鲁科版必修2同步精练精析：61《高速世界》（鲁科版必修二）

6.1 高速世界
【学业达标训练】
1.（2010·盐城高一检测）1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（ ）
A.同时的绝对性和同时的相对性
B.运动的时钟变慢与运动的尺子缩短[来源:21世纪教育网]
C.时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D.相对性原理与光速不变原理
【解析】选D.狭义相对论的两个基本假设是相对性原理和光速不变原理，选项D正确.
2.如果牛顿运动定律在参考系A中成立，而参考系B相对于A做匀速直线运动，则在参考系B中（ ）
A.牛顿运动定律也成立
B.牛顿运动定律不能成立
C.参考系B也是惯性参考系
D.A和B两个参考系中，一切物理规律都是相同的
【解析】选A、C、D.由于牛顿运动定律在参考系A中成立，因此A为惯性参考系，而B相对于A做匀速直线运动，所以B也为惯性参考系.根据狭义相对论的相对性原理，一切物理规律在不同的惯性参考系中都是相同的，故选项A、C、D正确，B错误.
3.一列火车以接近光速从我们身边飞驶而过，我们会感到车厢、车窗变窄了，而车厢、车窗的高度没有变化，那么车厢内的人看路旁的电线杆间距将会（ ）
A.变窄 B.变宽
C.不变 D.都有可能
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4.关于爱因斯坦质能方程,下列说法错误的是（ ）
A.方程表明，物体具有的能量跟它的质量成正比
B.方程表明，物体质量增大，能量也增大；质量减小，能量也减小
C.方程表明，物体的质量减小，能量会增加，即在一定条件下质量可以转化为能量
D.方程表明，物体的质量减小，能量也会减小，即在一定条件下质量可以转化为能量
【解析】选C.由E=mc2知，E∝m,A正确；质量增大，能量增大，质量减小，能量减小，减小的质量以能量的形式散失，B、D均正确而C错，故选C.
5.为使电子的质量增加到静止质量的两倍，需有多大的速度？
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【素能综合检测】
一、选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分.每小题至少一个选项正确）
1.20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释.经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题，只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.则以下说法错误的是（ ）
A.随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B.人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的
C.不同领域的事物各有其本质与规律
D.人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律21世纪教育网
【解析】选A.人们对客观世界的认识要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内不同事物的本质与规律.新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形.因此选项B、C、D正确，A错误，本题应选A.
2.如果你乘坐宇宙飞船以接近光速的速度向一星体飞行，可以发觉自己是（ ）
A.你的质量在增加
B.你的心脏跳动在慢下来
C.你在变小
D.你永远不能由自身的变化知道你自己的速度
【解析】选D.如果飞船的运动使你的质量增加、心率减慢或身高降低，那么它将以完全一样的方式影响飞船中其他物质的质量、钟的快慢和尺的大小.这样，飞船中没有一样东西是不变的，也就是没有一个可以用作比较的固定参考物，因此你无法探测任何变化.故选项D是正确的.
3.（2010·天津高一检测）如图1所示，按照狭义相对论的观点，火箭A是迎着光飞行的，火箭B是“追赶”光的，若火箭相对地面的速度为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为（ ）
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[来源:21世纪教育网
A.c+v c-v B.c-v c+v C.c c D.无法确定
【解析】选C.根据光速不变原理，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样，因此在火箭A、B两个惯性参考系中，观察者测量到的光速一样大，均为c，故C正确.
4.惯性系S中有一边长为l的正方形：（如图A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此正方形的图形是（ ）
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【解析】选C.根据相对性原理，当正方形沿x方向以接近光速匀速飞行时，在运动方向上会出现长度收缩效应，而在垂直于运动方向上则不会出现长度收缩效应，故选项C正确.
5.（思维拓展题）如图2所示：a、b、c为三个完全相同的时钟，a放在水平地面上，b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上，且vbA.a B.b C.c D.无法确定[来源:21世纪教育网
二、非选择题（本题包括3小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要说明单位）
6.（10分）一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为v=6×106 m/s.问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？[来源:21世纪教育网]
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7.（10分）π-介子是一种不稳定的粒子，从它产生到它衰变为μ-介子经历的时间即为它的寿命，已测得静止π-介子的平均寿命t0=2×10-8 s.某加速器产生的π-介子以速率v=0.98 c相对实验室运动.求：π-介子衰变前在实验室中通过的平均距离.
［探究·创新］
8.（10分）《西游记》中“天上一日，地下一年”的说法很多，孙悟空也因此急急忙忙不敢在天上停留，惟恐师父有事，就算在天上只过30 s，地下也早已过了3个小时，“天上”的时间真的比“地下”的时间慢吗?
【解析】实际上只有当“地下”和“天上”以接近光速相对运动时，才会出现运动的时钟变慢的结论，“天上一日，地下一年” 是一种由运动引起的相对效应，“地下”看“天上”时钟变慢，“天上”看“地下”的时钟也变慢了.