高考物理母題解讀(十三)選修3-4母題15相對論初步

1、高考母題解讀高考題千變?nèi)f化，但萬變不離其宗。千變?nèi)f化的新穎高考題都可以看作是由母題衍生而來。研究高考母題，掌握母題解法規(guī)律，使學(xué)生觸類旁通，舉一反三，可使學(xué)生從題海中跳出來，輕松備考，事半功倍。母題15、相對論初步【解法歸納】狹義相對論的三個公式是：相對論速度變換公式：某慣性系相對地面的速度為v，該慣性系中物體以速度u沿慣性系速度v的方向相對慣性系運動，那么物體相對地面的速度為u，u。如果慣性系中的物體運動方向與慣性系運動方向相同，u取正值；如果慣性系中的物體運動方向與慣性系運動方向相反，u取負(fù)值。相對論質(zhì)量：設(shè)物體靜止時質(zhì)量為m0，物體以速度v運動時質(zhì)量為m，則m。微觀粒子的速度很高，它的質(zhì)

2、量明顯的大于靜止質(zhì)量質(zhì)能方程：E=mc2。質(zhì)能方程揭示了物體的質(zhì)量與能量的對應(yīng)關(guān)系，物體的能量與質(zhì)量成正比，由質(zhì)能方程可推出能量變化與質(zhì)量變化之間的關(guān)系：E=mc2，此式常用于計算核反應(yīng)過程中由于質(zhì)量虧損釋放的能量。物體運動時的能量E和靜止時的能量E0之差就是物體的動能Ek，EkE-E0=c2- m0c2=m0v2?！踞槍τ?xùn)練題精選解析】1（2009年江蘇高考卷）如圖所示，強強乘電梯速度為0.9c（c為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5 c，強強向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為 。（填寫選項前的字母）A0.4c B0.5c C0.9c D1.0c2

3、（2011江蘇物理）如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是(A)同時被照亮(B)A先被照亮(C)C先被照亮(D)無法判斷【解析】：火車上的觀察者以火車為參考系，那么三座鐵塔A、B和C均沿CA方向運動。當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個閃光，向AC傳播過程中，A是遠(yuǎn)離光線運動，C是向著光線運動，所以火車上的觀察者看到光線先傳播到C，即C先被照亮，選項C正確?！敬鸢浮緾【點評】此題考查同時的相對性，意在考查考生的理解能力。3（2008年江蘇高考卷）慣性系S中有一邊長為l的正方形（如圖A所示），從相

4、對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象是 4（2008年海南高考物理）設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍則粒子運動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的 倍，粒子運動速度是光速的 倍。5.據(jù)報導(dǎo)，歐洲大型強子對撞機開足馬力可以把粒子加速到光速的99.9%，單束粒子能量可達(dá)到7萬億電子伏特。下列說法正確的是A 如果繼續(xù)對粒子加速，粒子速度可以達(dá)到光速B 如果繼續(xù)對粒子加速，粒子速度可能超過光速C 粒子高速運動時質(zhì)量大于靜止時的質(zhì)量D 粒子高速運動時質(zhì)量小于靜止時的質(zhì)量答案：C解析：根據(jù)相對論可知，物體的速度不可能等于或超過光速，選項AB錯誤；根據(jù)相對論質(zhì)量與速度關(guān)系，物體運動時質(zhì)量大

5、于靜止時的質(zhì)量，選項C正確D錯誤。6.（2012年開封二模）下列說法正確的是：A. X射線的頻率比無線電波的頻率高B. 做簡諧運動的單擺擺長增大為原來的2倍，其周期也增大為原來的2倍C. 根據(jù)狹義相對論，地面上的人看到高速運行的列車比靜止時變短且矮D. 用同一裝置觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象，藍(lán)光的相鄰條紋間距比紅光的小7. (2012云南部分名校聯(lián)考)下列說法中正確的是A機械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播B只要有電場和磁場，就能產(chǎn)生電磁波C當(dāng)物體運動的速度接近光速時，時間和空間都要發(fā)生變化D當(dāng)觀測者靠近或遠(yuǎn)離波源時，感受到的頻率會發(fā)生變化7.答案：ACD；解析：只要有變化的電場和磁場，

6、就能產(chǎn)生電磁波，選項B錯誤。8.（2012蘇北四市聯(lián)考）下列說法中正確的是 A人耳能聽見的聲波比超聲波更易發(fā)生衍射 B麥克斯韋預(yù)言并用實驗證實了電磁波的存在C離開地球的高速火箭里的人認(rèn)為地球上人的壽命變長了D單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長有關(guān)9.（6分）（2012河北唐山五校聯(lián)考）下面的說法正確的是（）A火車過橋時要減速是為了防止火車發(fā)生共振B“聞其聲不見其人”是波的衍射現(xiàn)象C電磁波譜中最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是射線D利用雷達(dá)測出發(fā)射微波脈沖及接收到脈沖的時間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離10.（2012遼寧本溪一中莊河高中期末聯(lián)考）下列說法中正確的是A光導(dǎo)纖維絲內(nèi)芯材料的

7、折射率比外套材料的折射率大B在太陽光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的色散現(xiàn)象C光傳播時，若遇到的障礙物的尺寸比光的波長大很多，衍射現(xiàn)象十分明顯，此時不能認(rèn)為光沿直線傳播D麥克斯韋提出電磁場理論并預(yù)言電磁波存在，后來赫茲用實驗證實電磁波的存在E走時快的擺鐘必須調(diào)長擺長，才可能使其走時準(zhǔn)確10.答案：ADE解析：在太陽光照射下，水面上油膜出現(xiàn)彩色花紋是光的干涉現(xiàn)象，選項B錯誤；光傳播時，若遇到的障礙物的尺寸比光的波長大很多，衍射現(xiàn)象十分不明顯，此時可以認(rèn)為光沿直線傳播，選項C錯誤。11.（2012南京一模）以下說法正確的是（ ）A. 無論什么波，只要振幅足夠大就可以產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象B. 根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場周圍一定可以產(chǎn)生電磁波C波源與觀察者互相靠近或者互相遠(yuǎn)離時，觀察者接收到的波的頻率都會發(fā)生變化D火車以接近光速行駛時，我們在地面上測得車廂前后距離變小了，而車廂的高度沒有變化前后閃光路邊觀察者12.（2012年3月江蘇三校聯(lián)考）相對論論認(rèn)為時間和空間與物質(zhì)的速度有關(guān)；在高速前進(jìn)中的列車的中點處，某乘客突然按下手電筒，使其發(fā)出一道閃光，該乘客認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度相等，都為c，站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度_（填“相等”、“不等”）。并且，車上的乘客認(rèn)為，電筒的閃光同時到達(dá)