)介 (時(shí)間：60分鐘；滿分：100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本題共5個(gè)小題，每小題6分，共30分) 1．有兩個(gè)慣性參考系1和2，彼此相對(duì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列敘述正確的是(　　) A．在參考系1看來(lái)，2中的所有物理過(guò)程都變快了；在參考系2看來(lái)，1中的所有物理過(guò)程都變慢了 B．在參考系1看來(lái)，2中的所有物理過(guò)程都變快了；在參考系2看來(lái)，1中的所有物理過(guò)程也變快了 C．在參考系1看來(lái)，2中的所有物理過(guò)程都變慢了；在參考系2看來(lái)，1中的所有物理過(guò)程都變快了 D．在參考系1看來(lái)，2中的所有物理過(guò)程都變慢了；在參考系2看來(lái)，1中的所有物理過(guò)程也變慢了 2．回旋加速器給帶電粒子加

2、速時(shí)，不能把粒子的速度無(wú)限制地增大，其原因是(　　) A．加速器功率有限，不能提供足夠大的能量 B．加速器內(nèi)無(wú)法產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度足夠大的磁場(chǎng) C．加速器內(nèi)無(wú)法產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度足夠大的電場(chǎng) D．速度增大使粒子質(zhì)量增大，粒子運(yùn)行的周期與交變電壓不再同步，無(wú)法再加速 3．用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)改變 B．在地面上的人看來(lái)，以 10 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變慢，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的 C．在地面上的人看來(lái)，以10 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄，而飛船中

3、的宇航員卻感覺(jué)到地面上的人看起來(lái)比飛船中的人扁一些 D．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度v?c時(shí)，“時(shí)間膨脹”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽略不計(jì) 4．(2016·常州高二檢測(cè))有三只完全相同的時(shí)鐘，時(shí)鐘A放在高速行駛的火車(chē)上(火車(chē)時(shí)速200 km/h)，時(shí)鐘B放在高速旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)邊緣，隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其向心加速度約為2 000g，時(shí)鐘C放在中子星附近。關(guān)于這三只鐘的變慢情況，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．三只鐘均明顯變慢 B．時(shí)鐘B和時(shí)鐘C明顯變慢，時(shí)鐘A的變化不明顯 C．三只鐘的快慢都一樣 D．時(shí)鐘A和時(shí)鐘B沒(méi)有受到強(qiáng)引力作用，都不變慢 5．屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系中(　　) A．

4、真空中光速不變 B．時(shí)間間隔具有相對(duì)性 C．物體的質(zhì)量不變 D．物體的能量與質(zhì)量成正比 二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分) 6．邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了以下哪些結(jié)論(　　) A．以太不存在 B．光速的合成滿足經(jīng)典力學(xué)法則 C．光速不變 D．光速是相對(duì)的，與參考系的選取有關(guān) 7．設(shè)某人在速度為0.5c的飛船上，打開(kāi)一個(gè)光源，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．飛船正前方地面上的觀察者看到這一光速為1.5c B．飛船正后方地面上的觀察者看到這一光速為0.5c C．在垂直飛船前進(jìn)方向的地面上的觀察者看到這一光速是c D．在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是

5、c 8．一個(gè)物體靜止時(shí)質(zhì)量為m0，能量為E0，速度為v時(shí)，質(zhì)量為m，能量為E，動(dòng)能為Ek，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．物體速度為v時(shí)能量E＝mc2 B．物體速度為v時(shí)動(dòng)能Ek＝mc2 C．物體速度為v時(shí)動(dòng)能Ek＝mv2 D．物體速度為v時(shí)動(dòng)能Ek＝(m－m0)c2 三、非選擇題(本題共4小題，共52分) 9．(10分)一觀察者測(cè)得運(yùn)動(dòng)著的米尺為0.5 m長(zhǎng)，求此米尺以多大的速度移動(dòng)。 10．(12分)一核彈含20 kg的钚，爆炸后生成的靜止質(zhì)量比原來(lái)小。求爆炸中釋放的能量。 11．(14分)長(zhǎng)度測(cè)量與被測(cè)物體相對(duì)于觀察者的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，物體在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度縮短。一艘宇宙

6、飛船的船身長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＝90 m，相對(duì)地面以v＝0.8c的速度從一觀測(cè)站的上空飛過(guò)。光速c＝3×108 m/s。 (1)觀測(cè)站測(cè)得飛船的船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？ (2)飛船上的宇航員測(cè)得船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？ 12．(16分)如果將電子由靜止加速到速率為0.10c，需對(duì)它做多少功？如果將電子由速率為0.80c加速到0.90c，又需對(duì)它做多少功？已知電子靜止質(zhì)量m＝9.1×10－31 kg，光速c＝3×108 m/s。 答 案 1．解析：選D　時(shí)間延緩效應(yīng)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān)，靜止參考系的時(shí)間是固有時(shí)間，v為相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，由Δt＝ ＞Δτ可知，在相對(duì)某參考系運(yùn)

7、動(dòng)的參考系看來(lái)，原參考系中的時(shí)間變長(zhǎng)了，運(yùn)動(dòng)就變慢了，D正確。 2．解析：選D　回旋加速器帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)＝，當(dāng)粒子速度比較小時(shí)，可以認(rèn)為其質(zhì)量是不變的，那么其周期也不變。但當(dāng)粒子的速度很大，接近光速時(shí)，其質(zhì)量明顯增大，周期也發(fā)生了明顯變化，粒子運(yùn)行的周期與交變電壓不再同步，無(wú)法再加速，故D正確。 3．解析：選A　按照相對(duì)論的觀點(diǎn)，時(shí)間和空間都是相對(duì)的，A錯(cuò)誤；由Δt＝可知，運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢了，但飛船的鐘相對(duì)觀察者靜止，時(shí)鐘準(zhǔn)確，B正確；由l＝l0 可知，地面上的人看飛船和飛船上的人看地面上的人都沿運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度減小，C正確；當(dāng)v ?c時(shí)，“時(shí)間膨脹”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽略不計(jì)，故D也

8、正確。 4．解析：選B　火車(chē)的速度相對(duì)光速而言很小，時(shí)鐘變慢不明顯，故A錯(cuò)誤；B鐘有很大的加速度，C鐘受強(qiáng)引力作用，都明顯變慢，故B正確，C、D錯(cuò)誤。 5．解析：選A　狹義相對(duì)論的基本假設(shè)是：一切物理規(guī)律在不同的慣性參考系中都是相同的，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，所以選項(xiàng)A正確。 6．解析：選AC　邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)證明了光速不變的原理，同時(shí)也說(shuō)明以太作為光速的參考系是不存在的。 7．解析：選CD　根據(jù)光速不變?cè)砜芍珻、D正確。 8．解析：選AD　物體具有的與質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量稱(chēng)為質(zhì)能，E＝mc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，物體吸收或放出能量，則對(duì)應(yīng)的質(zhì)量會(huì)

9、增加或減少，A、D正確，B、C錯(cuò)誤。 9．解析：以觀察者為一參考系測(cè)得的長(zhǎng)度為l，以米尺為另一參考系，測(cè)得米尺的長(zhǎng)度為l′， 根據(jù)公式l＝l′， 可得：v＝c c＝3.0×108 m/s，l′＝1 m，l＝0.5 m 所以：v＝0.866c＝2.60×108 m/s。 答案：2.60×108 m/s 10．解析：由愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系可得釋放的能量。 爆炸前后質(zhì)量變化：Δm＝×20 kg＝0.002 kg 釋放的能量為：ΔE＝Δmc2＝0.002×(3×108)2 J＝1.8×1014 J。 答案：1.8×1014 J 11．解析：(1)觀測(cè)站測(cè)得船身的長(zhǎng)度為 L＝L0＝9

10、0 m＝54 m 觀測(cè)站測(cè)得飛船通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔為 Δt＝＝ s＝2.25×10－7 s (2)飛船上的宇航員測(cè)得飛船船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔為 Δt＝＝ s＝3.75×10－7 s 答案：(1)2.25×10－7 s　(2)3.75×10－7 s 12．解析：由相對(duì)論的動(dòng)能表達(dá)式和質(zhì)速關(guān)系可得，當(dāng)電子速率從v1增加到v2時(shí)，電子動(dòng)能的增量為 ΔEk＝Ek2－Ek1 ＝(m2c2－m0c2)－(m1c2－m0c2) ＝(m2－m1)c2 ＝m0c2 根據(jù)動(dòng)能定理，當(dāng)v1＝0，v2＝0.10c時(shí)，外力所做的功為 W＝ΔEk≈4.1×10－16 J 當(dāng)v1＝0.80c，v2＝0.90c時(shí)，外力所做的功為 W′＝ΔE′k≈5.1×10－14 J 答案：4.1×10－16 J　5.1×10－14 J 6