鲁科版（2019）高中物理必修第二册第5章《科学进步无止境》测试卷 Word版含答案

第5章《科学进步无止境》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.话说有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是(　　)
A．
哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了
B．
弟弟思念哥哥而加速生长
C．
由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢
D．
这是神话，科学无法解释
2.如图所示：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
3.如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c．强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光速的传播速度为(　　)
A．
0.4c
B．
0.5c
C．
0.9c
D．
1.0c
4.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是(　　)
A．
根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B．
电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动
C．
电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用
D．
电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释
5.在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是(　　)
A．
运动中的物体，其质量无法测量
B．
物体的速度远小于光速，质量变化极小
C．
物体的质量太大
D．
物体质量并不随速度变化而变化
6.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，vA>vB，在火箭A上的人观察到的结果正确的是(　　)
A．
火箭A上的时钟走得最快
B．
地面上的时钟走得最快
C．
火箭B上的时钟走得最快
D．
火箭B上的时钟走得最慢
7.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
8.两相同的米尺，分别静止于两个相对运动的惯性参考系S和S′中，若米尺都沿运动方向放置，则(　　)
A．S系的人认为S′系的米尺要短些
B．S′系的人认为S系的米尺要长些
C．
两系的人认为两系的米尺一样长
D．S系的人认为S′系的米尺要长些
9.质子的质量为mp，中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为(　　)
A．
(mp＋mn－m)c2
B．
(mp＋mn)c2
C．mc2
D．
(m－mp)c2
10.为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击铀原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是(　　)
A．
ΔE＝(m1－m2－m3)c2
B．
ΔE＝(m1＋m3－m2)c2
C．
ΔE＝(m2－m1－m3)c2
D．
ΔE＝(m2－m1＋m3)c2
11.惯性系S中有一边长为l的正方形(如下图所示)，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象是(　　)
A．　　　　
B．
C．　　　　
D．
12.有关物体的质量与速度的关系的说法，正确的是(　　)
A．
物体的质量与物体的运动速度无关
B．
物体的质量随物体的运动速度增大而增大
C．
物体的质量随物体的运动速度增大而减小
D．
当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零
13.当物体以很大速度运动时，它的质量与静止质量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
14.广东省虎门大桥全长近15
km，在500
m高空有一架与大桥平行匀速飞行的飞机，飞机上人员看到大桥的长度将是(　　)
A．
大于15
km
B．
等于15
km
C．
小于15
km
D．
飞机飞行越快，大桥将变得越长
15.假设地面上有一列火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，观察的结果是(　　)
A．
这个人是一个矮胖子
B．
这个人是一个瘦高个子
C．
这个人矮但不胖
D．
这个人瘦但不高
二、填空题(共1小题)
16.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．
三、计算题(共3小题)
17.π介子与质子相碰可产生其他粒子，其中有一种k0粒子，它经d＝1×10－1m的距离便衰变成两个具有相反电荷的π介子，若k0的速率为v＝2.24×108m/s，试求其固有寿命．
18.如果真空中的光速为c＝3.0×108m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108m/s时，质量为3
kg．当它的速度为1.8×108m/s时，质量为多少？
19.如果飞船以0.75c的速度从你身边飞过，飞船上的人看飞船上的一个灯亮了10
min，你观测到这个灯亮的时间约为多少？
答案解析
1.【答案】C
【解析】根据公式τ＝可知，物体的速度越大，其时间进程越慢．
2.【答案】C
【解析】根据公式Δt＝可知，相对于观察者的速度v越大，其上的时间进程越慢，由vc>vb>va＝0，知c钟走得最慢。
3.【答案】D
【解析】根据光速不变原理，在任何参照系中测量的光速都是c，D正确．
4.【答案】C
【解析】电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．
5.【答案】B
【解析】根据狭义相对论m＝可知，在宏观物体的运动中，v?c，所以m变化不大，而不是因为质量太大或无法测量．
6.【答案】A
【解析】在火箭A看来，地面和火箭B都高速远离自己，由τ＝知，在火箭A上的人观察到的结果是地面和火箭B的时钟都变慢了，且vA>vB，故地面的时钟最慢，因此A正确，B、C、D错误．
7.【答案】A
【解析】狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描述运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等．所以只有选项A正确．
8.【答案】A
【解析】
9.【答案】A
【解析】
10.【答案】B
【解析】
11.【答案】C
【解析】由l＝l0可知沿速度方向即x轴方向的长度变短了，而垂直于速度方向，即y轴上的边长不变，故C对．
12.【答案】B
【解析】
13.【答案】C
【解析】
14.【答案】C
【解析】由于飞机相对大桥是运动的，因此在飞机上观察者看来，大桥要缩短，故C正确．
15.【答案】D
【解析】由公式l＝l0可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变．
16.【答案】k　
【解析】由E＝mc2得＝＝k，所以m＝km0.
由m＝得＝＝k，
得v＝c.
17.【答案】3.0×10－10s
【解析】k0粒子的速率已达v＝2.24×108m/s，是光速的70%以上，应该用相对论解题．在实验室中测得的粒子运动的时间间隔为
t＝＝s＝4.5×10－10s
根据时间延缓效应Δt＝
t0＝t＝4.5×10－10×s
＝3.0×10－10s
18.【答案】2.25
kg
【解析】根据狭义相对论，m＝，由题意知
m1＝，m2＝
所以＝＝＝，
所以m2＝m1＝2.25
kg．
19.【答案】约15
min
【解析】设观测灯亮的时间为Δt，则
Δt＝＝min≈15
min.