高中物理人教版4本冊總復(fù)習(xí) 學(xué)業(yè)分層測評2

學(xué)業(yè)分層測評(二十一)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標]1．愛因斯坦提出了質(zhì)能方程，關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：23570161】A．質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化B．當物體向外釋放能量時，其質(zhì)量必定減小，且減小的質(zhì)量Δm與釋放的能量ΔE滿足ΔE＝Δmc2C．如果物體的能量增加了ΔE，那么它的質(zhì)量相應(yīng)增加Δm，并且ΔE＝Δmc2D．質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性E．mc2是物體能夠放出能量的總和【答案】BCD2．關(guān)于公式m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v,c))2)，下列說法中正確的是()A．式中的m是物體以速度v運動時的質(zhì)量B．式中的m0是物體以速度v運動時的質(zhì)量C．當物體運動速度v＞0時，物體的質(zhì)量m＞m0，即物體的質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)不適用D．當物體以較小的速度運動時，質(zhì)量變化十分微小，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當物體以接近光速運動時，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動，而不適用于高速運動E．通常由于物體的速度太小，質(zhì)量的變化引不起我們的感覺，在分析地球上物體的運動時，不必考慮質(zhì)量變化【解析】公式中的m0是物體的靜質(zhì)量；在運動速度v遠小于光速時，經(jīng)典力學(xué)依然成立，故選項B、C錯而A、D、E對．【答案】ADE3．下列問題需要用相對論來進行解釋的是()【導(dǎo)學(xué)號：23570162】A．嫦娥一號的運行軌跡的計算B．噴氣式飛機的空中運行C．人造太陽的反應(yīng)過程D．紅矮星的演變過程E．星球引起的引力紅移【解析】C選項中的過程屬于微觀的情況，D選項中的過程屬于高速的情況．E項中屬于廣義相對于論的結(jié)論．【答案】CDE4．下列說法中正確的是()A．由于太陽引力場的影響，我們有可能看到太陽后面的恒星B．強引力作用可使光譜線向紫端偏移C．引力場越強的位置，時間進程越慢D．由于物質(zhì)的存在，實際的空間是彎曲的E．引力不會對空間產(chǎn)生影響【解析】由廣義相對論我們知道：物質(zhì)的引力使光線彎曲，因此選項A、D是正確的．在引力場中時間進程變慢，而且引力越強，時間進程越慢，因此我們能觀察到引力紅移現(xiàn)象，所以選項C正確．【答案】ACD5．下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：23570163】A．在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的，這就是廣義相對性原理B．在不同的參考系中，物理規(guī)律都是不同的，例如牛頓運動定律僅適用于慣性參考系C．一個均勻的引力場與一個做勻速運動的參考系等價，這就是著名的等效原理D．一個均勻的引力場與一個做勻加速運動的參考系等價，這就是著名的等效原理E．物體的運動速度不能無限增加【解析】由廣義相對性原理和等效原理的內(nèi)容知A、D正確．由狹義相對論結(jié)論知E正確．【答案】ADE6．已知太陽內(nèi)部進行著激烈的熱核反應(yīng)，每秒鐘輻射的能量為4×1026J，則可算出太陽的質(zhì)量每秒減小約為________t.【解析】由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，得：Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(4×1026,3×1082)kg＝×109kg＝×106t.【答案】×1067．一觀察者測出電子質(zhì)量為2m0，求電子速度為多少．(m0為電子的靜止質(zhì)量)【解析】電子的運動質(zhì)量是靜止質(zhì)量的2倍，運用質(zhì)量公式可解．m＝2m0，代入質(zhì)量公式m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))，可得2m0＝eq\f(m0,\r(1－\f(v,c)2)).解得v＝eq\f(\r(3),2)c≈.【答案】8．如果將電子由靜止加速到速率為，需對它做功多少？如果將電子由速率為加速到，又需對它做多少功？【導(dǎo)學(xué)號：23570164】【解析】對電子做的功，等于電子動能的增量，得：ΔEk＝Ek＝mc2－m0c2＝m0c2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(1－\f(v2,c2)))－1))＝×10－31×(3×108)2×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,\r(1－)－1))J＝×10－16J≈×103eV.ΔEk′＝Ek2－Ek1＝(m2c2－m0c2)－(m1c2－m0c2)＝m2c2－m1c2＝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)))))＝×10－31×32×1016×(eq\f(1,\r(1－)－eq\f(1,\r(1－))J＝×10－14J≈×105eV.【答案】×103eV×105eV[能力提升]9．回旋加速器給帶電粒子加速時，不能把粒子的速度無限制地增大，其原因是速度增大使粒子質(zhì)量________，粒子運動的周期與交變電壓不再________，無法再加速．【解析】回旋加速器中帶電粒子運動的周期為T＝eq\f(2πm,qB)，當粒子速度比較小時，可以認為其質(zhì)量是不變的，那么其周期也不變．但當粒子的速度很大，接近光速時，其質(zhì)量明顯增大，周期也發(fā)生了明顯變化，粒子運行的周期與交變電壓不再同步，無法再加速．【答案】增大同步10．火箭以eq\f(3,5)c的速度飛離地球，在火箭上向地球發(fā)射一束高能粒子，粒子相對地球的速度為eq\f(4,5)c，其運動方向與火箭的運動方向相反．則粒子相對火箭的速度大小為________．【解析】由v＝eq\f(u＋v′,1＋\f(uv′,c2))，可得－eq\f(4,5)c＝eq\f(\f(3,5)c＋v′,1＋\f(\f(3,5)cv′,c2))解得v′＝－eq\f(35,37)c，負號說明與v方向相反．【答案】eq\f(35,37)c11．地球上的一個觀察者，看見一艘飛船A以×108m/s的速度從他身邊飛過，另一艘飛船B以×108m/s的速度跟隨A飛行，求：【導(dǎo)學(xué)號：23570165】(1)A上的乘客看到B的相對速度；(2)B上的乘客看到A的相對速度．【解析】(1)A上的乘客看地球以－×108m/s的速度向后運動，B在地面看以×108m/s的速度向前運動，則A上乘客看B的速度為u＝eq\f(u′＋v,1＋\f(u′v,c2))＝eq\f(－×108m/s＋×108m/s,1＋\f(－×108m/s×2×108m/s,3×108m/s2))＝－×108m/s.(2)B看A則相反，為×108m/s.【答案】(1)－×108m/s(2)×108m/s12．太陽在不斷向外輻射能量，因而其質(zhì)量也在不斷減少，若太陽每秒鐘輻射的總能量為4×1026J，試計算太陽在1s內(nèi)失去的質(zhì)量．估算太陽在5000年內(nèi)共減少了多少質(zhì)量，并與太陽的總質(zhì)量2×1027t比較．【解析】由太陽在每秒鐘輻射的能量可得，其在1s內(nèi)失去的質(zhì)量為Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(4×1026J,3×108m/s2)＝eq\f