2018版高中物理第5章相對(duì)論質(zhì)量測(cè)評(píng)粵教版選修

1、質(zhì)量測(cè)評(píng)(五)(時(shí)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(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1如圖1所示，假設(shè)一輛由超強(qiáng)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(jìn)行測(cè)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(duì)論中普遍存在一種誤解，即認(rèn)為運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量總是隨速度增加而增大；當(dāng)速度接近光速時(shí)，質(zhì)量要趨于無(wú)窮大其實(shí)物體質(zhì)量增大只是發(fā)生在給它不斷輸入能量的時(shí)候，而不一定是增加速度的時(shí)候?qū)τ熊夒娷嚕芰客ㄟ^(guò)導(dǎo)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(méi)有能量從外界輸給摩托車能量對(duì)應(yīng)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(huì)隨速度增加而增大【答案】B2你站在一根長(zhǎng)木桿的中央附近，并且看到木桿落在地上時(shí)是兩頭同時(shí)著地(如圖2所示)所以，你認(rèn)為這木桿是平著落到了地上假設(shè)此時(shí)小紅正以接近光速的速度從木桿前面掠過(guò)，她看到B端比A端先落到地，因而她認(rèn)為木桿是向右傾斜著落地的她的看法是()圖2A對(duì)的B錯(cuò)的C她應(yīng)感覺(jué)到木桿在朝她運(yùn)動(dòng)D她應(yīng)感覺(jué)到木桿在遠(yuǎn)離她運(yùn)動(dòng)【解析】當(dāng)小紅以光速大小掠過(guò)木桿時(shí)，在她看來(lái)，木桿不僅在下落，而且還在朝她運(yùn)動(dòng)，正好像星體朝你的飛船運(yùn)動(dòng)一樣因此，在你看來(lái)同

3、時(shí)發(fā)生的兩件事，在小紅看來(lái)首先在B端發(fā)生【答案】AC3根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A任何核反應(yīng)，只要伴隨能量的產(chǎn)生，則反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量和一定不相等B太陽(yáng)不斷地向外輻射能量，因而太陽(yáng)的總質(zhì)量一定不斷減小C雖然太陽(yáng)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(yáng)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(duì)論判斷下列說(shuō)法正確的是()A狹義相對(duì)論全面否定了經(jīng)典力學(xué)理論B如果物體在地面上靜止不動(dòng)，任何人在任何參考系里面測(cè)出物體的長(zhǎng)度都是一樣的C由Emc2可知，質(zhì)量可轉(zhuǎn)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(duì)論并沒(méi)有全面否定經(jīng)典力學(xué)

4、理論，經(jīng)典力學(xué)是狹義相對(duì)論在低速情況下的特例，故A錯(cuò)；物體長(zhǎng)度的測(cè)量結(jié)果與觀察者所在的參考系有關(guān)，B錯(cuò)；Emc2只說(shuō)明物體的能量E與其速度v有對(duì)應(yīng)關(guān)系，并不是質(zhì)量能轉(zhuǎn)化為能量，故C錯(cuò)；相對(duì)論質(zhì)速關(guān)系式表明物體速度越大，其質(zhì)量越大，D對(duì)【答案】D5下面的說(shuō)法中正確的是()A因?yàn)闀r(shí)間是絕對(duì)的，所以我們?cè)诓煌膮⒖枷抵杏^察到的時(shí)間進(jìn)程都是相同的B空間與時(shí)間之間是沒(méi)有聯(lián)系的C有物質(zhì)才有空間和時(shí)間D在一個(gè)確定的參考系中觀察，運(yùn)動(dòng)物體的空間距離和時(shí)間進(jìn)程跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)【解析】經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為空間和時(shí)間是脫離物質(zhì)存在的，是絕對(duì)的，空間與時(shí)間之間也是沒(méi)有聯(lián)系的，其實(shí)是錯(cuò)誤的，故A、B錯(cuò)誤因?yàn)橄鄬?duì)論中空間和

5、時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，在長(zhǎng)度的相對(duì)性和時(shí)間的相對(duì)性上都得到了驗(yàn)證【答案】CD6下列幾種說(shuō)法：(1)所有慣性系中基本規(guī)律都是等價(jià)的；(2)在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)；(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(shuō)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(shuō)法都是正確的【解析】根據(jù)狹義相對(duì)論知(1)(2)(3)都正確【答案】D7關(guān)于質(zhì)量和長(zhǎng)度下列說(shuō)法中正確的是()A物體的質(zhì)量與位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)任何關(guān)系，是物質(zhì)本身的屬性B物體的質(zhì)量與位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，只是在速度較低的情況下，變化忽略不計(jì)C物體的

6、長(zhǎng)度與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，是物質(zhì)本身的屬性D物體的長(zhǎng)度與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，只是在速度較低的情況下，變化忽略不計(jì)【解析】物體長(zhǎng)度、質(zhì)量都與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，只有在速度較低時(shí)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(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()圖3A同時(shí)被照亮 BA先被照亮CC先被照亮 D無(wú)法判斷【解析】因列車沿AC方向接近光速行駛，根據(jù)“同時(shí)”的相對(duì)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(chǎng)的長(zhǎng)軸方向在其上空高速飛過(guò)，且vAvB

7、，在火箭上的人觀察結(jié)果正確的是()AA火箭上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)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(chǎng)的長(zhǎng)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(chǎng)的長(zhǎng)度相同D兩火箭上的人觀察到的足球場(chǎng)的寬度相同【解析】因?yàn)楫?dāng)一個(gè)慣性系的速度比較大時(shí)，符合ll ，速度越大，l越小因?yàn)関AvB，所以lAlB.【答案】BD10用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷下列說(shuō)法是否正確()A時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)改變B在地面上的人看來(lái)，以10 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變快，但是飛船中的宇船員卻看到時(shí)鐘可能是準(zhǔn)確的C在地面上的人看來(lái)，以10 km/s的

8、速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄，而飛船中的宇航員卻感到地面上的人看起來(lái)比飛船中的人扁一些D當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度vc時(shí)，“時(shí)間膨脹”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽略不計(jì)【解析】由ll0 兩處的人都感覺(jué)ll0，由t，ll0 ，在vc時(shí)，tt，ll0.【答案】CD二、填空題(12分)11(12分)根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論，一把米尺，在它與觀察者有不同相對(duì)速度的情況下，米尺長(zhǎng)度是不同的，它們之間的關(guān)系見(jiàn)圖4.由此可知，當(dāng)米尺和觀察者的相對(duì)速度達(dá)到0.8c(c為光速)時(shí)，米尺長(zhǎng)度大約是_米在日常生活中，我們無(wú)法察覺(jué)到米尺長(zhǎng)度變化的現(xiàn)象，是因?yàn)橛^察者相對(duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)速度_圖4【解析】由圖可以對(duì)應(yīng)看出，米尺的長(zhǎng)度大約為0.

9、6 m，在日常生活中，我們無(wú)法觀察到米尺長(zhǎng)度變化的現(xiàn)象，是因?yàn)橛^察者相對(duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)速度太小【答案】0.6太小三、計(jì)算題(共38分，計(jì)算題必須有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)12(10分)一支靜止時(shí)長(zhǎng)10 m的飛行物以3 km/s的速度從觀察者的身邊掠過(guò)，觀察者測(cè)得飛行物的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？飛行物上的人測(cè)得飛行物的長(zhǎng)度應(yīng)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(duì)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(cè)得的飛行物長(zhǎng)與靜止時(shí)相同，為L(zhǎng)010 m如果飛行物的速度為v13103 m/s.地面觀察者測(cè)得的飛行物長(zhǎng)L1為L(zhǎng)1L0 10 m10

10、m如果飛行物的速度為v2c/3，地面觀察者測(cè)得的火箭長(zhǎng)L2為L(zhǎng)2L0 10 m9.43 m.【答案】10 m10 m9.43 m13(8分)以8 km/s的速度運(yùn)行的人造衛(wèi)星上一只完好的手表走過(guò)了1 min，地面上的人認(rèn)為它走過(guò)這1 min“實(shí)際”上花了多少時(shí)間？【解析】t min(13.61010) min【答案】t(13.61010) min14(10分)在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得以速度0.8c運(yùn)動(dòng)的介子的平均壽命為4108 s，問(wèn)靜止介子的平均壽命是多少？【解析】相對(duì)于介子運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得介子的平均壽命為t，則相對(duì)于介子靜止的參考系中測(cè)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(lái)表示電子的靜質(zhì)能(2)靜止電子經(jīng)過(guò)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(