高中物理 第6章 第1节 高速世界活页训练 鲁科版必修2.doc

第6章 相对论与量子论初步第1节 高速世界(时间：60分钟)知识点基础中档稍难两个基本原理1、2相对论的理解3、4质速关系和质能关系5、6综合提升7、89、10知识点一两个基本原理1下列说法正确的是 ()a物理基本规律在所有惯性系中都是等价的b在真空中，光的速度与光源的运动状态无关c在惯性系和非惯性系中光都是沿直线传播的d在所有惯性系中，光在真空中沿任何方向传播的速度都相同解析根据相对性原理知，物理规律在所有惯性系中都是等价的，a正确；根据光速不变原理知，b、d正确；根据爱因斯坦的广义相对论知，c错误答案abd2设某人在以速度为0.5 c的飞船上打开一个光源，则下列说法正确的是 ()a飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5 cb飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5 cc在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cd在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c解析根据光速不变原理，在一切惯性参照系中，测量到的真空中的光速c都是一样的，故c、d正确答案cd知识点二相对论的理解3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a项正确答案a4下面说法中正确的是 ()a根据牛顿的万有引力定律可以知道，当星球质量不变，半径变为原来的一半时，表面上的引力将变为原来的4倍b按照广义相对论可以知道，当星球质量不变，半径变为原来的一半时，表面上的引力将大于原来的4倍c当天体的实际半径远大于引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大d当天体的实际半径接近引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大解析根据万有引力定律计算知a正确；当星球半径变小，速度就变快，由相对论得出引力就大于原来的4倍，b正确；当天体的实际半径远大于引力半径时，根据爱因斯坦的相对论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大，当实际半径接近引力半径时，计算出的力差异很大，c、d错误答案ab知识点三质速关系和质能关系5对于公式m，下列说法中正确的是 ()a公式中的m0是物体以速度v运动时的质量b当物体的运动速度v0时，物体的质量mm0，即物体的质量改变了，故这种情况下，经典力学不再适用c当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动d通常由于物体的运动速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，故在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化解析公式中m0是静止质量，m是物体以速度v运动时的质量，a错误；由公式可知，只有当v的大小与光速具有可比性时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，b错误，c、d正确答案cd6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0.5倍试求此时电子的质量变为静止时的多少倍解析由爱因斯坦狭义相对论中运动质量与静止质量的关系得m1.155m0，即此时电子的质量变为静止时的1.155倍答案1.1557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_倍解析由emc2得，所以mkm0.由m得k，得v c.答案k8一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度v6106 m/s.此时电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？还可以用经典力学研究电子的运动规律吗？解析根据爱因斯坦的狭义相对论有m1.000 2m0，故电子运动后的质量增大了，改变的百分比为100%0.02%.在这种情况下，由于质量改变很小，可以忽略质量的改变，经典力学理论仍然适用答案增大了0.02%可以9在静止系中的正方立体每边长l0，另一坐标系以相对速度v平行于立方体的一边运动问在后一坐标系中的观察者测得的立方体体积是多少？解析本题中立方体相对于坐标系以速度v运动，一条边与运动方向平行，则坐标系中观察者测得该条边的长度为ll0 测得立方体的体积为vlll .答案l 10半人马星座星是离太阳系最近的恒星，它距地球为4.31016 m设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座星之间(1)若宇宙飞船的速率为0.999 c，按地球上时钟计算，飞船往返一次需多少时间？(2)如以飞船上时钟计算，往返一次的时间又为多少？解析(1)由于题中恒星与地球的距离s和宇宙飞船的速率v均是地球上的观察者所测量的，故飞船往返一次，地球时钟所测时间间隔t s2.87108 s.(2)可从相对论的时间延缓效应考虑把飞船离开地球和回到地球视为两个事件，显然飞船上的时钟测出两事件的