2017_2018学年高中物理第十五章相对论简介检测新人教版选修3_4
人教版高中物理选修3-4 第十五章 相对论简介 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4 第十五章相对论简介测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.关于狭义相对论，以下说法中正确的是()A．在不同的惯性系中测量，光速是不同的B．在地面上的观测者看来，接近光速飞行的飞船中，时钟会变慢C．在地面上的观测者看来，接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度会变长D．牛顿第二定律在不同的惯性系中有不同的表述方式2.一个电子的运动速度为0.6c，则该电子的动能约为(电子的静止能量为0.51 MeV)() A． 0.13 MeVB． 0.21 MeVC． 0.34 MeVD． 0.45 MeV3.根据相对论判断，下列说法正确的是()．A．狭义相对论全面否定了经典力学理论B．如果物体在地面上静止不动，任何人在任何参考系里测得的物体的长度都是一样的C．由E＝mc2可知，质量可转变成能量D．物体的速度越大，质量也变得越大4.下列说法正确的是()A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一B．由相对论知：m＝，则物体的速度可以达到光速，此时其质量为无穷大C．在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了D．根据广义相对论原理，力学规律在不同参考系中是不同的5.以下说法正确的有()A．在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时钟变快了B．可以通过多普勒效应测量运动物体的速度C．微波的频率大于X射线的频率D．如果摆钟变快了，可以通过适当减少摆的长度校准摆钟6.在一惯性系中观测，有两个事件同时不同地，则在其他惯性系中观察，结果是()A．一定同时B．可能同时C．不可能同时，但可能同地D．不可能同时，也不可能同地7.已知太阳内部进行着激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为4×1026J，则可算出()A．太阳的质量约为4.4×106tB．太阳的质量约为8.8×106tC．太阳的质量每秒减少约为4.4×106tD．太阳的质量每秒减少约为8.8×106t8.下列哪些不是“相对论”的内容()A．狭义相对性原理B．“尺缩效应”C．动钟变慢D．质量不变，因为它是物体的固有属性，与运动状态无关9.如果宇航员驾驶一艘宇宙飞船，以接近光速的速度朝某一星球飞行，他是否可以根据下列变化感觉到自己在运动()A．身体质量在减小B．心脏跳动变慢C．身体质量在增加D．永远不可能由自身的变化知道他是否在运动10.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()A．u＝u′＋vB．u＜u′＋vC．u＞u′＋vD．以上均不正确11.假想某人做一次高速的太空旅行返回到地球，从出发到返回他带的手表正好显示是1年，根据爱因斯坦的相对论观点，则地球上经过的时间是()A．也是1年B．小于1年C．大于1年D．都有可能12.在日全食的时候，通过仪器可以观察到太阳后面的恒星，这说明星体发出的光()A．经太阳时发生了衍射B．可以穿透太阳及其他障碍物C．在太阳引力场作用下发生了弯曲D．经过太阳外的大气层时发生了折射13.如图所示，质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动．则下列说法中正确的是()A．乙观察到甲身高变高B．甲观察到乙身高变低C．若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变快D．若甲向乙发出一束光进行联络，则乙观察到该光束的传播速度为c14.下列说法正确的是()A．空中绕地球运行的卫星的质量比静止在地面上时大得多B．爱因斯坦质能方程E＝mc2中的m是物体静止时的质量C．爱因斯坦指出：对不同的惯性系，物理规律是不一样的D．光在真空中运动的速度在任何惯性系中测得的数值都是相同的15.质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，其质量为静止质量的几倍()A． 4B． 5C． 6D． 8第Ⅱ卷二、计算题(共3小题,每小题10分,共30分)16.一个以2×108m/s的速度运动的球，半径为a，试分析静止着的人观察球会是什么样的形状？17.假如有一对孪生兄弟A和B，其中B乘坐速度为v＝0.9c的火箭飞往大角星(牧夫座a)，而后又飞回地球．根据A在地球上的观测，大角星离地球有40光年远，这次B往返飞行经历时间为80.8年．如果B在离开地球时，他们的年龄都为20岁，试问当B回到地球时，他们的年龄各有多大？18.电子静止时质量为9.1×10－31kg，一个电子被电压为106V的电场加速后，其质量为多少？速度为多大？三、填空题(共2小题,每小题5.0分,共10分)19.下列说法正确的是________．A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象B．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C．做双缝干涉实验时，用绿光照射单缝，在光屏P上观察到干涉条纹，用红光代替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样D．相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了E．在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短20.经过证明，物体运动时的质量m与静止时的质量m0________(填“相同”或“不相同”)，两个质量满足的关系为________．从上式可以看出，当物体的速度很大时(接近光速)，物体的质量明显__________静止时的质量．答案解析1.【答案】B【解析】A.根据爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理，知真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故A错误；B.根据狭义相对论的钟慢效应可知，在地面上的观测者看来，接近光速飞行的飞船中时钟会变慢，故B正确；C.按照狭义相对论的尺缩效应，接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度总比静止时的短，故C错误；D.根据爱因斯坦狭义相对论的相对性假设，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D错误．故选B.2.【答案】A【解析】由于此时电子的动能特别大，其速度接近光速，设该速度为v，因此电子的质量：m＝＝1.25m0电子的动能：E k＝0.25m0c2将电子的静止能量为0.51 MeV代入上式，得：E k＝0.25E0≈0.13 MeV.3.【答案】D【解析】由相对论的结论可知，D正确．4.【答案】A【解析】A.狭义相对论的两个基本假设是：光速不变原理和狭义相对性原理，故A正确；B.狭义相对论公式m＝中，光速是物体速度的极限，不可能达到，故B错误；C.根据相对论，有运动延迟效应和长度缩短效应，故在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了，故C错误；D.根据广义相对论原理，力学规律在不同参考系中是相同的，故D错误．5.【答案】B【解析】A.根据Δt＝可知，在高速运动的飞船中的宇航员会发现地球上的时钟变慢了，故A错误；B.可以通过多普勒效应测量运动物体的速度．故B正确．C.微波的频率小于X射线的频率，故C错误；D.如果摆钟变快了，则摆动的周期变小了，根据T＝2π知，可以增大摆长校准摆钟，故D错误．6.【答案】B【解析】两个相对静止的惯性系观测结果相同，其他则不同，故B正确．7.【答案】C【解析】由质能方程ΔE＝Δmc2得：Δm＝＝kg＝4.4×109kg＝4.4×106t，故只有C 选项正确．8.【答案】D【解析】由m＝知，质量与物体的运动速度有关，故D选项不是相对论中的内容．9.【答案】D【解析】相对论的基本概念是：当你被关在一个封闭的房子中时，你绝对无法知道房子是否在做匀速运动．当房子突然停止运动时，在其中的人是能够感知这一点的；当房子突然开始运动时，其内部的人也能有感觉；当房子旋转时，关在其内部的人也能说出它在转动．但如果房子是在做匀速直线运动，即没有任何加速度，则在其内部的人就无法知道房子是否在移动．即使房子有一个窗户，你从窗户向外看，看见某些东西在朝你移动，但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动，还是这些东西在向你的房子移动．所以宇航员以飞船为惯性系，其相对于惯性系的速度始终为零，因此他不可能发现自身的变化．10.【答案】B【解析】根据相对论速度变换公式得：他相对地面的速度u＝＜u′＋v，故A、C、D错误，B正确．11.【答案】C【解析】由于人高速在太空中运动，故他的手表走的要比地球的上低速运行的手表慢一些．故可知，地球的时间一定大于1年．12.【答案】C【解析】根据爱因斯坦的广义相对论可知，光线在太阳引力场作用下发生了弯曲，所以可以在适当的时候(如日全食时)通过仪器观察到太阳后面的恒星，故C正确，A、B、D均错．13.【答案】D【解析】因为人的身高是垂直于物体速度方向的，所以没有尺缩效应，即甲、乙观察到对方身高不变，故A、B错误；根据相对论的钟慢效应，可以推测两人在接近光速运动时，相对地球来说时间都变慢了，但乙相对于甲的速度更大，因此可以推测，乙观察到甲动作变慢；根据爱因斯坦光速不变原理，乙观察到该光束的传播速度仍为c，故D正确，故选D.14.【答案】D【解析】A.由于卫星的速度仍远小于光速，故其质量并不比地面上质量大很多，故A错误；B.静止的物体和运动的物体都具有能量，故B错误；C.爱因斯坦狭义相对论提出：对不同的惯性系，物理规律是相同的，爱因斯坦广义相对论提出：对不同的参考系，物理规律是相同的，故C错误；D.光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的，故D正确．故选D15.【答案】B【解析】E k＝E－E0＝mc2－m0c2E k＝4E0，则m＝5m0.16.【答案】长轴为2a，短轴为1.49a的椭球体【解析】由长度相对公式有l＝l0，v一定，球沿运动方向上的长度成比例地减小，球沿运动方向的最大长度为l＝2a·＝2a·＝1.49a，垂直于球运动方向，球的长度不变为2a.因此静止的人观察球的形状会是长轴为2a，短轴为1.49a的椭球体．17.【答案】A的年龄为100.8岁，B的年龄为55.2岁【解析】设B在飞船惯性系中经历时间为t′根据Δt＝即80.8年＝解得：t′＝35.2年所以B回到地球时的B的年龄为20岁＋35.2岁＝55.2岁，A的年龄为20岁＋80.8岁＝100.8岁．18.【答案】2.69×10－30kg0.94c【解析】E k＝eU＝1.6×10－19×106J＝1.6×10－13J.E k＝mc2－m0c2，m＝＋m0＝kg＋9.1×10－31kg≈2.69×10－30kg.由m＝得，v＝c≈0.94c.19.【答案】ACE【解析】A.肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象，故A正确；B.全息照相不是利用全反射，而是利用了激光相干性好的特点，故B错误．C.由Δx＝λ可知用红光代替绿光照射单缝，将得到相邻条纹间距更大的干涉图样，故C正确；D.相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上没有变扁，因为只有在高速运动方向上，长度才会变短，故D错误；E.在真空中传播的电磁波，它的传播速度不变，由v＝λf可知，当它的频率增加时，波长变短，故E正确．20.【答案】不相同，m＝，大于【解析】根据爱因斯坦的理论，设一个物体静止时的质量为m0(又称为静质量)，当它以速度v运动时的质量为m(又称为动质量)，则动质量与静质量及其速度的关系遵循以下规律：m＝(其中c为光速)；在低速(相对光速而言)范围内，物体的动质量与静质量相差甚微，其差值可以忽略不计，因此在低速范围内研究宏观物体的运动情况时，可以认为物体的质量是不变的，是常数．当物体的速度很大时(接近光速)，物体的质量明显大于静止时的质量．。
高中物理第十五章相对论简介过关检测新人教版选修3_4
第十五章过关检测一、选择题(每小题6分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1.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解析: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。
答案:A2.对相对论的基本认识,下列说法正确的是()A.相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的B.爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量C.在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上快D.我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了解析:爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系,质量和能量是物体存在的两种形式,质量和能量是不同的概念。
再由相对论的基本原理可知,选项A正确。
答案:A3.如果你以接近于光速的速度朝一星体匀速飞行,你可以发觉()A.你的质量在增加B.你的心脏跳动在慢下来C.你在变小D.你永远不能由自身的变化知道你的速度解析:相对论的基本概念是:当你被关在一个封闭的房子中时,你绝对无法知道房子是否在做匀速运动。
当房子突然停止运动时,在其中的人是能够感知这一点的;当房子突然开始运动时,其内部的人也能有感觉;当房子旋转时,关在其内部的人也能说出它在转动,但如果房子是在做匀速直线运动,即没有任何加速度,则在其内部的人就无法知道房子是否在移动,即使房子有一个窗户,你从窗户向外看,看见某些东西在朝你移动,但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动,还是这些东西在向你的房子移动。
答案:D4.用相对论的观点判断,下列说法不正确的是()A.时间和空间都是绝对的,在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B.在地面上的人看来,以6 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C.在地面上的人看来,以6 km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄,而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D.当物体运动的速度v≪c时,“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计解析:由相对论知,时间和空间都是相对的,所以A项不正确。
人教版高中物理选修3-4第十五章 相对论简介单元检测.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）物理人教3-4第十五章相对论简介单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分)1．下列服从经典力学规律的是()A．自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动B．发射导弹、人造卫星、宇宙飞船C．物体运动的速率接近于真空中的光速D．能量的不连续现象2．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是()A．牛顿发现了万有引力定律B．洛伦兹发现了电磁感应定律C．光电效应证实了光的波动性D．相对论的创立表明经典力学已不再适用3．经典力学的局限性有()A．经典力学没有局限性B．经典力学的应用受到物体运动速率的限制，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不适用了C．经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象D．经典力学的时间和空间分离的观点不对4．下列说法正确的是()A．在经典力学中，物体的质量是不随物体运动状态而改变的B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性，它只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界C．相对论的出现否定了经典力学理论D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳—演绎法”是经典力学方法的典型5．如果宇航员驾驶一艘飞船以接近于光速的速度朝一星体飞行，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动()A．你的质量在减少B．你的心脏跳动在慢下来C．你永远不能由自身的变化知道你是否在运动D．你在变大6．一艘大船在平静的大洋中匀速行驶，一个人在其密闭的船舱内向各个不同的方向做立定跳远实验，并想由此来判断船航行的方向，假设他每次做的功相同，下列说法正确的是()A．如果向东跳得最远，则船向东行驶B．如果向东跳得最近，则船向东行驶C．他向各个方向跳的最大距离相同，但不能由此判断船行方向D．他向各个方向跳的最大距离不同，但不能由此判断船行方向7．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．0.1B．0.2C．0.5D．0.98．下列哪些不是“相对论”的内容()A．狭义相对性原理B．“尺缩效应”C．时钟变慢D．质量不变是物体的固有属性，与运动状态无关9．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10．如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A观察到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′。
统编高中物理人教版选修3-4(学业分层测评)第十五章 相对论简介 学业分层测评20 Word版含答案
学业分层测评(二十)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列关于狭义相对性原理的说法中不正确的是()A．狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都成立B．狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都成立C．狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性系中都成立D．狭义相对性原理与伽利略相对性原理没有区别E．相对性原理对一切自然规律都适用【解析】根据狭义相对性原理的内容，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．一定要注意它和伽利略相对性原理的区别，即狭义相对性原理中的“规律”是一切物理规律，而经典相对性原理中的“规律”只是指经典物理学的规律，范围要小许多．【答案】ABD2．关于狭义相对论的两个假设，下列说法正确的是() 【导学号：23570154】A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B．在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的D．真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的E．物体的位移、速度以及电场强度等物理量可能因所选择的参考系的不同而不同，但是它们所遵从的物理规律却是同样的【解析】狭义相对论的两个假设分别是狭义相对性原理和光速不变原理，选项A、C、E正确．【答案】ACE3．根据经典力学的相对性原理，下列结论正确的是() 【导学号：23570155】A．任何力学规律在惯性系中都是相同的B．同一力学规律在不同的惯性系中可能不同C．在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否在匀速运动D．在一个惯性参考系里可以用力学实验判断该参考系是否在匀速运动E．如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系【解析】经典力学的相对性原理是力学规律在任何惯性系中都是相同的，故A、C、E 正确，B、D错误．【答案】ACE4．在地面附近有一高速飞过的火箭，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是()A．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了B．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D．火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了E．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均有变化【解析】 根据“尺缩效应”“动钟变慢”原理，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了，A 错误，B 正确；根据相对性，火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了，D 正确；火箭上的人与火箭之间无相对运动，故火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化，C 正确，E 错误．【答案】 BCD5．A 、B 两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且v A ＞v B ，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是( )A ．A 飞机上的人观察到足球场的长度比B 飞机上的人观察到的大B ．A 飞机上的人观察到足球场的长度比B 飞机上的人观察到的小C ．两飞机上的人观察到足球场的长度相同D ．两飞机上的人观察到足球场的宽度相同E ．A 飞机上的人观察B 飞机的长度和时间进程均有微小变化【解析】 由l ＝l 01－⎝⎛⎭⎫v c 2(其中l 0是相对足球场静止时的长度)，可以看出，速度越大，“动尺变短”的效应越明显，选项B 正确；但是足球场的短轴与飞机速度方向垂直，所以两飞机上的人观察到足球场的宽度相同．因A 、B 两飞机有相对运动，所以E 正确．【答案】 BDE6．如图15-1-2所示，强强乘坐速度为0.9c (c 为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c ，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为________．图15-1-2。
人教版高中物理选修3-4第十五章相对论简介基础知识梳理
第十五章 相对论简介
15. 1 相对论的诞生 一、经典的相对性原理 1.惯性系与非惯性系 (1)惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系就叫惯性系。
地面参考系是惯性系,相对于它做匀速运动的汽车、轮船作为参考系也是惯性系。 (2)非惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中不成立,这个参考系就叫非惯性系。
在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。 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相同的,光速与光源观察者间的相对运 动没有关系。在两个假设的基础上爱因斯坦建立了一套完整的理论——狭义相对论 四、对光速不变原理的理解 1.真空中的光速不变
真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,光速与光源、观察者间的相对 运动没有关系。 2.“超光速”不存在
这是爱因斯坦在前人的实验基础上提出的假设,这个假设是狭义相对论的基础. 之所以称为假设,是因为它只根据迈克耳孙一莫雷实验有限的几次实验提出的,还没 有经过数学的逻辑推理在大量的结论跟事实相符后,就成为狭义相对论原理。
第十五章 相对论简介
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知识像烛光，能照亮一个人，也能照亮无数的人。--培根 15.2 时间和空间的相对性
车上的观察者认为：闪光从光源到前壁和后壁的距离相等,根据光速不变原理,闪 光同时到达前后两壁;车下的观察者认为：闪光从光源到后壁的距离比到前壁的距离 短，根据光速不变原理,闪光先到达后壁,后到达前壁。
二、长度的相对性 1.两种观点对“长度”的认识 (1)经典的时空观: 一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。 (2)相对论的时空观: “长度”也具有相对性,一条沿自身长度方向运动的杆,其长度 总比静止时的长度小,但在垂直于运动方向上,杆的长度没有变化。 2.狭义相对论的长度变换公式
高中物理 第15章 相对论简介章末小结课件 新人教版选修3-4
(3)因为Δt＝
Δτ ， 1－vc2
所以Δτ＝Δt· 1－vc2，Δt＝5昼夜，v＝0.8c，所以
Δτ＝5× 1－0.82＝3(昼夜)
答案：(1)车头的灯先亮
(2)3.7×5 m2的画
(3)3昼夜
触及高考
相对论部分在新课标地区为选考内容，但作为选修3－4中 的一章，有出题的可能性。题型以选择题为主，分值较小，难 度也不大。
解析：列车上的观察者看到的是由B发出后经过A和C反射 的光，由于列车在这段时间内向C运动，而远离A，所以C的反 射光先到达列车上的观察者，看到C先被照亮，故只有C正 确。
3．(海南物理)设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍。则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子 运动的速度是光速的________倍。
3．解决时间间隔的相对性应注意 (1)“动钟变慢”是两个不同惯性系进行时间比较的一种效 应，不要认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化。 (2)运动时钟变慢完全是相对的，在它们上面的观察者都将 发现对方的钟变慢了。
(1)一列火车以速度v匀速行驶，车头、车尾各有一盏 灯，某时刻路基上的人看见两灯同时亮了，那么车厢中的人看 见的情况是什么呢？
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-4
路十五章 章末小结
1 知识结构
2 规律方法
4 考题探析
3 触及高考
5 临场练兵
知识结构
规律方法
狭义相对论问题的求解技巧 1．解决“同时”的相对性问题，可从三个方面入手： (1)令观察者静止，判断被观察者因相对运动而引起的位置 变化。 (2)结合光速不变原理，分析光传播到两个事件所用的时 间。 (3)光先传播到的事件先发生，光后传播到的事件后发生。
高中物理 第十五章 相对论简介 3 狭义相对论的其他结论 4 广义相对论简介学案 新人教版选修3-4
高中物理第十五章相对论简介3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介学案新人教版选修3-4编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（高中物理第十五章相对论简介3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介学案新人教版选修3-4）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介1．相对论速度变换公式(1)以高速火车为例，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于火车运动，那么这个人相对地面的速度u＝错误!。
（2）光速是速度的极限,任何物体的机械运动既不能达到更不能超过光速。
【例1】如图所示，地球上一观察者，看见一飞船A以速度2。
5×108m/s从他身边飞过，另一飞船B以速度2。
0×108 m/s跟随A飞行。
求：（1）A上的乘客看到B的相对速度;（2)B上的乘客看到A的相对速度。
解析：（1）A上的乘客看到B的相对速度，即B相对运动参考系A的速度u′，由题意知A 相对静止参考系(观察者）的速度v＝v A＝2。
5×108 m/s，B相对静止参考系的速度u＝v B＝2.0×108 m/s，由相对论速度变换公式u＝错误!可得2.0×108 m/s＝错误!，解上式得u′＝－1.125×108 m/s，即A上的乘客看到B以1.125×108 m/s的速度沿飞船A运动的反方向运动.（2)根据运动的相对性可知,B上的乘客看到A以1。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》《第二节 时间和空间的相对性》测试1解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章相对论简介》《第二节时间和空间的相对性》单元测试试卷【1】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.有以下说法不正确的是( )A．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象。
B．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象。
C．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部。
它利用的是光的全反射原理。
D．彩超是一种先进的检测技术。
向病人体内发射一定频率的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收。
测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速。
这一技术应用了波的多普勒效应。
【答案】A【解析】试题分析：A．雨后天空出现的彩虹是光的色散现象，A错误。
B．水面油膜呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，B正确。
C．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部。
它利用的是光的全反射原理，C正确。
D．彩超是一种先进的检测技术。
向病人体内发射一定频率的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收。
测出反射波的频率变化，就可知道血液的流速。
这一技术应用了波的多普勒效应，D正确。
故选：A考点：光的特性．点评：理解各种光学现象的实质是解决这类问题的关键。
2.如图所示，弹簧振子在两点间做简谐振动，当振子从平衡位置向运动的过程中（）A ．加速度和速度均不断减小B ．加速度和速度均不断增大C ．加速度不断减小，速度不断增大D ．加速度不断增大，速度不断减小 【答案】D 【解析】试题分析：当振子从平衡位置O 向a 运动过程中，弹簧的弹力逐渐增大，根据牛顿第二定律知，加速度逐渐增大，加速度的方向与速度的方向相反，则速度减小．故D 正确，ABC 错误． 故选D ．考点：简谐运动的回复力和能量．点评：解决本题的关键知道加速度的方向与合力的方向相同，当加速度方向与速度方向相同，速度增大，当加速度方向与速度方向相反，速度减小．3.如图所示为两列沿同一弹性绳传播的简谐横波在某时刻的波形图,(虚线表示甲波,实线表示乙波),M 为绳上x ="0.2" m 处的质点,则下列说法中正确的是A ．因波的周期未知,故两列波波速的大小无法比较B ．图示时刻质点M 的速度沿 + y 方向C ．由图示时刻开始,再经甲波周期的1/4，质点M 的位移为20 cmD ．这两列波将发生干涉现象 【答案】BD【解析】本题考查的是简谐横波的问题。
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第十五章相对论
(时间60分钟，满分100分)
一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分。
在四个选项中，至少有一个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选不全的得3分，有错选或不选的得0分) 1．下列关于电磁波谱各成员说法正确的是( )
A．最容易发生衍射现象的是无线电波
B．紫外线有明显的热效应
C．X射线穿透能力较强，所以可用来检查工件
D．晴朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果
解析：波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误；X射线因其穿透能力较强，常用于人体拍片和检查金属零件缺陷，故C正确；天空的蓝色是由于波长较长的光易被散射，故D正确。
答案：ACD
2．根据经典物理学知识，人们对时间和空间的认识，下列说法正确的是( )
A．时间和空间是绝对的，与物质的存在和物质的运动都无关
B．时间和空间可以脱离物质而独立存在，二者之间也无联系
C．时间和空间可以脱离物质而独立存在，二者之间存在一定的联系
D．时间和空间不能脱离物质而独立存在，二者之间存在一定的联系
解析：经典力学认为时间和空间是绝对的，可以脱离物质而独立存在，二者之间没有联系，而爱因斯坦的相对论认为，时间和空间都是相对的。
故A、B正确。
答案：AB
3．如图1所示为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收的哪些阶段( )
图1
A．经调制后B．经调谐后
C．经检波后D．耳机中
解析：为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。
调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅。
在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将波“切”去
一半，得到单向脉冲电流，而在耳机中只有随信号变化的音频电流。
答案：AB
4．在LC振荡电路的电容器两极板距离减小后与某一外来电磁波发生电谐振，那么LC 振荡电路原来的周期T1与外来的电磁波的周期T2的关系是( )
A．T1>T2B．T1<T2
C．T1＝T2D．都有可能
解析：由T＝2πLC和C＝εS
4πkd
可知，当d减小时，T增大。
则T1<T2，故B正确。
答案：B
5．许多光学规律在现代科学技术中得到了应用，以下解释中正确的是( )
A．X光透视利用的是光的衍射现象
B．人造卫星对地球进行高空摄影是利用红外线波长长，有较好的穿透云雾、烟尘的能力
C．对高级精密部件表面质量的检查可利用薄膜干涉
D．光纤通信利用的是光的全反射
解析：X光透视利用它的穿透本领强，故A错；红外线波长较长，容易发生衍射，即有较好穿透云雾、烟尘的能力，故B正确；薄膜干涉可以检查表面是否平整，故C正确；光纤通信利用的是光的全反射，故D正确。
答案：BCD
6.为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平
行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或
电源相连，如图2所示。
当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中
产生的周期T＝2πLC的振荡电流。
当罐中液面上升时( )
A．电容器的电容减小
B．电容器的电容增大图2 C．LC回路的振荡频率减小
D．LC回路的振荡频率增大
解析：当罐中的液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，由平行板电容器的电容公式知，电容增大，则选项A错误，B正确；由LC回路周期公式知，振荡周期增大，振荡频率减小，则选项C正确，D错误。
答案：BC
7．如图3所示，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口直径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速转动。
若在此空间突然加上方向竖直向上，磁感应强度B随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，那么( )
图3
A ．小球对玻璃圆环的压力一定不断增大
B ．小球受到的磁场力一定不断增大
C ．小球先沿逆时针方向减速运动，一段时间后再沿顺时针方向加速运动
D ．磁场力对小球一直不做功
解析：玻璃环处在均匀变化的磁场空间，所以感应出的稳定电场对带正电的小球做功使小球先逆时针减速运动后再顺时针加速运动，但磁场力时刻与小球圆周运动线速度垂直，所以对小球不做功。
小球在水平面内沿轨道半径方向受两个力作用：环的挤压力F N 和磁场的洛伦兹力F 洛＝Bqv 0，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力。
考虑到小球速度大小的变化以及磁感应强度的变化，挤压力F N 和磁场的洛伦兹力F 洛不一定始终在增大。
答案：CD
二、非选择题(本大题共5小题，共58分。
解答题应写出必要的文字说明，方程式和演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和的单位)
8．(8分)如图4所示是一振荡电路中的振荡电流随时间变化的图
线，由图线可知，O→A 时间内________能转化成________能；A→B 时
间内是电容器________电的过程；时刻C 时电容器带电量为________；
时刻D 时线圈内的磁通量变化率________。
图4
解析：由图可知，O→A 的时间内，i 增大，电场能转化为磁场能，A→B 的时间内，电流变小，电容器正在充电，C 时刻电流最大，电容器电量为零，D 时刻电流为零，电流变化率最大，故磁通量变化率最大。
答案：电场 磁场 充 零 最大
9．(10分)2001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选，表彰他在激光排版上的重大科技贡献。
激光是一种电磁波，某种排版系统中激光频率为4×1014 Hz ，则该激光的波长为________μm 。
解析：由λ＝c f ＝3×1084×1014 m ＝0.75×10－6 m ＝0.75 μm 。
答案：0.75
10．(12分)按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5 W/m 2。
若某小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1 W ，那么在距离该通讯装置________ m 以外是符合规定的安全区域(已知球面面积S ＝4πR 2)。
解析：以发射中心为圆心、R 为半径作一球面，则该球面外为安全区，在球面上，单位
面积上受到的电磁辐射强度≤0.50 W/m 2
，
由题意知：P 4πR ≤0.50 W/m 2， 解得：R≥0.40 m
答案：0.40
11．(14分)一个以2×108 m/s 的速度运动的球(半径为a)，静止的人观察球会是什么形状？
解析：与运动方向垂直的方向上的球大小不变化，故半径仍为a 。
沿运动方向上的轴半径L ＝a 1－u 2c 2＝0.75a ， 所以沿运动方向上的半径变为0.75a 。
所以球变为一个三轴半径长度分别为0.75a 、a 、a 的椭球体。
答案：球变为一个三轴半径长度分别为0.75a 、a 、a 的椭球体
12．(14分)如图5所示，LC 电路中C 是一平行板电容器，两板水平放置。
开关断开时，电容器内带电灰尘恰好静止，当开关闭合后，灰尘在电容器内运动，若C ＝1 μF ，L ＝0.1 mH 。
求：
图5
(1)从S 闭合时开始计时，经过π×10－5 s 时，电容器内灰尘的加速度大小是多少？
(2)当灰尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？
解析：根据振荡周期T ＝2π
LC ，得 T ＝2π0.1×10－3×1×10－6 s
＝2π×10－5 s 。
(1)从S 闭合，在t ＝π×10－5 s ＝T 2
这段时间内，电容器从开始放电到又充电结束，且两板电性相反，内部场强方向相反，故加速度为2g 。
(2)电流最大，即放电完毕，极板内场强为零，故灰尘的加速度为g 。
答案：(1)2g (2)g。