-学年高中物理-课时跟踪检测十八高速世界-鲁科版必修2

2019-2020学年高中物理课时跟踪检测(十八)高速世界鲁科版必修21.(多选)下列说法中正确的是()A.光速在任何介质中均为cB.光速在任何惯性参考系中均为cC．在真空中,光速在任何惯性参考系中均为cD.所有物理规律在任何惯性参考系中均具有相同的形式解析:选CD由狭义相对论的两个基本原理可知选项C.D正确。2.(多选)下列说法正确的是()A.由时间延缓效应可知,固有时间最短B.由长度收缩效应可知,静止长度最长C．由质速关系可知,静止质量最大D.加速场和引力场是等效的解析:选ABD由狭义相对论的时间延缓效应可知固有时间最短,选项A正确;由长度收缩效应可知静止长度最长,选项B正确;由质速关系可知静止质量最小,选项C错误;由广义相对论可知,加速场和引力场是等效的,选项D正确。3．(多选)根据绝对时空观的观点,下列说法中正确的是()A.时间和空间是相互联系和影响的B.某事件的发生对任何参考系都是同时的C.在任何参考系中测量的时间间隔和空间距离都是相同的D.物体的质量对不同的参考系是不同的解析:选BC经典时空观认为时间和空间互不关联,故选项A错误;经典时空观认为物体的质量是永恒不变的,与参考系选择无关,选项D错误。4.地面上A、B两个事件同时发生,对于坐在高速运动的火箭中沿两个事件发生地点连线飞行的人来说(如图1所示),哪个事件先发生()图1A.A事件先发生B.B事件先发生C.两个事件同时发生D.可能是A事件先发生,也可能是B事件先发生解析:选B可以设想,在事件A发生时,A处发出一个闪光,在事件B发生时,B处发出一个闪光,两闪光相遇作为一个事件,发生在线段AB的中点,这在不同的参考系中看都是一样的。这个现象在地面参考系中很容易解释,两个闪光同时发出,两个闪光传播的速度又一样,当然在线段的中点相遇。火箭上的人则有如下推理:地面在向火箭的方向运动,从闪光发生到两闪光相遇,线段中点向火箭的方向运动了一段距离,因此闪光B传播的距离比闪光A长些,既然两个闪光的传播速度相同,一定是闪光B发出得早一些,所以B事件先发生,选项B正确。5．日常生活中,我们并没发现物体的质量随物体运动的速度变化而变化,其原因是()A.运动中的物体无法称量质量B．物体的速度远小于光速,质量变化极小C.物体的质量太大D.物体的质量不随速度的变化而变化解析:选B根据狭义相对论质速关系m＝

可知,在宏观物体的运动中,v≪c,所以m变化不大。而不是因为物体的质量太大或无法测量,也不是因为质量不随速度的变化而变化,正确选项为B。6．(多选)甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子,同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子,则下列说法正确的是()A.甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大B.甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小C.乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度大D.乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度小解析：选BD对甲来说,他看到火车内的尺子是静止的,故长度为公式中的l,他观察到乙手中的尺子是运动的,看到的长度相当于公式中的l′,由l′＝l

得l′＜l,故甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小,A错误,B正确；同理,乙看到自己手中的尺子是静止的,长度为l,他观察到甲手中的尺子是运动的,看到的长度为l′,由l′＝l

得l′＜l,故乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小,C错误,D正确。7.A.B.C是三个完全相同的时钟,A放在地面上,B.C分别放在两个火箭上,以速度vb和vc朝同一方向飞行,vb>vc。在地面上的人看来,关于时钟快慢的说法正确的是()A.B钟最快,C钟最慢 B.A钟最快,C钟最慢C.C钟最快,B钟最慢 D.A钟最快,B钟最慢解析：选D根据狭义相对论的时间延缓效应可知,速度越大,钟走得越慢,选项D正确。8.某物体的速度使其质量增加10%,则此物体在其运动方向上其长度缩短了()A.10% B.90%C.eq\f(10,11) D.eq\f(1,11)解析:选D由质速关系:m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))得eq\f(m0,m)＝eq\r(1－\f(v2,c2))＝eq\f(100,110)又根据长度收缩效应公式知l′＝leq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2)所以l′＝

l,Δl＝l－l′＝

l故

＝

＝

,D正确,A、B、C错误。9.(多选)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献,联合国将2005年定为"国际物理年"。对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2,下列说法中正确的是()A.E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据ΔE＝Δmc2可计算核反应的能量C．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量,表明此过程出现了质量亏损D.E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能解析:选ABC质能方程说明一定的质量总是跟一定的能量相联系,这里的能量是指各种能量的总和,质能方程中c为常数,所以A选项正确;当物体的质量减少时,物体会释放出一定能量,释放出的能量多少可用ΔE＝Δmc2计算,反之,某个过程释放出了能量,则此过程一定会有质量亏损,所以B.C选项正确,D选项错误。10.把电子从v1＝0.9c加速到v2＝0.97c时电子的质量增加多少?(已知电子静止质量m0＝9.1×10－31kg)解析:电子速度为v1时电子质量为m1＝

＝

电子速度为v2时电子质量为m2＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,c)))2))＝eq\f(m0,\r(1－0.972))电子质量增量为Δm＝m2－m1＝1.66×10－30kg。答案:1.66×10－30kg11.在一个飞船上测得飞船的长度为100m,高度为10m,当飞船以0.6c的速度从你身边经过时,按你的测量,飞船的高度和长度各为多少?解析:因为长度收缩只发生在运动的方向上,在垂直于运动的方向上的长度没有这种效应,故飞船的高度仍为10m,若测得飞船的长度为l,由长度收缩效应知l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))＝100×eq\r(1－\f(0.6c2,c2))m＝80m。答案:10m80m12.半人马星座α星是离太阳系最近的恒星,它距地球为4.3×1016m。设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间。(1)若宇宙飞船的速率为0.999c,按地球上时钟计算,飞船往返一次需多少时间?(2)如以飞船上时钟计算,往返一次的时间又为多少?解析：(1)由于题中恒星与地球的距离s和宇宙飞船的速率v均是地球上的观察者所测量的,故飞船往返一次,地球时钟所测时间间隔Δt＝eq\f(2s,v)＝eq\f(2×4.3×1016,0.999×3.0×108)s≈2.87×108s。(2)可从相对论的时间延缓效应考虑。