高中鲁科版物理新选修34相对论与天体物理 章节练习

1、高中鲁科版物理新选修3-4 第六章 相对论与天体物理 章节练习一、单选题1.关于经典力学，下列说法正确的是（） A. 经典力学取得了巨大的成就，所以经典力学是普遍适用的B. 由于相对论及量子力学的提出，经典力学已经失去了它的作用C. 相对论及量子力学的出现是对经典力学的否定D. 经典力学在宏观低速中仍适用2.关于经典物理学和相对论，下列说法正确的是（  ） A. 经典物理学和相对论是各自独立的学说，互不相容B. 相对论完全否定了经典物理学C. 相对论和经典物理学是两种不同的学说，二者没有联系D. 经典物理

2、学作为相对论在宏观物体低速运动时的特例，在自己的适用范围内仍然成立3.人类最早对宇宙的认识学说是(    ) A. 地心说                       B. 日心说           

3、0;           C. 大爆炸学说                          D. 以上说法都不正确4.有兄弟两人，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

4、惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，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了C. 由相对论可知，物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢D. 这是神话，科学无法解释、B两火箭沿同一方向高速飞过地面某处，vAvB ， 在A火箭上的人观察结果正确的是(  ) A. 火箭A上的时钟走得最快               

5、;                      B. 地面上的时钟走得最快C. 火箭B上的时钟走得最快                     

6、0;               D. 火箭B上的时钟走得最慢6.根据爱因斯坦质能方程，以下说法错误的是(  ) A. 任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B. 太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C. 虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的D. 若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大7.在一高速列

7、车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为(  ) A. 洞口为椭圆形，长度变短                                    B. 洞口为圆形、长度不变C. 洞口

8、为椭圆形、长度不变                                    D. 洞口为圆形，长度变短8.下列说法中不正确的是(  ) A. 一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这

9、是经典物理学家的观点B. 一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小C. 一根杆的长度静止时为l0 ， 不管杆如何运动，杆的长度均小于l0D. 如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了二、填空题9.设想一光子飞船以v=0.95C的速率相对于地球运动，若飞船上宇航员用测时器测他吸一支烟用去10 min，地球上的观测者测他吸一支烟用去_min. 10.物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：_.由此可见，物体质量_，其蕴含的能量_能量与质量成_，所以质能方程又可写成_ 11.“世界物理年”决议的作出

10、与爱因斯坦的相对论时空观有关根据爱因斯坦的理论，一把米尺，在它与观察者有不同相对速度的情况下，米尺长度是不同的，它们之间的关系如图由此可知，当米尺和观察者的相对速度达到0.8c（c为光速）时，米尺长度大约是_m在日常生活中，我们无法察觉到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度_。 12.用质子轰击锂核 ，生成2个粒子，若用mp表示质子的质量，m表示锂核质量，ma表示粒子质量，则此反应中释放的能量 =_. 三、综合题13.如图所示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器，今使光源发出一闪光，问： （1）在地面参考系中观测，谁先接收到光信号？

11、（2）在沿A B方向高速运动的火车参考系中观测，谁先接收到光信号？ 四、解答题14.假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论 15.请同学们讨论一下狭义相对论为什么叫做假设而不叫做原理？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】D 【解析】【解答】A、经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观状态下的特殊情形，对于高速、微观的情形经典力学不适用故A错误；B、相对论、量子论的提出，没有否定经典力学，经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观状态下的特殊情形故BC错误；D、经典力学在低速、宏观状态下的仍然

12、可以使用，对于高速、微观的情形经典力学不适用所以D正确故选：D【分析】经典力学的适用范围是宏观、低速情形，高速情形要用相对论，微观粒子运动要用量子力学2.【答案】D 【解析】【解答】解：A、经典力学是狭义相对论在低速（vc）条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，故A错误；B、C、相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围；故BC错误；D、经典力学是狭义相对论在低速（vc）条件下的近似，因此经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例，故D正确故选D【分析】经典力学是狭义相对论在低速（vc）条件下的近似，牛顿

13、经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论3.【答案】A 【解析】【解答】人类对宇宙的认识是一个渐进的过程.在人类历史上，相当长的时期内，人们认为地球是宇宙的中心，后来哥白尼提出了“日心说”，认为太阳是宇宙的中心，后来人类对宇宙的起源进行探究，物理学家伽莫夫提出了大爆炸学说.【分析】对于物理学历史要有一定的理解。4.【答案】C 【解析】【解答】根据狭义相对论的理论，运动的时钟会变“慢”，哥哥相对于弟弟而言以接近光速的速度运动，因而哥哥显得比弟弟年轻故选C.【分析】先求出飞船经过的时间，根据求出的结果得出地球上

14、一秒等于飞船上的0.199秒，即地球上的时间是飞船上的5倍，即可得出答案5.【答案】A 【解析】【解答】根据相对论理论可知，相对观察者速度越小的时钟走得越快，火箭A上的时钟相对观察者的速度最小，是零，选项A正确。【分析】根据公式 分析,当速度越大,  越大6.【答案】C 【解析】【解答】根据Emc2 ， 当能量变化时，参加核反应的物质的质量发生变化，故A正确；太阳在发生聚变，释放出大量能量，质量减小，故B正确，C错误若地球向外辐射的能量小于从外界获得的能量，所以地球的质量将不断增大，D正确【分析】根据爱因斯坦的质能方程明确物体的能量及动能7.【答案】D 【解析】【解答】在运动方向上由

15、于有“尺缩效应”，故隧道长度变短；在垂直运动方向上，没有“尺缩效应”，故洞口为圆形，故选D.【分析】在运动方向上由于有“尺缩效应”,故隧道长度变短;在垂直运动方向上,没有“尺缩效应”,即洞口为圆形。8.【答案】C 【解析】【解答】若杆沿垂直于自身长度的方向运动，它的长度将不变。【分析】经典物理学家的观点认为物体的长度是不变的；而根据相对论的时空观，运动物体的长度满足 ， 据此即可判断出杆的长度变化二、填空题9.【答案】32 【解析】【解答】宇航员在运动的飞船上用了 ，在地面上用【分析】当物体速度接近光速时，根据相对论知：运动的尺缩短，运动的钟变慢，运动物体质量变大10.【答案】Emc2；越大；

16、越多；正比；Emc2 【解析】【解答】物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：Emc2.由此可见，物体质量越大其蕴含的能量越多。能量与质量成正比，所以质能方程又可写成Emc2。【分析】爱因斯坦的质能方程。11.【答案】0.6；远远小于光速 【解析】【解答】由图可以对应看出，米尺的长度大约为0.6 m，在日常生活中，我们无法观察到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度太小，远远小于光速的缘故【分析】狭义相对论的基本结论之一：尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。12.【答案】【解析】【解答】核反应过程中有能量放出，因此有质量亏损，根

17、据 ,而 ，所以 .【分析】根据核反应方程的质量数与质子数守恒，即可求解；根据质能方程求出释放能量，即可求解。三、综合题13.【答案】（1）因光源离A、B两点等距，光向A、B两点传播速度相等，则光到达A、B两点所需要的时间相等.即在地面参考系中观测，两接收器同时收到光信号.（2）于火车参考系来说，光源和A、B两接收器都沿BA方向运动，当光源发出的光向AB传播时，A和B都沿着BA方向运动了一段距离到达A和B，如图所示，所以光到达A的距离更长，到达B的距离更短，即在火车参考系中观测，B比A先收到信号 【解析】【解答】（1）因光源离A、B两点等距，光向A、B两点传播速度相等，则光到达A、B两点所需要的时间相等.即在地面参考系中观测，两接收器同时收到光信号.（2）对于火车参考系来说，光源和A、B两接收器都沿BA方向运动，当光源发出的光向AB传播时，A和B都沿着BA方向运动了一段距离到达A和B，如图所示，所以光到达A的距离更长，到达B的距离更短，即在火车参考系中观测，B比A先收到信号.【分析】根据爱因斯坦的狭义相对论，在不同的惯性参考系中，光速是相同的，据此分析即可。四、解答题14.【答案】飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底的原因可能是飞船正在向远