2018版高中物理相对论质量测评粤教版.docx

质量测评(五)(时间：90分钟满分100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1如图1所示，假设一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，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()图1A摩托车B有轨电车C两者都增加 D都不增加【解析】在相对论中普遍存在一种误解，即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大；当速度接近光速时，质量要趋于无穷大其实物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候对有轨电车，能量通过导线从发电厂源源不断输入；而摩托车的能源却是它自己带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对应于质量，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增加而增大【答案】B2你站在一根长木杆的中央附近，并且看到木杆落在地上时是两头同时着地(如图2所示)所以，你认为这木杆是平着落到了地上假设此时小红正以接近光速的速度从木杆前面掠过，她看到B端比A端先落到地，因而她认为木杆是向右倾斜着落地的她的看法是()图2A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】当小红以光速大小掠过木杆时，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，在小红看来首先在B端发生【答案】AC3根据爱因斯坦质能方程，以下说法错误的是()A任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的D若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大【答案】C4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面测出物体的长度都是一样的C由Emc2可知，质量可转变成能量D物体速度越大，质量也变得越大【解析】狭义相对论并没有全面否定经典力学理论，经典力学是狭义相对论在低速情况下的特例，故A错；物体长度的测量结果与观察者所在的参考系有关，B错；Emc2只说明物体的能量E与其速度v有对应关系，并不是质量能转化为能量，故C错；相对论质速关系式表明物体速度越大，其质量越大，D对【答案】D5下面的说法中正确的是()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，其实是错误的，故A、B错误因为相对论中空间和时间与物质的运动状态有关，在长度的相对性和时间的相对性上都得到了验证【答案】CD6下列几种说法：(1)所有惯性系中基本规律都是等价的；(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关；(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同其中哪些说法是正确的()A只有(1)(2)是正确的B只有(1)(3)是正确的C只有(2)(3)是正确的D三种说法都是正确的【解析】根据狭义相对论知(1)(2)(3)都正确【答案】D7关于质量和长度下列说法中正确的是()A物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物质本身的属性B物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计C物体的长度与运动状态无关，是物质本身的属性D物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计【解析】物体长度、质量都与物体运动状态有关，只有在速度较低时变化可忽略【答案】BD8如图3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()图3A同时被照亮 BA先被照亮CC先被照亮 D无法判断【解析】因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件发生，后边的事件后发生可知C先被照亮，答案为C.【答案】C9A、B两火箭沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且vAvB，在火箭上的人观察结果正确的是()AA火箭上的人观察到足球场的长度比B火箭上的人观察到的大BA火箭上的人观察到足球场的长度比B火箭上的人观察到的小C两火箭上的人观察到的足球场的长度相同D两火箭上的人观察到的足球场的宽度相同【解析】因为当一个惯性系的速度比较大时，符合ll ，速度越大，l越小因为vAvB，所以lAlB.【答案】BD10用相对论的观点判断下列说法是否正确()A时间和空间都是绝对的，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在地面上的人看来，以10 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变快，但是飞船中的宇船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窄，而飞船中的宇航员却感到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D当物体运动的速度vc时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计【解析】由ll0 两处的人都感觉ll0，由t，ll0 ，在vc时，tt，ll0.【答案】CD二、填空题(12分)11(12分)根据爱因斯坦的理论，一把米尺，在它与观察者有不同相对速度的情况下，米尺长度是不同的，它们之间的关系见图4.由此可知，当米尺和观察者的相对速度达到0.8c(c为光速)时，米尺长度大约是_米在日常生活中，我们无法察觉到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度_图4【解析】由图可以对应看出，米尺的长度大约为0.6 m，在日常生活中，我们无法观察到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度太小【答案】0.6太小三、计算题(共38分，计算题必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)12(10分)一支静止时长10 m的飞行物以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得飞行物的长度应为多少？飞行物上的人测得飞行物的长度应为多少？如果飞行物的速度为光速的三分之一呢？【解析】飞行物相对于飞行物上的人是静止的，所以不管飞行物的速度是多少，飞行物上的人测得的飞行物长与静止时相同，为L010 m如果飞行物的速度为v13103 m/s.地面观察者测得的飞行物长L1为L1L0 10 m10 m如果飞行物的速度为v2c/3，地面观察者测得的火箭长L2为L2L0 10 m9.43 m.【答案】10 m10 m9.43 m13(8分)以8 km/s的速度运行的人造卫星上一只完好的手表走过了1 min，地面上的人认为它走过这1 min“实际”上花了多少时间？【解析】t min(13.61010) min【答案】t(13.61010) min14(10分)在实验室中测得以速度0.8c运动的介子的平均寿命为4108 s，问静止介子的平均寿命是多少？【解析】相对于介子运动的实验室中测得介子的平均寿命为t，则相对于介子静止的参考系中测得介子的平均寿命为tt 4108 s2.4108 s.【答案】2.4108 s15(10分)电子的静止质量m09.111031 kg.(1)试用焦和电子伏为单位来表示电子的静质能(2)静止电子经过106 V电压加速后，其质量和速率各是多少？【解析】(1)由质能方程得：Emc29.111031(