高中物理 第15章 相对论简介本章测评B 新人教版选修34.doc

第15章 相对论简介(高考体验)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分)1.(2010北京理综)属于狭义相对论基本假设的是:在不同的惯性系中()a.真空中光速不变b.时间间隔具有相对性c.物体的质量不变d.物体的能量与质量成正比解析:由爱因斯坦狭义相对论基本假设可知选项a正确。答案:a2.(2011江苏单科)如图所示,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()a.同时被照亮b.a先被照亮c.c先被照亮d.无法判断解析:由“同时”的相对性可知,列车上的观察者观察到光信号先到达c,选项c正确。答案:c3.(2014四川理综)电磁波已广泛运用于很多领域。下列关于电磁波的说法符合实际的是()a.电磁波不能产生衍射现象b.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来遥控电视机c.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度d.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同解析:任何波都有衍射现象,选项a错误;遥控器发射红外线脉冲信号遥控电视机,选项b错误;根据多普勒效应可以测出天体运动速度,选项c正确;光在一切惯性系中的速度是不变的,选项d错误。答案:c4.导学号38190157(2015山东聊城高二检测)惯性系s中有一边长为l的正方形,从相对s系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是()解析:由相对论知识可知,沿运动方向,物体的长度将变短,而其他方向物体长度不会发生变化,因此,选项c正确,a、b、d错误。答案:c5.(2010北京理综)太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为41026 j,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近()a.1036 kgb.1018 kgc.1013 kgd.109 kg解析:由质能方程e=mc2计算得m= kg4109 kg,选项d正确。答案:d6.在地面上观测一个物体,由于物体以一定的速度运动,发现该物体质量比静止时的质量增加了10%,则该物体相对于静止时的尺度在运动方向上缩短了()a.91%b.10%c.18%d.9.1%解析:设物体的静止质量与静止长度分别为m0、l0,运动质量与运动长度分别为m、l,由题意知10%,则有,而m=又因为l=l0,所以有,所以=1-=1-9.1%。答案:d7.(2009江苏单科)如图甲所示,强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c。强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为()a.0.4cb.0.5cc.0.9cd.1.0c解析:根据爱因斯坦狭义相对论光速不变原理可知。答案:d8.导学号38190158(2013四川理综)迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“gliese581”运行的行星“gl-581c”却很值得我们期待。该行星的温度在0 到40 之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日。“gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则()a.在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同b.如果人到了该行星,其体重是地球上的2倍c.该行星与“gliese581”的距离是日地距离的倍d.由于该行星公转速率比地球大,地球上的米尺如果被带上该行星,其长度一定会变短解析:在地球上发射卫星的第一宇宙速度v=,在该行星上发射卫星的第一宇宙速度v=2v,a错;由于星球表面的重力等于万有引力,地球表面mg=,该行星表面mg=,两式相比得,该行星上同一物体的重力是地球上的倍,b正确;由mr得,所以该行星离恒星的距离和地球离恒星的距离之比为,c错;若米尺与运动方向垂直时,米尺的长度不变,d错。答案:b二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分)9.(2013江苏单科)如图所示,两艘飞船a、b沿同一直线同向飞行,相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为l,则a测得两飞船间的距离(选填“大于”“等于”或“小于”)l。当b向a发出一光信号,a测得该信号的速度为。解析:根据爱因斯坦的相对论可知,相对静止时测得的距离大于相对运动时测得的距离;根据光速不变原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,所以a测得该信号的速度仍为c。答案:大于c(或光速)10.当两个电子沿着相反的方向飞离一个放射性样品时,每个电子相对于样品的速度为0.67c,两个电子的相对速度为。解析:若样品看做o系,其中一个电子看做o系,则该电子相对o系的速度v=0.67c,另一电子相对o系的速度u=-0.67c,该电子相对o系的速度为u,根据相对论的速度变换公式u=得-0.67c=,由此得u=-0.92c,即两个电子的相对速度为0.92c。答案:0.92c三、计算题(本题共3小题,共36分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。有数值计算的,答案中应明确写出数值和单位)11.(12分)一物体静止时质量为m,当分别以v1=7.8 km/s和v2=0.8c的速度飞行时,质量分别为多少?解析:速度为7.8 km/s时,质量m1=m0=m。速度为0.8c时,质量设为m2,有m2=m0=m。答案:mm12.(12分)把一个静止质量为m0的粒子,加速到v=0.6c(c为真空中的光速)需要做的功为多大?解析:由爱因斯坦质能方程知,粒子静止时的能量e0=m0c2,以速度v运动时的能量e=mc2粒子以速度v运动时粒子的质量m=得m=1.25m0ek=e-e0=mc2-m0c2=0.25m0c2由动能定理可知w=ek=0.25m0c2。答案:0.25m0c213.导学号38190159(12分)1901年,德国科学家考夫曼在确定射线比荷的实验中首先观测到,电子比荷与速度有关,他假设电子的电荷不随速度而改变,则它的质量就要随速度的增加而增加。实验结果如图所示