《2019-2020学年高中物理 第六章检测（含解析）教科版选修3-4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理 第六章检测（含解析）教科版选修3-4（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分)1.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.下列服从经典力学规律的是()A.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动B.发射导弹、人造卫星、宇宙飞船C.物体运动的速率接近于真空中的光速D.能量的不连续现象解析:经典力学只适用于宏观、低速运动的物体
2、,所以A、B两项正确,C项错误;能量的不连续现象涉及量子论,不适合用经典力学来解释,所以选项D错误.答案:AB3.下列说法正确的是()A.如果木星上有一件事情发生,地球上的人可能同时看到B.地球上的人看到的是木星上很久以前发生的事C.快速行驶的列车上,车头和车尾上的人不能同时看到车中间发生的事D.快速行驶的列车上,车头和车尾上的人能同时看到车中间发生的事解析:由相对论的基本假设可知,选项B、D正确.答案:BD4.假设地面上有一列车以接近光速的速度运行,其内站立着一个中等身材的人,站在路旁的人观察车里的人和时钟(与地面时钟相比),观察结果是()A.一个矮胖子,时钟变慢B.一个瘦高个,时钟变快C.
3、矮但不胖,时钟不快不慢D.瘦但不高,时钟变慢解析:根据长度的相对性,相对运动方向长度减小,垂直于运动方向上的长度不变,所以这个人瘦但不高.运动的时钟变慢,故选项D正确.答案:D5.关于时间和空间,在学习狭义相对论后我们应认识到 ()A.因为时间是绝对的,所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的B.空间与时间之间是没有联系的C.有物质才有空间和时间D.在一个确定的参考系中观察,运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关解析:经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的,是绝对的,空间与时间之间也是没有联系的,在相对论力学中,时间和空间是和物质的运动相联系的.只有在物质存在时才有空间和
4、时间的概念,时间和空间是相互联系且是相对的.答案:CD6.惯性系S中有一边长为l的正方形(如图所示),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像是()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,选项A、B、D错误.答案:C7.如图所示,在一个高速转动的巨大转盘上,放着A、B、C三个时钟,下列说法正确的是()A.A时钟走时最慢,B时钟走时最快B.A时钟走时最慢,C时钟走时最快C.C时钟走时最慢,A时钟走时最快D.B时钟走时最慢,A时钟走时最快解析:由题图可知A、B、C三个时钟的线速度不同,其中C时钟的线速度最大.由相
5、对论可知,选项C正确.答案:C8.设某人在速度为0.5c的飞船上打开一个光源,则下列说法正确的是()A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cD.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c解析:根据狭义相对论的“光速不变原理”可知,真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的,所以真空中的光速相对于飞船的速度为c,相对于地面的速度也为c.答案:CD9.你站在一条长木杆的中央附近,并且看到木杆落在地上时是两头同时着地.所以,你认为这木杆是平着落到了地上.而此时飞飞同学正以接近光速的速度从木杆前面
6、掠过,她看到B端比A端先落地,因而她认为木杆是向右倾斜着落地的.她的看法是()A.对的B.错的C.她应感觉到木杆在朝她运动D.她应感觉到木杆在远离她运动解析:当飞飞同学掠过木杆时,在她看来,木杆不仅在下落,而且还在朝她运动,正好像星体朝你的飞船运动一样.因此,在你看来,同时发生的两件事,在飞飞同学看来,首先在B端发生.答案:AC10.在地面附近有一高速飞过的火箭.关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是()A.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变快了B.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了C.火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D.火箭上的人看地面物体长
7、度变小,时间进程变慢了解析:由狭义相对论公式可知,一个相对我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程,在我们看来,它的长度变短,它所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间长,惯性系速度越大,我们观察到的物体的长度越短,物理过程所经历的时间越长.故选项A错误,选项B、C、D正确.答案:BCD二、填空题(本题包含2小题,共20分)11.(8分)地球上A、B两地相距为l0,若飞船以接近光速的速度v经过A飞向B,地面上的人看来飞船经过t1时间从A到达B,在飞船内宇航员看来飞船经过t2时间从A到达B,则t1t2;在飞船内宇航员看来A、B两地相距为l,则ll0.(均选填“”“=”或“”)解析:根据相对论长
8、度公式l=l01-v2c2可知,飞船驾驶员观测到A、B两点距离小于地面上人观测的距离,即lt2.答案:12.(12分)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则粒子运动时的质量等于其静止质量的倍,粒子运动速度是光速的倍.解析:依据爱因斯坦的质能方程E=mc2,宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则其质量等于其静止质量的k倍;再由相对论质量公式m=m01-vc2,得vc=k2-1k.答案:kk2-1k三、计算题(本题包含4小题,共40分.计算题必须要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(10分)原长为15 m的飞船以v=9103 m/s的速率相对地面匀速飞行时,从地面上测
9、量,它的长度是多少?假设飞船的速率v=0.95c,从地面上测量,它的长度又是多少?解析:当飞船的速度为v=9103m/s时,l=l01-vc2=151-910331082m=14.99999999m,当飞船的速率v=0.95c时,l=l01-vc2=151-0.952m4.68m.答案:14.999 999 99 m4.68 m14.(10分)半人马座星是离太阳系最近的恒星,它距地球 4.01016 m.设有一宇宙飞船自地球往返于半人马座星之间.若宇宙飞船的速度为0.999c,按地球上的时钟计算,飞船往返一次需多长时间?若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=
10、sv=24.010160.9993108s2.67108s8.47年;若以飞船上的时钟计算,因为t=t1-vc2所以得t=t1-vc2=2.671081-0.9992s1.19107s137.7天.答案:8.47年137.7天15.(10分)某列长为100 m的火车若分别以v1=30 m/s和v2=2.7108 m/s的速度做匀速直线运动,则对地面的观察者来说其长度分别缩短了多少?解析:l0=100m当火车以v1=30m/s的速度运动时,l1=l01-vc2=1001-3031082m其长度缩短了l1=l0-l1=0.510-12m当火车以v2=2.7108m/s的速度运动时,l2=l01-v
11、2c2=1001-2.710831082m=43.6m其长度缩短了l2=l0-l2=56.4m.答案:0.510-12 m56.4 m16.(10分)一电子(m0=9.110-31 kg)以0.99c的速率运动.问:(1)电子的总能量是多大?(2)电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大?解析:(1)由爱因斯坦质能方程得E=mc2m=m01-vc2=9.110-311-0.99cc2kg=6.510-30kg电子总能量为E=mc2=6.510-30(3108)2J=5.8510-13J.(2)电子经典力学的动能为Ek=12m0v2电子相对论的动能为Ek=12mv2它们之比为EkEk=12m0v212mv2=m0m=1-vc2=0.14.答案:(1)5.8510-13 J(2)0.147
