人教版选修3-4第十五章相对论简介单元检测

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单元检测

(时间：90分钟 满分：100分)

一、选择题(本题共10个小题，每小题 4分，共40分) 1 •下列关于经典力学的评价正确的是 ( )

A •经典力学揭示了自然界的所有运动规律

B .经典力学的时空观符合我们周围的客观事实是完全正确的 C.经典力学只适用于宏观低速现象

D •经典力学既然有误，那就不能再用来解决我们日常生活中的问题 2•爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的重大革命，因为它

( )

A 揭示了时间、空间并非绝对不变的属性

B . 借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说

C . 否定了牛顿力学的原理

D . 修正了能量、质量互相转化的理论

3 . 下列哪些事件或现象支持了广义相对论 ( ) A . 星光经过太阳时发生弯曲 B .钟慢效应 C . 尺缩效应 D.引力红移

4 . 在狭义相对论中，下列说法中正确的是 ( ) (1) 一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速；

(2) 质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变的；

(3) 惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他 相对静止的相同的时钟走得慢些.

A . (1)(3)是正确的

B . (1)(2)是正确的 C. (1)(2)(3)是正确的 D . (2)(3)是正确的 5. 关于质量和长度，下列说法中正确的是 ( )

A •物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物体本身的属性

B •物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较小的情况下，其影响可忽略不计 C.物体的长度与运动状态无关，是物体本身的属性

D •物体的长度与运动状态有关，只是在速度较小的情况下，其影响可忽略不计

6. 关于E = me 2

,下列说法中正确的是( )

A .质量为m 的物体，就贮存有 me 2

的能量

B .质量为m 的物体，对应着 me 2

的能量

C.如果物体质量减少 Am ，就将该质量转化为 me 2

的能量

D .如果物体质量减少 Am ，就将产生Ame 2

的能量

3

7. 火箭以5c 的速度飞离地球，在火箭上向地球发射一束高能粒子，粒子相对地球的速

9. 如图1所示，假设一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速 到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大 ( )

4

度为5C,其运动方向与火箭的运动方向相反.则粒子相对火箭的速度大小为

7 e A#

B.5

&某宇航员要到离地球 他所乘飞船相对地球的速度为 A. 0.5e

35 C.37C

5光年的星球上去旅行, ( ) B. 0.6e

5e °后

如果希望把这路程缩短为

3光年，则 0.8 e 0.9e

A .摩托车

B .有轨电车

C .两者都增加 D.都不增加

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10.当物体以很大速度运动时，它的质量m与静止质量m o的关系是m=—，此

时它的动能应该是（）

1 2 1 2 2 2

o o

二、填空题（本题共2个小题，共20分）

11.（10分）狭义相对论的两个基本假设：

（1）_____________________________________________________________ 狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切_______________________________________________ 都是相同的；

（2）_____________________________________________________________ 光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是_______________________________________ 的，光速与光源、观察者间的相对运动 ________ 关系.

12.（10分）广义相对性原理和等效原理

（1）_______________________________________________________________________ 广义相对性原理：.

（2）_______________________________________________________________________ 等效原理：.

三、计算题（本题共4个小题，共40分）

13.（10分）长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关，物体在运动方向长度缩短

了. 一艘宇宙飞船的船身长度为L°= 90 m,相对地面以u = 0.8c的速度从一观测站的上

空飞过.

（1）观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？

（2）宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？

14.（10分）在1966〜1972年期间，欧洲原子核研究中心

（CERN）对储存环中沿圆周运动的□粒子的平均寿命进行多次实测，□粒子固有寿命的实验值为

2.197 X 10 6 s.当□粒子

的速度为0.996 5c时，测得其平均寿命为 26.17X 10「6 s,试比较相对论预期的结果与实验值的符合程度.

15.（8分）在新能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的特点，在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能.有一座发电能力为P = 1.00 X 106 kw的核电站，核能转化

的效率为40%.那么，这座电站每年需要消耗多少千克的核燃料?

4

16.

(12分)两个电子相向运动•每个电子相对于实验室的速度都是

4c ，它们的相对速度 5

大小是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？本题计算结果中的光速 c 和电子

的静质量m e 不必代入数值.

第十五章相对论简介

1. C

2. A [我们应该了解爱因斯坦相对论的伟大意义. 爱因斯坦于20世纪初先后提出了狭 义相对论和广义相对论，揭示了时空的可变性，使人们能进一步去研究高速运动的物体. ]

3. AD [钟慢效应和尺缩效应是由狭义相对论得到的现象. ]

4. C [由狭义相对论的结论可知 C 正确.]

5. BD [由相对论原理可知 B D 正确.]

6. BD [爱因斯坦质能方程说明了质量和能量的对应关系，但能量和质量不能相互转 化.]

3 ,, c+ u ,可得—4c=

5

3cu

5 1+它

9. B [在相对论中普遍存在一种误解， 即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大； 当速度接近光速时，质量要趋于无穷大.其实物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的 时候，而不一定是增加速度的时候. 对有轨电车，能量通过导线从发电厂源源不断输入；而 摩托车的能源却是它自己带的. 有能量不断从外界输入有轨电车， 但没有能量从外界输给摩 托车.能量对应于质量，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大， 而摩托车的质量不会随 速度增加而增大.]

1 2 1 2

10.

C [对于高速运动的物体，公式 E k =尹v 不再成立.只有

当 v? c 时，E k = ?mv 才成立.]

11. (1)物理规律 (2)相同 没有

12. (1)在任何参考系中，物理规律都是相同的.

(2) 一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价.

—7

— 7

13. (1)2.25 X 10 s (2)3.75 X 10 s 解析(1)观测站测得船身的长度为

7. C vu -2 c

解得u' 35

37c

， 负号说明与 v 方向相反. 4

v=£c= 0.8c，故只有 C 正确.] ［由 I = 且3

可得: