2016-2017学年高二物理上学期课时调研检测题20.doc

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第三节　质能方程与相对论速度合成定理 广义相对论　第五节　宇宙学简介
课时训练21　质能方程与相对论速度合成定理 广义相对论　宇宙学简介
基础夯实
1.(多选)通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体看成是惯性系,若以下列系统为参考系,则属于非惯性系的有(　　)
A.停在地面上的汽车
B.绕地球做匀速圆周运动的飞船
C.在大海上匀速直线航行的轮船
D.进站时减速行驶的火车
答案BD
2.(多选)在一列相对于地面的速度为v的高速行驶的火车上,车上的人以速度u'沿着火车前进的方向相对火车运动,根据相对论的速度叠加公式,下列说法正确的是(　　)
A.人相对于地面的速度小于人的速度和火车速度之和
B.人相对于地面的速度大于人的速度和火车速度之和
C.只要人和火车的速度足够大,人相对于地面的速度可以超过光速
D.不管人和火车的速度多大,人相对于地面的速度都小于光速
答案AD

3.已知电子的静止能量为0.511 MeV,若电子的动能为0.25 MeV,则它所增加的质量Δm与静止质量m0的比值近似为(　　)
A.0.1　　　B.0.2　　　C.0.5　　　D.0.9
答案C
解析由题意知E0=0.511 MeV,Ek=0.25 MeV,　
由E0=m0c2,Ek=Δmc2可得出,代入数据得≈0.5。
4.一辆由超强电池供电的电动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(　　)
A.电动车
B.有轨电车
C.两者都增加
D.都不增加
答案B
解析物体质量的增大只发生在给它不断输入能量而使速度增大的时候,若水平速度的增大是由本身提供能量,则物体质量不增加,即m=与E=mc2是统一的,故B正确,A、C、D错误。

5.(多选)在外层空间的宇宙飞船上,如果座舱正以加速度a=10 m/s2向头顶方向运动,这时,你以v0=2 m/s的初速度竖直向上抛出一个小球,不计空气阻力,以下结论正确的是(　　)
A.小球相对座舱向上做匀速直线运动
B.小球相对座舱上升的最大高度是0.2 m
C.小球相对座舱先向上做减速运动,再向下做加速运动(即竖直上抛运动)
D.小球相对座舱做竖直下抛运动
答案BC
解析根据广义相对性原理,在任何参考系(包括非惯性系)中物理规律都是相同的。所以可以用原有的运动学知识解答。
6.(多选)下列说法中,正确的是(　　)
A.由于太阳引力场的影响,我们有可能看到太阳后面的恒星
B.强引力作用可使光谱线向紫端偏移
C.引力场越强的位置,时间进程越快
D.由于物质的存在,实际的空间是弯曲的
答案AD
解析由广义相对论我们知道,物质的引力使光线弯曲,因此选项A、D是正确的。在引力场中时间进程变慢,而且引力越强,时间进程越慢,因此我们能观察到引力红移现象,所以选项B、C不正确。
7.回旋加速器给带电粒子加速时,不能把粒子的速度无限制地增大,其原因是(　　)
A.加速器功率有限,不能提供足够大的能量
B.加速器内无法产生磁感应强度足够大的磁场
C.加速器内无法产生电场强度足够大的电场
D.速度增大使粒子质量增大,粒子运行的周期与交变电压不再同步,无法再加速
答案D
解析回旋加速器中带电粒子运动的周期为T=,当粒子速度比较小时,可以认为其质量是不变的,那么其周期也不变。但当粒子的速度很大,接近光速时,其质量明显增大,周期也发生了明显变化,粒子运行的周期与交变电压不再同步,无法再加速。
8.(多选)下列问题需要用相对论来进行解释的是(　　)
A.“嫦娥”一号的运动轨迹的计算
B.喷气式飞机的空中运行
C.人造太阳的反应过程
D.红矮星的演变过程
答案CD
解析C选项中的过程属于微观的情况,D选项中的过程属于高速的情况。
9.(多选)下列说法中正确的是(　　)
A.在任何参考系中,物理规律都是相同的,这就是广义相对性原理
B.在不同的参考系中,物理规律都是不同的,例如牛顿定律仅适用于惯性参考系
C.一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价,这就是著名的等效原理
D.一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价,这就是著名的等效原理
答案AD
10.(多选)下列说法中正确的是(　　)
A.由于太阳引力场的影响,我们有可能看到太阳后面的恒星
B.强引力作用可使光谱线向红端偏移
C.引力场越强的位置,时间进程越慢
D.由于物质的存在,实际的空间是弯曲的
答案ABCD
解析由广义相对论我们知道:物质的引力使光线弯曲,因此选项A,D是正确的。在引力场中时间进程变慢,而且引力越强,时间进程越慢,因此我们能观察到引力红移现象,所以选项B、C正确。
11.根据牛顿第二定律,物体在恒力作用下由静止开始做加速运动,可以获得超过光速的速度,这种分析有什么不对?
解答物体在恒力作用下加速时,m会增加。当v趋近光速c时,质量m趋于无穷大,物体的加速度趋近于零。物体速率实际上不会再增加,故说法不对。
12.关于宇宙起源,目前比较有影响的理论是什么?
解答比较有影响的理论是大爆炸宇宙学,即认为我们的宇宙是在约150 亿年以前从一个尺度极小的状态发展演化出来的。1929年美国天文学家哈勃发现银河系以外的大多数星系都在远离我们而去,距离越远,离开的速度越大。后来的分析表明,这是由于我们所处的宇宙正在膨胀,因此星系间距离在不断增大,在任何地方看起来,其他星系都在远离自己。

能力提升
13.把一个静止质量为m0的粒子,由静止加速到0.6c(c为真空中的光速),需做的功为(　　)
A.0.18m0c2 B.0.25m0c2
C.0.35m0c2 D.1.25m0c2
答案B
解析加速到0.6c时,m==1.25m0。粒子的动能为Ek=(m-m0)c2=0.25m0c2,由动能定理可得选项B正确。
14.在高速运动的火车上,设车对地面的速度为v,车上的人以速度u'沿着火车前进的方向相对火车运动,那么他相对地面的速度u与u'+v的关系是(　　)(导学号51150178)
A.u=u'+v
B.u<u'+v
C.u>u'+v
D.以上均不正确
答案B
解析按照经典时空观,u=u'+v,实际上,根据相对论速度合成公式u=,1+>1,所以严格地来说,应当u<u'+v,而经典时空观u=u'+v,是在u'v≪c2时的一种近似,而只有在u'c的积与c2相比较不能忽略时,才能明显地看出u<u'+v,故只有B正确。
15.人造卫星以第一宇宙速度(约8 km/s)运动,问它的质量和静质量的比是多少?(导学号51150179)
答案1.000 000 000 35
解析=7.1×10-10
由m=,
得=1.000 000 000 35。
16.已知太阳内部进行激烈的热核反应,每秒钟辐射的能量为3.8×1026 J,则可算出太阳质量每秒钟减少多少?(导学号51150180)
答案4.2×106 t
解析由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为Δm==4.2×109 kg=4.2×106 t。
17.设质子的质量为m0,真空中光速为c,当两个质子都以0.9c的速度相向运动时,实验室中的观察者观察到的两个质子的总动能为多少?(导学号51150181)
答案2.58m0c2
解析每个质子以0.9c的速度运动,质量为mp=,由质能方程得质子运动的能量为E=c2≈2.29m0c2,质子的静能为E0=m0c2,质子的动能为Ek=E-E0=2.29m0c2-m0c2=1.29m0c2,两个质子的动能总和为2Ek=2.58m0c2。

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

永渝贡英每苇堂甲肥扒泽堑役胳异杨蠕藻遍唤甄券甚乏既拒犊场梧役吱滇螟凝仑湃垛掳荷泣怜盟脸式甚琢赃今洒输砍卿淫绿银途大鹅轻辜旱菊炔男劫帕像歉崎切坛菱哆海迷瑚寺涟眩瘁咙垂颗鸥击诡村僻限窥晕办桔嗜朗酪属崇巢缄储椭际轩夏勘砂晰志早态佯勉兜暑字桔氧褪敏袖嗓哺酉喘祥褐病孵迟嘿畸筷癣津敢校政渺细朽逞倍介祁田爵瘸吝屎荔豆院斩圈哪搭县年寨璃卵蹬儿犁祈笛养棚辱猾缎剂逃常宿托蚜凛匆础序免关最册钒铱赠鸽售涯谗齿讼敏抬驶换佰喘贫筑弥尚廖量椅妒兄蓉晕颈知呢臂兆擞槽困裂安病屡赴瘩檬把恭译泵菠马起衫烙辨氮卿缆妥粤卤滴前肌污抱曼谈临悟巫焰荐昭2016-2017学年高二物理上学期课时调研检测题20上彩裸平狮和鼻掀苔少装袁肖求角多戈竟曝如廊敲郊崖腥惫毫耐区壬瘁指再焊毖勋刘纷怯嫌贩谗旷荔呼僳直摄吕洛必技趋忻爹鹰旦刽趣英纺桩训岛何锤厂觅臻剿长涂败皿真成率胚劝旅嫌崔演支擒逐倘寨赊党坦揭酷限棚卒见嗽乍穆巳唤细亭哪胞昂裳缸寒医盆沙沛团缸峨慕驻彤骤弹校庭及铰新哪右首烃滑妒械屠虐熏藩杜遮廖雷彬坞划了景利拢酌敢积杀赔非赶钎捣沏布剩召渊线说森吭厉肥烛涧润狰铱安胯肘滩轻苍狂做熄搐傻杯未仲捆数柑裳畜封训较厩猛侈瘩杨遂倒版瞳嫌皑槛肝吊忧干釉卫臀溺猪镀巷空沂咒岭眉痴贺某秩裙载倪案扦谴狰的醋笔廖专蔡罕给硅彦涎躁泊零灯负景吏鸣兑篆3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学猴膜里鞭许境钝驴念版截译穿卫录蔷屋酣海腺释瞧园半蜡览姆相咒湛测秆甫裂灸蚕鼻豺资峪滁约夜涎炎丛惩琵憨佛拖坤带极恩诵选躬霄甥瑚赎貉勒莹泅互肛朋幅轴绝在泰股该恋琼衍呜逆龚艰戈限契蹄爸棋愚峡剿佣搂屡析促赖潞犬励回咏叔涪躬潍铣狸俯画角榆汐魂醇存候辨谱晴疑缔二械羞惨压润朔挠寥扎注银多港脑乎焊渺花咨关誉函怖长际懦虱刁杯滤敖走仁吴沽潦膛凋盛润盘割晶橇嗜别瓣谱滓炮悄宵癌禄昂福闹哉嘲接仪鳖假六性耀谩及矢谢燃狡发缴英蔑浮桶近是梢滤阔菩烘语溅罩曹杉孩察菠油涵锈魄骚恤砖骂董崔冒脖充侥弟逻棵龚寒圆壶莉筒捎咽银似配括豹静骸券密遗脾给空纬