2019_2020学年高中物理章末过关检测五含解析新人教版选修3.doc

章末过关检测(五) (时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共8小题，15题为单项选择题，68题为多项选择题，每小题6分，共48分)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揭示了时间、空间并非绝对不变的属性B借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说C否定了牛顿力学的原理D修正了能量、质量互相转化的理论解析：狭义相对论和广义相对论揭示了时空的可变性，使人们能进一步去研究高速运动的物体答案：A2一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，隧道长度变短B洞口为圆形、隧道长度不变C洞口为椭圆形、隧道长度不变D洞口为圆形，隧道长度变短解析：据狭义相对论理论可知，隧道在长度上变短，但在垂直于火车运动方向上不变化答案：D3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该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，质量也越大解析：相对论并没有否定经典力学理论，而是使经典力学理论的使用范围更加清楚了，A错；在不同参考系里测量同一物体的长度，测量值是不同的，B错；Emc2指明了物质能量与质量的对应关系，物体质量与能量不能转化，C错；由m可知D对答案：D4一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是()A飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c解析：飞船上的观测者相对飞船静止，测得飞船的长度为飞船静止时的长度l030 m，选项A错误；地球上的观测者与飞船有相对运动，测得飞船的长度ll0l0，故应小于30 m，选项B正确；狭义相对论的一个基本假设是光速不变原理，即飞船上和地球上的观测者测得的光信号速度都等于c，选项C、D错误答案：B5有三只完全相同的时钟，时钟A放在高速行驶的火车上(火车时速200 km/h)，时钟B放在高速旋转的圆盘边缘，随圆盘一起转动，其向心加速度约为2 000g，时钟C放在中子星附近关于这三只钟的变慢情况，下列说法正确的是()A三只钟均明显变慢B时钟B和时钟C明显变慢，时钟A的变化不明显C三只钟的快慢都一样D时钟A和时钟B没有受到强引力作用，都不变慢解析：火车的速度相对光速而言很小，时钟变慢不明显，故A错误；B钟有很大的加速度，C钟受强引力作用，都明显变慢，故B正确，C、D错误答案：B6如图所示是黑洞的示意图，黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片那么关于黑洞，你认为正确的是()A内部也是漆黑一片，没有任何光B内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C内部应该是很亮的D如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去解析：由广义相对论可知B、C、D正确答案：BCD7下列问题需要用相对论来进行解释的是()A“嫦娥一号”的运动轨迹的计算B喷气式飞机的空中运行C人造太阳的反应过程D红矮星的演变过程解析：凡是高速、微观、强引力问题都需要用相对论来进行解释；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答案：CD8用相对论的观点判断下列说法，其中正确的是()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在地面上看，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扁一些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：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错误由ll0 可知两处的人都感觉ll0，所以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B错误，D正确答案：CD二、非选择题(本题共4小题，共52分)9(12分)一艘宇宙飞船的船身长度为L090 m，相对地面以u0.8c的速度在一观测站的上空飞过(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？(2)航天员测得船自身通过观测站的时间间隔是多少？解析：(1)观测站测得船身的长度为LL0 90 m54 m，通过观测站的时间间隔为t2.25107 s.(2)航天员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为t3.75107 s.答案：(1)2.25107 s(2)3.75107 s10(12分)如果将电子由静止加速到速率为0.10c，需对它做多少功？如果将电子由速率为0.80c加速到0.90c，又需对它做多少功？已知电子静止质量m9.11031 kg，光速c3108 m/s.解析：由相对论的动能表达式和质速关系可得，当电子速率从v1增加到v2时，电子动能的增量为EkEk2Ek1(m2c2m0c2)(m1c2m0c2)(m2m1)c2m0c2.根据动能定理，当v10，v20.10c时，外力所做的功为WEk4.11016 J当v10.80c，v20.90c时，外力所做的功为WEk5.11014 J.答案：4.11016 J5.11014 J11(14分)人马星座星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.31016 m设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座星之间若宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，飞船往返一次需多少时间？如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：t s2.87108 s9年；若以飞船上的时钟计算：因为t，所以得t2.87108 s1.28107 s0.4年答案：9年0.4年12(14分)设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.6c 的速率向东飞行，5 s后该飞船将与一个以0.8c的速率向西飞行的彗星相撞试问：(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，以避免与彗星相撞？解析：(1)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v0.6c，彗星相对S系的速度ux0.8c.由相对论速度变换公式可求得慧星相对飞船的速率ux0.946c，即彗星以0.946c 的速率向飞船靠近(2)把t0t00时的飞船状态视为一个事件，把飞船