2020高中物理 章末過(guò)關(guān)檢測(cè)（五）（含解析）-4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE9-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精章末過(guò)關(guān)檢測(cè)（五)(時(shí)間:60分鐘，滿分：100分）一、選擇題(本題共8小題，1～5題為單項(xiàng)選擇題，6~8題為多項(xiàng)選擇題，每小題6分,共48分）1．愛(ài)因斯坦相對(duì)論的提出,是物理學(xué)思想的重大革命，因?yàn)樗ǎ〢．揭示了時(shí)間、空間并非絕對(duì)不變的屬性B．借鑒了法國(guó)科學(xué)家拉瓦錫的學(xué)說(shuō)C．否定了牛頓力學(xué)的原理D．修正了能量、質(zhì)量互相轉(zhuǎn)化的理論解析：狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論揭示了時(shí)空的可變性，使人們能進(jìn)一步去研究高速運(yùn)動(dòng)的物體．答案:A2．一高速列車通過(guò)洞口為圓形的隧道，列車上的司機(jī)對(duì)隧道的觀察結(jié)果為（)A．洞口為橢圓形,隧道長(zhǎng)度變短B．洞口為圓形、隧道長(zhǎng)度不變C．洞口為橢圓形、隧道長(zhǎng)度不變D．洞口為圓形，隧道長(zhǎng)度變短解析:據(jù)狹義相對(duì)論理論可知，隧道在長(zhǎng)度上變短,但在垂直于火車運(yùn)動(dòng)方向上不變化．答案：D3．根據(jù)相對(duì)論判斷下列說(shuō)法正確的是（）A．狹義相對(duì)論全面否定了經(jīng)典力學(xué)理論B．如果物體在地面上靜止不動(dòng),任何人在任何參考系里面測(cè)出該物體的長(zhǎng)度都是一樣的C．由E＝mc2可知，質(zhì)量可轉(zhuǎn)變成能量D．物體速度越大，質(zhì)量也越大解析:相對(duì)論并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué)理論，而是使經(jīng)典力學(xué)理論的使用范圍更加清楚了，A錯(cuò)；在不同參考系里測(cè)量同一物體的長(zhǎng)度,測(cè)量值是不同的，B錯(cuò);E＝mc2指明了物質(zhì)能量與質(zhì)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，物體質(zhì)量與能量不能轉(zhuǎn)化，C錯(cuò)；由m＝eq\f(m0，\r(1－\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f(v，c))）2））可知D對(duì)．答案：D4．一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30m，它以0.6c(cA．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30mB．地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30mC．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于cD．地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c解析：飛船上的觀測(cè)者相對(duì)飛船靜止,測(cè)得飛船的長(zhǎng)度為飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度l0＝30m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；地球上的觀測(cè)者與飛船有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，測(cè)得飛船的長(zhǎng)度l＝l0eq\r（1－\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（0.6c,c）))2)＜l0，故應(yīng)小于30m，選項(xiàng)B正確；狹義相對(duì)論的一個(gè)基本假設(shè)是光速不變?cè)?，即飛船上和地球上的觀測(cè)者測(cè)得的光信號(hào)速度都等于c，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案:B5．有三只完全相同的時(shí)鐘，時(shí)鐘A放在高速行駛的火車上(火車時(shí)速200km/h)，時(shí)鐘B放在高速旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)邊緣,隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其向心加速度約為2000g，時(shí)鐘CA．三只鐘均明顯變慢B．時(shí)鐘B和時(shí)鐘C明顯變慢,時(shí)鐘A的變化不明顯C．三只鐘的快慢都一樣D．時(shí)鐘A和時(shí)鐘B沒(méi)有受到強(qiáng)引力作用,都不變慢解析:火車的速度相對(duì)光速而言很小，時(shí)鐘變慢不明顯，故A錯(cuò)誤；B鐘有很大的加速度，C鐘受強(qiáng)引力作用，都明顯變慢，故B正確,C、D錯(cuò)誤．答案：B6．如圖所示是黑洞的示意圖，黑洞是質(zhì)量非常大的天體,由于質(zhì)量很大，引起了其周圍的時(shí)空彎曲，從地球上觀察,我們看到漆黑一片．那么關(guān)于黑洞，你認(rèn)為正確的是（）A．內(nèi)部也是漆黑一片，沒(méi)有任何光B．內(nèi)部光由于引力的作用發(fā)生彎曲，不能從黑洞中射出C．內(nèi)部應(yīng)該是很亮的D．如果有一個(gè)小的星體經(jīng)過(guò)黑洞，將會(huì)被吸引進(jìn)去解析：由廣義相對(duì)論可知B、C、D正確．答案：BCD7．下列問(wèn)題需要用相對(duì)論來(lái)進(jìn)行解釋的是()A．“嫦娥一號(hào)”的運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算B．噴氣式飛機(jī)的空中運(yùn)行C．人造太陽(yáng)的反應(yīng)過(guò)程D．紅矮星的演變過(guò)程解析:凡是高速、微觀、強(qiáng)引力問(wèn)題都需要用相對(duì)論來(lái)進(jìn)行解釋；C選項(xiàng)中的過(guò)程屬于微觀的情況,D選項(xiàng)中的過(guò)程屬于強(qiáng)引力的情況．答案:CD8．用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷下列說(shuō)法，其中正確的是（）A．時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)改變B．在地面上看,以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變快，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的C．在地面上的人看來(lái),以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變短，而飛船中的宇航員卻感覺(jué)到地面上的人看起來(lái)比飛船中的人扁一些D．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度v遠(yuǎn)小于c時(shí)，“長(zhǎng)度收縮”和“時(shí)間膨脹”效果可忽略不計(jì)解析：時(shí)間和空間都是相對(duì)的,沒(méi)有絕對(duì)準(zhǔn)確的時(shí)間和空間,所以A錯(cuò)誤．由l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（\f（v,c))）2）可知兩處的人都感覺(jué)l＜l0，所以C正確．由尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)公式可知，當(dāng)v遠(yuǎn)小于c時(shí)，尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)都可以忽略不計(jì)，所以B錯(cuò)誤，D正確．答案：CD二、非選擇題（本題共4小題，共52分）9．（12分）一艘宇宙飛船的船身長(zhǎng)度為L(zhǎng)0＝90m，相對(duì)地面以u(píng)＝0.8c（1）觀測(cè)站測(cè)得飛船的船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少?（2）航天員測(cè)得船自身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少?解析：(1）觀測(cè)站測(cè)得船身的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝L0eq\r（1－\f(u2，c2))＝90eq\r(1－0.82)m＝54m，通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔為Δt＝eq\f(L,u)＝eq\f（54m,0。8c)＝2.25×10－7s。(2）航天員測(cè)得飛船船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔為Δt′＝eq\f（L0，u）＝eq\f(90m,0.8c)＝3.75×10－7s。答案：(1）2.25×10－7s（2)3。75×10－7s10．（12分)如果將電子由靜止加速到速率為0。10c，需對(duì)它做多少功？如果將電子由速率為0.80c加速到0。90c，又需對(duì)它做多少功？已知電子靜止質(zhì)量m＝9。1×10－31kg，光速解析：由相對(duì)論的動(dòng)能表達(dá)式和質(zhì)速關(guān)系可得，當(dāng)電子速率從v1增加到v2時(shí)，電子動(dòng)能的增量為ΔEk＝Ek2－Ek1＝(m2c2－m0c2)－(m1c2－m0c2）＝(m2－m1)c2＝m0c2eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f（1,\r（1－\f(v\o\al（2,2），c2）))－\f(1，\r(1－\f(v\o\al（2,1），c2）)）））。根據(jù)動(dòng)能定理,當(dāng)v1＝0,v2＝0。10c時(shí),外力所做的功為W＝ΔEk≈4。1×10－16J當(dāng)v1＝0.80c，v2＝0。90c時(shí)，外力所做的功為W′＝ΔE′k≈5。1×10－14J.答案:4。1×10－16J5.1×10－14J11．（14分）人馬星座α星是離太陽(yáng)系最近的恒星，它距地球4.3×1016m．設(shè)有一宇宙飛船自地球往返于人馬星座α星之間．若宇宙飛船的速度為解析：以地球上的時(shí)鐘計(jì)算：Δt＝eq\f(s,v)＝eq\f（2×4.3×1016,0.999×3×108）s≈2.87×108s≈9年；若以飛船上的時(shí)鐘計(jì)算：因?yàn)棣＝eq\f（Δτ,\r（1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f（v,c)）)2）），所以得Δτ＝Δteq\r（1－\b\lc\(\rc\）(\a\vs4\al\co1(\f（v，c)))2)＝2.87×108×eq\r(1－0.9992)s≈1。28×107s≈0.4年．答案：9年0。4年12．(14分）設(shè)想地球上有一觀察者測(cè)得一宇宙飛船以0。6c的速率向東飛行，5s后該飛船將與一個(gè)以0。8(1）飛船中的人測(cè)得彗星將以多大的速率向它運(yùn)動(dòng)？(2）從飛船中的時(shí)鐘來(lái)看，還有多少時(shí)間允許它離開(kāi)航線，以避免與彗星相撞？解析:(1)取地球?yàn)镾系，飛船為S′系，向東為x軸正向．則S系相對(duì)S′系的速度v＝－0。6c，彗星相對(duì)S系的速度ux＝－0。8c。由相對(duì)論速度變換公式可求得慧星相對(duì)飛船的速率u′x＝eq\f（v＋ux,1＋\f(vux,c2））≈－0。946c,即彗星以0.946c的速率向飛船靠近．（2）把t0＝t′0＝0時(shí)的飛船狀態(tài)視為一個(gè)事件，把飛船與彗星相