2018版高中物理第5章相對論質(zhì)量測評粵教版選修

1、質(zhì)量測評(五)(時間：90分鐘滿分100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1如圖1所示，假設一輛由超強力電池供電的摩托車和一輛普通有軌電車，都被加速到接近光速；在我們的靜止參考系中進行測量，哪輛車的質(zhì)量將增大()圖1A摩托車B有軌電車C兩者都增加 D都不增加【解析】在相對論中普遍存在一種誤解，即認為運動物體的質(zhì)量總是隨速度增加而增大；當速度接近光速時，質(zhì)量要趨于無窮大其實物體質(zhì)量增大只是發(fā)生在給它不斷輸入能量的時候，而不一定是增加速度的時候對有軌電車，能量通過導線從發(fā)電廠源源不斷輸入；而摩托

2、車的能源卻是它自己帶的能量不斷從外界輸入有軌電車，但沒有能量從外界輸給摩托車能量對應于質(zhì)量，所以有軌電車的質(zhì)量將隨速度增加而增大，而摩托車的質(zhì)量不會隨速度增加而增大【答案】B2你站在一根長木桿的中央附近，并且看到木桿落在地上時是兩頭同時著地(如圖2所示)所以，你認為這木桿是平著落到了地上假設此時小紅正以接近光速的速度從木桿前面掠過，她看到B端比A端先落到地，因而她認為木桿是向右傾斜著落地的她的看法是()圖2A對的B錯的C她應感覺到木桿在朝她運動D她應感覺到木桿在遠離她運動【解析】當小紅以光速大小掠過木桿時，在她看來，木桿不僅在下落，而且還在朝她運動，正好像星體朝你的飛船運動一樣因此，在你看來同

3、時發(fā)生的兩件事，在小紅看來首先在B端發(fā)生【答案】AC3根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，以下說法錯誤的是()A任何核反應，只要伴隨能量的產(chǎn)生，則反應前后各物質(zhì)的質(zhì)量和一定不相等B太陽不斷地向外輻射能量，因而太陽的總質(zhì)量一定不斷減小C雖然太陽不斷地向外輻射能量，但它的總質(zhì)量是不可改變的D若地球從太陽獲得的能量大于地球向外輻射的能量，則地球的質(zhì)量將不斷增大【答案】C4根據(jù)相對論判斷下列說法正確的是()A狹義相對論全面否定了經(jīng)典力學理論B如果物體在地面上靜止不動，任何人在任何參考系里面測出物體的長度都是一樣的C由Emc2可知，質(zhì)量可轉變成能量D物體速度越大，質(zhì)量也變得越大【解析】狹義相對論并沒有全面否定經(jīng)典力學

4、理論，經(jīng)典力學是狹義相對論在低速情況下的特例，故A錯；物體長度的測量結果與觀察者所在的參考系有關，B錯；Emc2只說明物體的能量E與其速度v有對應關系，并不是質(zhì)量能轉化為能量，故C錯；相對論質(zhì)速關系式表明物體速度越大，其質(zhì)量越大，D對【答案】D5下面的說法中正確的是()A因為時間是絕對的，所以我們在不同的參考系中觀察到的時間進程都是相同的B空間與時間之間是沒有聯(lián)系的C有物質(zhì)才有空間和時間D在一個確定的參考系中觀察，運動物體的空間距離和時間進程跟物體的運動狀態(tài)有關【解析】經(jīng)典物理學認為空間和時間是脫離物質(zhì)存在的，是絕對的，空間與時間之間也是沒有聯(lián)系的，其實是錯誤的，故A、B錯誤因為相對論中空間和

5、時間與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關，在長度的相對性和時間的相對性上都得到了驗證【答案】CD6下列幾種說法：(1)所有慣性系中基本規(guī)律都是等價的；(2)在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關；(3)在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速度都相同其中哪些說法是正確的()A只有(1)(2)是正確的B只有(1)(3)是正確的C只有(2)(3)是正確的D三種說法都是正確的【解析】根據(jù)狹義相對論知(1)(2)(3)都正確【答案】D7關于質(zhì)量和長度下列說法中正確的是()A物體的質(zhì)量與位置、運動狀態(tài)無任何關系，是物質(zhì)本身的屬性B物體的質(zhì)量與位置、運動狀態(tài)有關，只是在速度較低的情況下，變化忽略不計C物體的

6、長度與運動狀態(tài)無關，是物質(zhì)本身的屬性D物體的長度與運動狀態(tài)有關，只是在速度較低的情況下，變化忽略不計【解析】物體長度、質(zhì)量都與物體運動狀態(tài)有關，只有在速度較低時變化可忽略【答案】BD8如圖3所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()圖3A同時被照亮 BA先被照亮CC先被照亮 D無法判斷【解析】因列車沿AC方向接近光速行駛，根據(jù)“同時”的相對性，即前邊的事件發(fā)生，后邊的事件后發(fā)生可知C先被照亮，答案為C.【答案】C9A、B兩火箭沿地面上一足球場的長軸方向在其上空高速飛過，且vAvB

7、，在火箭上的人觀察結果正確的是()AA火箭上的人觀察到足球場的長度比B火箭上的人觀察到的大BA火箭上的人觀察到足球場的長度比B火箭上的人觀察到的小C兩火箭上的人觀察到的足球場的長度相同D兩火箭上的人觀察到的足球場的寬度相同【解析】因為當一個慣性系的速度比較大時，符合ll ，速度越大，l越小因為vAvB，所以lAlB.【答案】BD10用相對論的觀點判斷下列說法是否正確()A時間和空間都是絕對的，在任何參考系中一個事件發(fā)生的時間和一個物體的長度總不會改變B在地面上的人看來，以10 km/s的速度運動的飛船中的時鐘會變快，但是飛船中的宇船員卻看到時鐘可能是準確的C在地面上的人看來，以10 km/s的

8、速度運動的飛船在運動方向上會變窄，而飛船中的宇航員卻感到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些D當物體運動的速度vc時，“時間膨脹”和“長度收縮”效果可忽略不計【解析】由ll0 兩處的人都感覺ll0，由t，ll0 ，在vc時，tt，ll0.【答案】CD二、填空題(12分)11(12分)根據(jù)愛因斯坦的理論，一把米尺，在它與觀察者有不同相對速度的情況下，米尺長度是不同的，它們之間的關系見圖4.由此可知，當米尺和觀察者的相對速度達到0.8c(c為光速)時，米尺長度大約是_米在日常生活中，我們無法察覺到米尺長度變化的現(xiàn)象，是因為觀察者相對于米尺的運動速度_圖4【解析】由圖可以對應看出，米尺的長度大約為0.

9、6 m，在日常生活中，我們無法觀察到米尺長度變化的現(xiàn)象，是因為觀察者相對于米尺的運動速度太小【答案】0.6太小三、計算題(共38分，計算題必須有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)12(10分)一支靜止時長10 m的飛行物以3 km/s的速度從觀察者的身邊掠過，觀察者測得飛行物的長度應為多少？飛行物上的人測得飛行物的長度應為多少？如果飛行物的速度為光速的三分之一呢？【解析】飛行物相對于飛行物上的人是靜止的，所以不管飛行物的速度是多少，飛行物上的人測得的飛行物長與靜止時相同，為L010 m如果飛行物的速度為v13103 m/s.地面觀察者測得的飛行物長L1為L1L0 10 m10

10、m如果飛行物的速度為v2c/3，地面觀察者測得的火箭長L2為L2L0 10 m9.43 m.【答案】10 m10 m9.43 m13(8分)以8 km/s的速度運行的人造衛(wèi)星上一只完好的手表走過了1 min，地面上的人認為它走過這1 min“實際”上花了多少時間？【解析】t min(13.61010) min【答案】t(13.61010) min14(10分)在實驗室中測得以速度0.8c運動的介子的平均壽命為4108 s，問靜止介子的平均壽命是多少？【解析】相對于介子運動的實驗室中測得介子的平均壽命為t，則相對于介子靜止的參考系中測得介子的平均壽命為tt 4108 s2.4108 s.【答案】2.4108 s15(10分)電子的靜止質(zhì)量m09.111031 kg.(1)試用焦和電子伏為單位來表示電子的靜質(zhì)能(2)靜止電子經(jīng)過106 V電壓加速后，其質(zhì)量和速率各是多少？【解析】(1)由質(zhì)能方程得：Emc29.111031(