第十五章　相对论简介C模拟高考一遍过（2020一遍过·物理选修3-4RJ）

第十五章相对论简介,物理选修3-4RJ,1.(多选)2019甘肃武威市第六中学模拟考试关于相对论,下列说法正确的是()A.在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的B.真空中的光速在不同的惯性参考系中不同C.一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度大D.微观粒子的运动速度很高,它的质量明显大于静止质量E.在一个确定的参考系中观察,运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关,答案,1.ADE【解题思路】在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,故A正确;相对论告诉我们,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,故B错误;一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小,故C错误;微观粒子的运动速度很高,它的质量明显大于静止质量,D正确;在一个确定的参考系中观察,运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关,故E正确。,2.2019江苏南京外国语学校模拟考试如图所示,参考系B相对于参考系A以速度v(接近光速)沿x轴正向运动,固定在参考系A中的点光源S射出一束单色光,光速为c,则在参考系B中接收到的光的情况是()A.光速小于c,频率不变,波长变短B.光速小于c,频率变小,波长变长C.光速等于c,频率不变,波长不变D.光速等于c,频率变小,波长变长,答案,2.D【解题思路】根据相对论的光速不变原理可知,在参考系B中接收到的光的速度等于c,由于B相对A的距离增大,产生多普勒效应,则知在参考系B中接收到的光的频率变小,波长=,波长变长,故D正确,ABC错误。,3.(多选)2018江苏南京外国语学校模拟考试A、B两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过,且vAvB,关于在飞机上的人观察的结果,下列说法正确的是()A.A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的大B.A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的小C.两飞机上的人观察到足球场的长度相同D.两飞机上的人观察到足球场的宽度相同,答案,3.BD【解题思路】由l=l01()2(其中l0是足球场长轴的长度),可以看出,速度越大,长度越短,选项B正确,AC错误;足球场的短轴与飞机速度方向垂直,所以两飞机上的人观察到足球场的宽度相同,D正确。,4.2018江苏海安高级中学模拟考试一艘太空飞船静止时的长度为30m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球,下列说法正确的是()A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c,答案,4.B【解题思路】飞船上的观测者相对飞船静止,则他测得的是飞船的静止长度,即30m,A错误;地球上的观测者看到飞船是运动的,根据长度的相对性可知他测得的飞船长度比飞船静止时的长度小,B正确;根据光速不变原理可知,飞船上的观测者和地球上的观测者测得的光信号的速度均为c,CD错误。,5.2018辽宁本溪市高级中学期末考试如图所示,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,则壮壮观测到该光束的传播速度为()A.0.4cB.0.5cC.0.9cD.c,答案,5.D【解题思路】由狭义相对论的基本假设光速不变原理,可知真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,D正确。,6.(多选)2019江苏扬州中学模拟考试下列说法正确的是()A.光是一种横波,因为它没有偏振现象B.麦克耳孙莫雷实验结果表明:光速与光源、观察者间的相对运动没有关系C.实验表明,只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小时才能观察到明显的衍射现象D.相对论的质能方程最早是由麦克斯韦提出的,答案,6.BC【解题思路】光是一种横波,光能发生偏振,故A错误;麦克耳孙莫雷实验结果表明:光速与光源、观察者间的相对运动没有关系,故B正确;实验表明,只有当缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多,或比波长更小时才能观察到明显的衍射现象,故C正确;相对论的质能方程最早是由爱因斯坦提出的,故D错误。,7.(多选)2018江苏南京师大附中模拟考试在地面附近有一沿火箭长度方向高速飞行的火箭,关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象正确的是()A.地面上的人观察到火箭长度变短了,火箭上的时间进程变快了B.地面上的人观察到火箭长度变短了,火箭上的时间进程变慢了C.火箭上的人观察到火箭的长度和火箭上的时间进程均无变化D.火箭上的人看地面上的物体,沿火箭飞行方向的长度变小,时间进程变慢了,答案,7.BCD【解题思路】根据狭义相对论关于时间和空间的相对性可知,A错误,BCD正确。,8.2019江苏金陵中学模拟考试正、负电子的静止质量均为m0,当一个正电子和一个负电子相遇时可以发生湮灭现象,即两电子消失而产生一对相同的光子,则每个光子的能量为()A.m0c2B.2m0c2C.12m0c2D.14m0c2,答案,8.A【解题思路】光子能量的来源是电子质量的损失,每个电子由于质量而具有的能量是E=m0c2,两个电子总共具有的能量是2m0c2,故每个光子的能量为m0c2。,9.2019江苏淮阴中学模拟考试如图所示,宇航飞行器以接近光速的速度经过地球。宇航舱内点光源S与前壁M和后壁N的距离都是L。某时刻光源S发出一个闪光,宇航舱内仪器观测到M、N同时接收到光信号,则地面观测站观测到闪光(选填“是”或“不是”)同时到达M、N,地面观测站观测到宇航舱前、后两壁间距离(选填“”“=”或“”)2L。,答案,9.【参考答案】不是【解题思路】宇航舱内仪器相对宇航舱静止,闪光向前传播和向后传播的速度相等,光源在M、N中央,测得闪光同时到达M、N。由“同时”的相对性可知,地面观测站观测到闪光不是同时到达M、N。由尺缩效应可知,地面观测站观测到的宇航舱前、后两壁间距离小于2L。,10.2018江苏淮阴中学模拟考试一匀质矩形薄板,在它静止时测得其长度为a,宽为b,质量为m0,由此可算得其面积密度为=0。假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v做匀速直线运动,此时该矩形薄板的面积密度为多少?,答案,10.答案:122解:相对论长度a=a122相对论质量m=0122所以=0122122=122,11.2018江苏南通中学模拟考试(1)冥王星绕太阳公转的线速率为4.83103m/s,则其静止质量与运动质量的比值是多少?(2)星际火箭以0.8c的速率飞行,则其静止质量与运动质量的比值为多少?,答案,11.答案:(1)0.999999(2)0.6解:(1)设冥王星的静止质量为m0,运动质量为m由公式m=01()2可得0=001(4.831033.0108)20.999999(2)设星际火箭的静止质量为m0,运动质量为m,则0=001(0.8)2=0.6,【技巧点拨】冥王星绕太阳公转的线速率远远小于光速,则运动质量与静止质量几乎相等。而星际火箭的速度接近光速,其运动质量与静止质量相差很大。,1.(多选)2017江苏物理12B(1),4分接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟,飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢,下列说法正确的有