第十五章 相对论简介+测评+同步练习Word版含答案
文档属性
| 名称 | 第十五章 相对论简介+测评+同步练习Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 47.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-24 13:55:32 | ||
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文档简介
第十五章测评
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10个小题,每小题4分,共40分。每小题至少有一个选项是正确的)
1.下列关于经典力学的评价正确的是( )
A.经典力学揭示了自然界的所有运动规律
B.经典力学的时空观符合我们周围的客观事实是完全正确的
C.经典力学只适用于宏观低速现象
D.经典力学既然有误,那就不能再用来解决我们日常生活中的问题
答案：C
2.爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它( )
A.揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
B.借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说
C.否定了牛顿力学的原理
D.修正了能量、质量互相转化的理论
答案：A
3.下列哪些事件或现象支持了广义相对论( )
A.星光经过太阳时发生弯曲
B.钟慢效应
C.尺缩效应
D.引力红移
答案：AD
4.在狭义相对论中,下列说法正确的是( )
(1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速;
(2)质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变的;
(3)惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些。
A.(1)(3)是正确的
B.(1)(2)是正确的
C.(1)(2)(3)是正确的
D.(2)(3)是正确的
答案：C
5.关于质量和长度,下列说法正确的是( )
A.物体的质量与位置、运动状态无任何关系,是物体本身的属性
B.物体的质量与位置、运动状态有关,只是在速度较小的情况下,其影响可忽略不计
C.物体的长度与运动状态无关,是物体本身的属性
D.物体的长度与运动状态有关,只是在速度较小的情况下,其影响可忽略不计
答案：BD
6.关于E=mc2,下列说法正确的是( )
A.质量为m的物体,就储存有mc2的能量
B.质量为m的物体,对应着mc2的能量
C.如果物体质量减少Δm,就将该质量转化为mc2的能量
D.如果物体质量减少Δm,就将产生Δmc2的能量
答案：BD
7.火箭以c的速度飞离地球,在火箭上向地球发射一束高能粒子,粒子相对地球的速度为c,其运动方向与火箭的运动方向相反。则粒子相对火箭的速度大小为( )
A. c B. C. c D.
解析：由u=,可得-c=
解得u'=-c,负号说明与v方向相反。
答案：C
8.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行,如果希望把这路程缩短为3光年,则他所乘飞船相对地球的速度为( )
A.0.5c B.0.6c C.0.8c D.0.9c
解析：由l=l0,且可得v=c=0.8c,故只有C正确。
答案：C
9.
如图所示,鸡蛋和乒乓球都静止在地面上,关于二者所具有的能量关系,下列说法中正确的是( )
A.鸡蛋大 B.乒乓球大
C.一样大 D.无法进行比较
解析：物体所具有的能量和其质量有关,根据质能方程,质量越大,所具有的能量越大,所以鸡蛋具有的能量大于乒乓球具有的能量。
答案：A
10.当物体以很大速度运动时,它的质量m与静止质量m0的关系是m=,此时它的动能应该是( )
A. mv2 B. m0v2
C.mc2-m0c2 D.以上说法都不对
解析：对于高速运动的物体,公式Ek=mv2不再成立。只有当v?c时,Ek=mv2才成立。
答案：C
二、填空题(本题共2个小题,共20分)
11.(10分)狭义相对论的两个基本假设:
(1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切 都是相同的;?
(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 的,光速与光源、观察者间的相对运动 关系。?
答案：(1)物理规律 (2)相同 没有
12.(10分)广义相对性原理和等效原理
(1)广义相对性原理: 。?
(2)等效原理: 。?
答案：(1)在任何参考系中,物理规律都是相同的
(2)一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价
三、计算题(本题共4个小题,共40分)
13.(10分)长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关,物体在运动方向长度缩短了。一艘宇宙飞船的船身长度为L0=90 m,相对地面以u=0.8c的速度从一观测站的上空飞过。求:
(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少?
(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少?
解析：(1)观测站测得船身的长度为
L=L0=90 m=54 m,
通过观测站的时间间隔为
Δt==2.25×10-7 s。
(2)宇航员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为
Δt'==3.75×10-7 s。
答案：(1)2.25×10-7 s (2)3.75×10-7 s
14.(10分)在1966~1972年期间,欧洲原子核研究中心(CERN)对储存环中沿圆周运动的μ粒子的平均寿命进行多次实测,μ粒子固有寿命的实验值为2.197×10-6 s。当μ粒子的速度为0.996 5c时,测得其平均寿命为26.17×10-6 s,试比较相对论预期的结果与实验值的符合程度。
解析：按时间延缓公式,算出粒子固有寿命的理论值为Δτ=×26.17×10-6 s
=2.188×10-6 s
理论值与实验值相差为
2.197×10-6 s-2.188×10-6 s=0.009×10-6 s
相对偏差约为≈0.4%
这表明相对论时间延缓效应所预言的结果与实验值符合得很好。
答案：见解析
15.(8分)在新能源中,核能具有能量密度大、地区适应性强的特点,在核电站中,核反应堆释放的核能转化为电能。有一座发电能力为P=1.00×106 kW的核电站,核能转化的效率为40%。那么,这座电站每年需要消耗多少千克的核燃料?
解析：由质能方程E=mc2,1年内该核反应堆释放的核能E=,其中t=365×24×3 600 s,则
m=kg=0.876 kg。
答案：0.876 kg
16.(12分)两个电子相向运动,每个电子相对于实验室的速度都是c,它们的相对速度大小是多少?在实验室中观测,每个电子的质量是多少?本题计算结果中的光速c和电子的静质量me不必代入数值。
解析：由相对论速度变换公式u=得,两电子的相对速度大小为
u'==-c,负号表示与正方向相反。
在实验室中观测,每个电子质量是
m=me。
答案： c me
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10个小题,每小题4分,共40分。每小题至少有一个选项是正确的)
1.下列关于经典力学的评价正确的是( )
A.经典力学揭示了自然界的所有运动规律
B.经典力学的时空观符合我们周围的客观事实是完全正确的
C.经典力学只适用于宏观低速现象
D.经典力学既然有误,那就不能再用来解决我们日常生活中的问题
答案：C
2.爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它( )
A.揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
B.借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说
C.否定了牛顿力学的原理
D.修正了能量、质量互相转化的理论
答案：A
3.下列哪些事件或现象支持了广义相对论( )
A.星光经过太阳时发生弯曲
B.钟慢效应
C.尺缩效应
D.引力红移
答案：AD
4.在狭义相对论中,下列说法正确的是( )
(1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速;
(2)质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变的;
(3)惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些。
A.(1)(3)是正确的
B.(1)(2)是正确的
C.(1)(2)(3)是正确的
D.(2)(3)是正确的
答案：C
5.关于质量和长度,下列说法正确的是( )
A.物体的质量与位置、运动状态无任何关系,是物体本身的属性
B.物体的质量与位置、运动状态有关,只是在速度较小的情况下,其影响可忽略不计
C.物体的长度与运动状态无关,是物体本身的属性
D.物体的长度与运动状态有关,只是在速度较小的情况下,其影响可忽略不计
答案：BD
6.关于E=mc2,下列说法正确的是( )
A.质量为m的物体,就储存有mc2的能量
B.质量为m的物体,对应着mc2的能量
C.如果物体质量减少Δm,就将该质量转化为mc2的能量
D.如果物体质量减少Δm,就将产生Δmc2的能量
答案：BD
7.火箭以c的速度飞离地球,在火箭上向地球发射一束高能粒子,粒子相对地球的速度为c,其运动方向与火箭的运动方向相反。则粒子相对火箭的速度大小为( )
A. c B. C. c D.
解析：由u=,可得-c=
解得u'=-c,负号说明与v方向相反。
答案：C
8.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行,如果希望把这路程缩短为3光年,则他所乘飞船相对地球的速度为( )
A.0.5c B.0.6c C.0.8c D.0.9c
解析：由l=l0,且可得v=c=0.8c,故只有C正确。
答案：C
9.
如图所示,鸡蛋和乒乓球都静止在地面上,关于二者所具有的能量关系,下列说法中正确的是( )
A.鸡蛋大 B.乒乓球大
C.一样大 D.无法进行比较
解析：物体所具有的能量和其质量有关,根据质能方程,质量越大,所具有的能量越大,所以鸡蛋具有的能量大于乒乓球具有的能量。
答案：A
10.当物体以很大速度运动时,它的质量m与静止质量m0的关系是m=,此时它的动能应该是( )
A. mv2 B. m0v2
C.mc2-m0c2 D.以上说法都不对
解析：对于高速运动的物体,公式Ek=mv2不再成立。只有当v?c时,Ek=mv2才成立。
答案：C
二、填空题(本题共2个小题,共20分)
11.(10分)狭义相对论的两个基本假设:
(1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切 都是相同的;?
(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是 的,光速与光源、观察者间的相对运动 关系。?
答案：(1)物理规律 (2)相同 没有
12.(10分)广义相对性原理和等效原理
(1)广义相对性原理: 。?
(2)等效原理: 。?
答案：(1)在任何参考系中,物理规律都是相同的
(2)一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价
三、计算题(本题共4个小题,共40分)
13.(10分)长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关,物体在运动方向长度缩短了。一艘宇宙飞船的船身长度为L0=90 m,相对地面以u=0.8c的速度从一观测站的上空飞过。求:
(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少?
(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少?
解析：(1)观测站测得船身的长度为
L=L0=90 m=54 m,
通过观测站的时间间隔为
Δt==2.25×10-7 s。
(2)宇航员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为
Δt'==3.75×10-7 s。
答案：(1)2.25×10-7 s (2)3.75×10-7 s
14.(10分)在1966~1972年期间,欧洲原子核研究中心(CERN)对储存环中沿圆周运动的μ粒子的平均寿命进行多次实测,μ粒子固有寿命的实验值为2.197×10-6 s。当μ粒子的速度为0.996 5c时,测得其平均寿命为26.17×10-6 s,试比较相对论预期的结果与实验值的符合程度。
解析：按时间延缓公式,算出粒子固有寿命的理论值为Δτ=×26.17×10-6 s
=2.188×10-6 s
理论值与实验值相差为
2.197×10-6 s-2.188×10-6 s=0.009×10-6 s
相对偏差约为≈0.4%
这表明相对论时间延缓效应所预言的结果与实验值符合得很好。
答案：见解析
15.(8分)在新能源中,核能具有能量密度大、地区适应性强的特点,在核电站中,核反应堆释放的核能转化为电能。有一座发电能力为P=1.00×106 kW的核电站,核能转化的效率为40%。那么,这座电站每年需要消耗多少千克的核燃料?
解析：由质能方程E=mc2,1年内该核反应堆释放的核能E=,其中t=365×24×3 600 s,则
m=kg=0.876 kg。
答案：0.876 kg
16.(12分)两个电子相向运动,每个电子相对于实验室的速度都是c,它们的相对速度大小是多少?在实验室中观测,每个电子的质量是多少?本题计算结果中的光速c和电子的静质量me不必代入数值。
解析：由相对论速度变换公式u=得,两电子的相对速度大小为
u'==-c,负号表示与正方向相反。
在实验室中观测,每个电子质量是
m=me。
答案： c me