高中物理 第6章 经典力学与现代物理 6_2+6_3+6.4 狭义相对论的基本原理 爱因斯坦心目中的宇宙 微观世界与量子论学业分层测评 沪科版必修2

狭义相对论的基本原理 爱因斯坦心目中的宇宙 微观世界与量子论 (建议用时：45分钟)学业达标1(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步下列表述正确的是()A牛顿发现了万有引力定律B牛顿通过实验证实了万有引力定律C相对论的创立表明经典力学已不再适用D爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域【解析】万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对，B错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用，C错；狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推广到高速领域，D对【答案】AD2A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，vAvB.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【解析】在火箭A看来，地面和火箭B都高速远离自已，由t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vAvB，故地面的时钟最慢，因此A正确，B、C、D错误【答案】A3假设有兄弟俩个，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【解析】根据公式t可知，物体的速度越大，其时间进程越慢【答案】C4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【解析】由公式ll0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【答案】D5(2016攀枝花高一检测)关于爱因斯坦质能关系式，下列说法中正确的是()AEmc2中的E是物体以光速c运动的动能BEmc2是物体的核能CEmc2是物体各种形式能的总和D由Emc2知，在核反应中，亏损的质量m与放出的能量E存在一定关系【解析】爱因斯坦的质能关系Emc2，只是说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系物体的能量增大了，质量也增大；能量减小了，质量也减小故只有D项是正确的，其他均错【答案】D6(多选)对于带电微粒辐射和吸收能量时的特点下列说法正确的有()A以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收的B辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍C吸收的能量可以是连续的D辐射和吸收的能量是量子化的【解析】根据普朗克的量子理论 ，能量是不连续的，其辐射和吸收的能量只能是某一最小能量单位的整数倍，故A、B、D均正确而C错【答案】ABD7.如图622所示，按照狭义相对论的观点，火箭A是迎着光行驶的，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()图622AcvcvBcvcvCcc D无法确定【解析】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【答案】C8通过一个加速装置对电子施加一个很大的恒力，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电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动C电子开始先近似于匀加速运动，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【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做匀加速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综上所述，只有C选项正确【答案】C能力提升9如图623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vbvc，则地面的观察者认为走得最慢的钟为()图623Aa BbCc D无法确定【解析】根据公式t可知，相对于观察者的速度v越大，其上的时间进程越慢，由vcvbva0，知c钟走得最慢【答案】C10在粒子对撞机中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.8倍，此时质量m与原质量m0的关系为() 【导学号：02690072】Amm0 Bm0.5m0Cm1.155m0 Dm【解析】由于电子的速度接近光速，所以质量变化明显，根据爱因斯坦狭义相对论中运动质量与静止质量的关系，m得m，故D对【答案】D11(2016武汉高一检测)在某惯性系中测得相对该惯性系静止的立方体的边长为L0，另一惯性系以相对速度v平行于立方体的一边运动则在后一惯性系中的观察者测得的该立方体体积是多少？【解析】由狭义相对论知，在运动方向上，观察者测得的立方体边长LL0，而在垂直于运动方向上，测得的立方体边长不变，所以立方体的体积VLLL.【答案】L12近地卫星以7.9 km/s的最大运行速度环绕地球匀速运行其上安装了一只完好的手表走过了1 min，地面上的人认为这只表走过这1 min“实际”上花了多少时间？【解析】由狭义相对论原理知卫星上测到的时间t1 min，卫星运行的速度v7.9103 m/s.所以地面上的人观测到的时间为tmin(13.471010)min，通过这个题目说明，即使对于人造卫星这样飞快的速度，相对论效应也是微不足道的【答案】(13.471010)min