2019-2020年高考物理 66相对论初步精解分析.doc

2019-2020年高考物理 66相对论初步精解分析高频考点：相对论的两个基本假设、三个推论、三个公式 动态发布：xx北京理综第13题、xx年江苏高考卷第12题B、xx江苏物理第12题B、xx江苏物理第12题B、xx年海南高考物理第18题命题规律：狭义相对论是新课标增加内容，高考要求I级要求，属于了解知道层次。对于狭义相对论要知道两个基本假设、理解三个推论、了解三个公式。相对论是近代物理的重要部分，高考对相对论的考查一般难度不大。命题分析考查方式一 定性考查相对论的两个基本假设【命题分析】狭义相对论的两个假设是：狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；即物理规律(包括力学、光学、电磁学等)的数学形式与参考系的选择无关。光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关。高考定性考查相对论的两个基本假设，难度中等或偏易。 【典例1】（xx北京理综第13题）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】狭义相对性的基本假设是：一切物理规律在不同的惯性参考系中都是相同的，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，所以选项A正确。 【答案】A【点评】时间间隔具有相对性是狭义相对论的推论，物体的能量与质量成正比是相对论的质能方程得出的结论，不属于狭义相对论基本假设。【典例2】（xx年江苏高考卷第12题B）如图所示，强强乘电梯速度为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0.5 c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为 。（填写选项前的字母）A0.4c B0.5c C0.9c D1.0c【解析】根据爱因斯坦狭义相对性的假设，真空中的光速在不同的惯性参考系都是相同的，运动的时钟比静止的时钟走得慢，即所谓的钟慢效应。而且，运动速度v越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了。狭义相对论的三个推论说明空间和时间与物质的运动状态有关。高考对狭义相对论的三个推论的理解的考查难度中等。 【典例3】(1)（xx江苏物理第12题B）如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是(A)同时被照亮(B)A先被照亮(C)C先被照亮(D)无法判断 【解析】：火车上的观察者以火车为参考系，那么三座铁塔A、B和C均沿CA方向运动。当铁塔B发出一个闪光，向AC传播过程中，A是远离光线运动，C是向着光线运动，所以火车上的观察者看到光线先传播到C，即C先被照亮，选项C正确。【答案】C【点评】此题考查同时的相对性，意在考查考生的理解能力。【典例4】（xx年江苏高考卷第12题B）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该正方形的图象是 xyOllAxyOllBxyOllCxyOllD【解析】由相对论的尺缩效应可知，沿运动方向上的边长变短，垂直运动方向的边长不变， C图象正确。【答案】C【点评】运动物体的速度越大，沿运动方向上的边长变短越多。考查方式三 考查狭义相对论的三个公式【命题分析】狭义相对论的三个公式是：相对论速度变换公式：某惯性系相对地面的速度为v，该惯性系中物体以速度u沿惯性系速度v的方向相对惯性系运动，那么物体相对地面的速度为u，u。如果惯性系中的物体运动方向与惯性系运动方向相同，u取正值；如果惯性系中的物体运动方向与惯性系运动方向相反，u取负值。相对论质量：设物体静止时质量为m0，物体以速度v运动时质量为m，则m。微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量质能方程：E=mc2。质能方程揭示了物体的质量与能量的对应关系，物体的能量与质量成正比，由质能方程可推出能量变化与质量变化之间的关系：E=mc2，此式常用于计算核反应过程中由于质量亏损释放的能量。物体运动时的能量E和静止时的能量E0之差就是物体的动能Ek，EkE-E0=c2- m0c2=m0v2。高考对狭义相对论的三个公式的考查难度中等。【典例5】（xx年海南高考物理第18题）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】设宇宙射线粒子静止质量为m0，运动时的质量为m，粒子以速度v运动时的能量E=mc2，静止时的能量为E0=m0c2，依题意E=kE0，故m=km0，即粒子运动时的质量等于其静止质量的k倍；由m= 和m=km0，解得 。即粒子运动速度是光