20182019学年粤教版高中物理选修34 第五章 相对论 单元测试

2019-2019学年粤教版高中物理选修3-4 第五章 相对论 单元测试一、单选题1.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的进步与创新下列物理学发展史的表述中不符合历史事实的是（ ） A.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过实验加以了证实B.奥斯特发现了通电导体在磁场中受力规律C.托马斯杨的双缝干涉实验证明了光具有波动性D.法拉第发现了电磁感应现象2.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，他是否可以根据下述变化发觉自己在运动( ) A.他的质量在减少B.他的心脏跳动慢下来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3.在物理学发展过程中，很多科学家做出了巨大贡献，下列说法中符合事实的是( ) A.牛顿运用万有引力定律预测并发现了海王星B.开普勒利用他精湛的数学知识经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律C.卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量D.伽利略通过测试，分析计算发现了行星的运动规律4.当物体以很大速度运动时，它的质量m与静止质量m0的关系是m，此时它的动能应该是( ) A.mv2 B.m0v2 C.mc2m0c2 D.以上说法都不对5.下面所列举的物理学家及他们的贡献，其中正确的是（ ） A.元电荷最早由库仑通过油滴实验测出B.牛顿通过扭秤实验测定出了万有引力恒量GC.法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场D.安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律6.第一个比较精确测量出万有引力恒量的科学家是（ ） A.哥白尼B.开普勒C.牛顿D.卡文迪许7.人类最早对宇宙的认识学说是( ) A.地心说B.日心说C.大爆炸学说D.以上说法都不正确二、多选题8.在引力可以忽略的空间中，有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，请问下列说法正确的是( ) A.船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的B.船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C.船内的航天员以飞船为参考系看到的这束光是沿直线传播的D.船内的航天员以飞船为参考系看到的这束光是沿曲线传播的9.设某人在以速度为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 B.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为 C.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是 D.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是 10.伽利略在研究力与运动的关系时成功地设计了理想斜面实验下面关于理想实验的叙述中正确的是（ ） A.理想实验是建立在经验事实基础上的合乎逻辑的科学推断B.理想实验完全是逻辑思维的结果，不需要经过客观事实的检验C.理想实验抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而更深刻地揭示了自然规律D.理想实验所提出的设想是不合乎实际的，因此得出的结论是脱离实际的、不可靠的三、填空题11.氦3是一种十分清洁、安全的能源，开发月壤中蕴藏丰富的氦3资源，对人类社会今后的可持续发展具有深远意义研究发现在太阳内部两个氘核可聚变成氦3，已知氘核的质量为2.0136U ， 中子的质量为1.0087U ， He核质量为3.0150U 若质量亏损1U释放的核能为=931.5MeV ， 则两个氘核聚变成He核的核反应方程为_；上述反应中释放的核能为_ 12.经典力学：物体的质量是_的，一定的力作用在物体上产生_的加速度，经过足够长时间后物体可以达到_的速度相对论：物体的质量随物体速度_物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系是：m_，因为总有vc.可知运动物体的质量m_它静止时的质量m0. 13.太阳的辐射能来自其内部的核聚变反应，太阳每秒向周围空间辐射出的能量约为51026 J，由于这个原因，太阳每秒都减少质量.把这个质量同太阳目前的质量21030 kg做比较是_倍. 四、解答题14.请同学们讨论一下狭义相对论为什么叫做假设而不叫做原理？ 五、综合题15.用初动能为E1=0.6MeV的质子轰击静止锂核 生成2个粒子己知质子质量mp=1.0078u，粒子的质量ma=4.0026u，锂核质量mLi=7.0160u，质子的试回答下列问题（1u相当于931.5MeV） （1）写出核反应方程式 （2）核反应中释放出的能量E （3）核反应释放的能量全部用来增加了两个粒子的动能，则核反应后两个粒子具有总动能是多少？ 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） 答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【解析】【解答】解：A、历史上，麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过实验对此进行了证实故A错误；B、奥斯特最先发现电流的磁效应，但没有明确导体在磁场中的受力规律，故B正确C、1801年物理学家利用“托马斯杨”双缝干涉实验装置，证明了光具有波的特点，故C错误D、爱法拉第历经十年的实验，发现了电磁感应现象故D错误本题选不符合历史事实的，故选：B、【分析】本题根据常见的物理现象、物理学史等等知识进行解答特别是有关电磁现象规律的物理学史要注意准确掌握2.【答案】C 【解析】【解答】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.【分析】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。3.【答案】C 【解析】【解答】A、威廉赫歇耳运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星，A不符合题意；B、牛顿利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律，B不符合题意；C、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G而被称为测出地球质量第一人，C符合题意。D、开普勒通过观测、分析计算发现了行星的运动规律，D不符合题意；故答案为：C。【分析】本题考查天体运动部分的物理学史。海王星是威廉赫歇耳运用万有引力定律预测并发现的；有引力定律是牛顿发现；开普勒通过观测、分析计算发现了行星的运动规律。4.【答案】C 【解析】【解答】对于高速运动的物体，公式Ekmv2不再成立只有当vc时，Ekmv2才成立【分析】静质量指物体静止时的质量，不随物体形状、状态、位置的变化而变化；动质量指物体运动时的质量，与物体的运动速度有关，会随着物体的速度变化而变化。5.【答案】C 【解析】【解答】解：A、元电荷最早由密里根通过油滴实验测出，故A错误；B、卡文迪许通过扭秤实验测定出了万有引力恒量G，故B错误；C、法拉第首先提出了电场的概念且采用了电场线描述电场，故C正确；D、库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律，故D错误；故选：C【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可6.【答案】D 【解析】【解答】解：牛顿发现万有引力定律之后，并没有测出引力常量，是卡文迪许测出了引力常量故D正确ABC错误故选D【分析】第一个比较精确测量出万有引力恒量的科学家是卡文迪许，不是其他科学家7.【答案】A 【解析】【解答】人类对宇宙的认识是一个渐进的过程.在人类历史上，相当长的时期内，人们认为地球是宇宙的中心，后来哥白尼提出了“日心说”，认为太阳是宇宙的中心，后来人类对宇宙的起源进行探究，物理学家伽莫夫提出了大爆炸学说.【分析】对于物理学历史要有一定的理解。二、多选题8.【答案】A,D 【解析】【解答】选项A参照物不是飞船，而是相对于光束是静止的物体，光束沿直线传播，选项A正确；选项D参照系是飞船，相对于光束是运动的物体，而且与光束成一定的夹角。在飞船速度是匀速的情况下，可以认为光束是直线传播的，然而飞船不是匀速的，所以光束的合成方向必然会发生改变，选项D正确。【分析】由相对论原理可知物理规律在一切惯性系中都相同，故A正确，B错误；由广义相对论原理可知C错误，D正确。9.【答案】C,D 【解析】【解答】根据狭义相对论的两个基本假设之一；光速度不变原理可知，观察者在地面上、飞船中观测光的速度均为 ，故C、D正确，A、B错误.【分析】根据狭义相对论知光速不变原理求解10.【答案】A,C 【解析】【解答】解：A、在伽利略研究力与运动的关系时，是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，他以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律因此，理想实验是实际实验的延伸，而不是实际的实验，是建立在实际事实基础上的合乎逻辑的科学推断，故A正确B、理想实验的结果，要经过客观事实的检验，才能证明其是否正确，故B选项错误C、理想实验抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律因此C选项正确，D选项错误故选：AC【分析】在伽利略研究力与运动的关系时，先是在斜面实验的基础上，成功地设计了理想斜面实验，开创了物理实验的先河，使物理学进入到一个伟大的时代理想实验以实际的实验为依据，抓住了客观事实的主要因素，忽略了次要因素，从而能够更深刻地揭示了自然规律三、填空题11.【答案】H+ H He+ n；3.26MeV 【解析】【解答】根据质量数守恒和核电荷数守恒知，聚变的核反应方程：H+HHe+n；核反应过程中的质量亏损为：m=2mD（mHE+mn）=0.0035U释放的核能为：E=mc2=0.0035Uc2=3.26MeV故答案为：H+HHe+n ， 3.26MeV 【分析】根据核反应过程遵循质量数守恒和核电荷数守恒求出新核的质量数、核电荷数从而确定新核，并最终写出核反应方程式要计算计算释放的核能，就必须知道核反应亏损的质量，根据爱因斯坦质能方程E=mC2即可求出核反应释放的能量12.【答案】不变；一定；任意；增加；增大；总要大于 【解析】【解答】经典力学：物体的质量是不变的，一定的力作用在物体上产生一定的加速度，经过足够长时间后物体可以达到任意的速度【分析】加强相关概念的理解。13.【答案】2.810-21 【解析】【解答】由爱因斯坦质能方程可知： ,可得 ,倍数 （倍）.【分析】根据核反应方程的质量数与质子数守恒，即可求解；根据质能方程求出释放能量，即可求解。四、解答题14.【答案】虽然这两个假设可以由麦克尔孙莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度. 【解析】【分析】在提出了假设之后，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理五、综合题15.【答案】（1）解：根据质量数与电荷数守恒，由题意可知反应方程式是： Li+ H2 He；答：核反应方程式 Li+ H2 He；（2）解：核反应前后发生的静止质量亏损为：m=mLi+mp2m=7.0160u+1.0078u24.0026u=0.0186u；由质能方程得，核反应释放的能量为：E=mc2=0.0186u931.5MeV17.3MeV；答：核反应过程中释放的能量E为17.3MeV；（3）解：根据能量的守恒可得，两个粒子具有总动能为：E1+E=0.6MeV+17.3MeV=17.9MeV；答：核反应后两个a粒子具有总能量是17.9MeV 【解析】【分析】根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程；由各粒子的质量可以求出亏损的质量，由质能方程E=mc2可以求得释放的核能；由能量守恒定律可以求出两个粒子具有总动能16.【答案】（1）解：反应过程中质量减少了：m=22.0136u1.0087u3.0150u=0.0035u，反应过程中释放的核能：E=0.0035931.5MeV=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=