人教版高中物理选修3-4第15章 相对论简介 单元综合试题及答案1
人教版高中物理选修3-4第十五章《相对论简介》单元检测题含答案解析
绝密★启用前2019人教版高中物理选修3-4第十五章《相对论简介》单元检测题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A、B、C三个时钟，下列说法正确的是()A．A时钟走得最慢，B时钟走得最快B．A时钟走得最慢，C时钟走得最快C．C时钟走得最慢，A时钟走得最快D．B时钟走得最慢，A时钟走得最快2.在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两只小鸡在车厢前端出生．则()A．在火车上的人看来，一只小猫先出生B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生C．在地面上的人看来，一只小猫先出生D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生3.一张长方形宣传画长5 m、高3 m，平行地贴于铁路旁边的墙上，一超高速列车以0.8c的速度路过此宣传画，这张画由司机测量的图形是()A．边长为3 m的正方形B．长为3 m、高为1.8 m的长方形C．长为5 m、高为1.8 m的长方形D．长轴为3 m、短轴为1.8 m的椭圆形4.按照相对论的观点，下列说法正确的是()A．物体运动时的质量总是小于其静止时的质量B．物体运动时的质量总是等于其静止时的质量C．真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的D．真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的5.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6.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7.世界上有各式各样的钟：砂钟、电钟、机械钟、光钟和生物钟．既然运动可以使某一种钟变慢，它一定会使所有的钟都一样变慢．这种说法是()A．对的，对各种钟的影响必须相同B．不对，不一定对所有的钟的影响都一样C． A和B分别说明了两种情况下的影响D．以上说法全错8.在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的()①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速；②质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变；③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些．A．①③是正确的B．①②是正确的C．①②③是正确的D．②③是正确的9.下列说法中不正确的是()A．一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学家的观点B．地面上静止的人观察一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小C．一根杆的长度静止时为l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于l0D．如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了10.以下说法正确的是()A．光的偏振现象说明光是一种横波B．麦克斯韦的电磁场理论说明有电场就会产生磁场，有磁场就会产生电场C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关D．光导纤维中内芯的折射率小于外套的折射率11.某火箭在地面上的长度为L0，发射后它在地面附近高速(约0.3c)飞过，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．下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变快了B．下方地面上的人观察到火箭变短了C．火箭上的人观察到火箭变短了D．火箭上的人看到下方地面上的所有物体都变短了12.据报道，欧洲大型强子对撞机开足马力可以把粒子加速到光速的99.9%，单束粒子能量可达到7万亿电子伏特．下列说法正确的是()A．如果继续对粒子加速，粒子速度可以达到光速B．如果继续对粒子加速，粒子速度可能超过光速C．粒子高速运动时质量大于静止时的质量D．粒子高速运动时质量小于静止时的质量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.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行，如果希望把这段路程缩短为3光年，则他所乘飞船相对地球的速度为()A． 0.5cB． 0.6cC． 0.8cD． 0.9c15.美国科学家2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在．引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限性．关于经典力学，下列说法正确的是()A．经典力学完全适用于宏观低速运动B．经典力学取得了巨大成就，是普遍适用的C．随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论D．由于相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的应用价值16.关于狭义相对论，下列说法中正确的是()A．宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢了B．宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船上的人观察飞船上的时钟变慢了C．一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，竹竿的长度会缩短D．对于确定的物体，无论运动速度有多大，物体的质量都不会改变17.经典力学不能适用于下列哪些运动()A．以99%倍光速运行的电子束B．火箭的发射C．宇宙飞船绕地球的运动D．“勇气号”宇宙探测器的运动18.下列说法正确的是()A．机械波能发生多普勒效应，电磁波则不能B．全息照片利用了激光平行度好的特点C．考虑相对论效应，沿杆方向高速运动的杆长度比静止时短D．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄19.假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下列说法正确的是()A．甲看到乙手中的尺的长度比乙看到自己手中的尺的长度大B．甲看到乙手中的尺的长度比乙看到自己手中的尺的长度小C．乙看到甲手中的尺的长度比甲看到自己手中的尺的长度大D．乙看到甲手中的尺的长度与甲看到自己手中的尺的长度相同20.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，质量也变得越大第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.一静止体积为V0，静止质量为m0的立方体沿一棱长方向相对地面以速率v运动，求地面的测量者测得的体积和质量．22.一被加速器加速的电子，其能量为3.00×109eV，试问(1)这个电子的动质量是其静质量的多少倍？(2)这个电子的速率是多少？(m0＝0.91×10－30kg，c＝3×108m/s)23.在一飞船上测得飞船的长度为100 m，高度为10 m．当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？24.一核弹含20 kg的钚，爆炸后生成的核静止质量比原来小.求爆炸中释放的能量．答案解析1.【答案】C【解析】A、B、C在同一转盘上，所以它们的角速度相同，由v＝r·ω可知，r越大，线速度v越大．由Δt＝可知，v越大，Δt越大，也就是说钟走得越慢．从图中可以看出，A时钟的线速度最小，C时钟的线速度最大，故A时钟走得最快，C时钟走得最慢．2.【答案】C【解析】火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁，则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故A、B错误；地面上的人认为，地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些，故在地面上的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误．3.【答案】A【解析】根据相对论效应l＝l0，则司机测量时宣传画的长度变成5×0.6 m＝3 m，即图形是边长为3 m的正方形．4.【答案】D【解析】由相对论质量公式可知，当物体的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量，故A、B错误；光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的，故C错误，D正确．5.【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．6.【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.7.【答案】A【解析】根据爱因斯坦相对论的钟慢效应可知，若钟与观察者有相对运动，所有的钟都会变慢，而且变慢程度相同，这个结论与钟的构造、原理无关，故A正确，B、C、D错误．8.【答案】C【解析】由爱因斯坦狭义相对论可知，①②③说法均对，故正确答案为C.9.【答案】C【解析】若杆沿垂直于自身长度的方向运动，它的长度将不变，C选项错误，故选C.10.【答案】A【解析】光的偏振现象说明光是一种横波，A项正确。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》精选专题试卷【1】含答案考点及解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章相对论简介》精选专题试卷【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.关于电磁场的理论，下列说法中正确的是()．A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D．振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场【答案】BD【解析】麦克斯韦电磁理论指出，如果电场的变化是均匀的，产生的磁场是稳定的；如果电场的变化是不均匀的，产生的磁场是变化的；振荡电流按正弦(或余弦)规律变化时，它产生的磁场也按正弦(或余弦)规律变化．2.单摆是为研究振动而抽象出来的理想化模型，其理想化条件是()．A．摆线质量不计B．摆线长度不伸缩C．摆球的直径比摆线长度小得多D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动【答案】ABC【解析】单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，摆线不伸缩，A、B、C选项均正确；但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的，只有在偏角很小(θ≤5°)的情况下才能视单摆的运动为简谐运动．故A、B、C正确．3.关于电磁波，下列说法正确的是（）A．x光是电磁波，可以切除肿瘤B．电视机的遥控器是利用红外线进行遥控的C．验钞机是利用红外线来鉴别大额钞票的真伪的D．红外线、紫外线与声波一样均不可以在真空中传播【答案】B【解析】试题分析：验钞机是利用紫外线鉴别钞票的真伪的，C错误，红外线和紫外线可以在真空中传播，D错误，x光的透视能力较强，A错误，故选B,考点：考查了电磁波的应用点评：电磁波是一个大家族，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、无线电波、微波等．4.让烛光照射到一块遮光板上，板上有一个可自由收缩的三角形孔，当此三角形孔缓慢地由大收缩变小直到闭合时，试分析在孔后的屏上将先后出现的现象(遮住侧面光)．【答案】先光斑逐渐变小，然后出现倒立的烛焰，接着出现小孔衍射图样，最后一片黑暗【解析】当三角形孔较大时，屏上出现一个三角形光斑，如图甲所示，随着三角形缓慢地收缩，光斑逐渐变小；当三角形孔小到一定程度时，屏上会出现倒立的烛焰，如图乙所示；继续使三角形孔缓慢收缩，可以观察到小孔衍射图样；当孔闭合时，屏上就会一片黑暗，思路分析：孔或障碍物较大时，光沿直线传播，之后小孔成像，然后满足明显衍射的条件，最后亮斑消失试题点评：考查小孔成像，明显衍射的条件。
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．。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》《第一节 相对论的诞生》单元测试试卷10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》《第一节相对论的诞生》单元测试试卷【10】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.粗细均匀的弹性长软绳一端固定，另一端用手握住连续上下抖动，形成一列沿水平方向传播横波。
某一时刻的波形如图所示，从这幅波形图中可得出的结论是．A．波在绳子中的传播速度越来越快B．手上下振动的频率越来越大C．手上下振动的频率越来越小D．手上下振动的振幅越来越大【答案】CD【解析】试题分析：机械波的波速是由介质决定的，则波在绳子中的传播速度不变，故A错误；根据相邻波峰之间或波谷之间的距离等于波长，由图看出波长越来越大，波速不变，由波速公式v=λf可知，频率越来越小，故B错误，C正确；振幅等于位移的最大值，由图看出手上下振动的振幅越来越大，故D正确．考点：机械波的传播.2.如图所示，沿x轴正向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，则可推出()．A．再经过0.01 s，图中质点a的速度方向与加速度方向相同B．图中质点b此时动能正在减小，其加速度正在增大C．若发生稳定干涉现象，该波所遇到的波的频率为50 HzD．若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不大于2 m【答案】BC【解析】由图像可知λ＝4 m，所以T＝＝s＝0.02 s，因波沿x正向传播，故经0.01 s即，质点a位于负位移处且向下运动，速度方向与加速度方向相反，A错．而b点此时向下运动，动能正在减小，加速度在增大，B对．由于波的频率f＝＝50 Hz，若发生稳定干涉，所遇波的频率也须为50 Hz，C项对．据发生明显衍射的条件，需障碍物的尺寸比4 m小或与4 m差不多，不一定小于2 m，D项错．故B、C正确．3.下列关于简谐运动振幅、周期和频率的说法中正确的是()．A．振幅是矢量，方向从平衡位置指向最大位移处B．周期和频率的乘积不一定等于1C．振幅增加，周期必然增加，而频率减小D．做简谐运动的物体，其频率固定，与振幅无关【答案】D【解析】振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，A错；周期和频率互为倒数，B错，简谐运动的物体的频率和周期由振动系统本身决定，C错误，D正确。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》《第一节 相对论的诞生》单元测试试卷2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》《第一节相对论的诞生》单元测试试卷【2】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1.一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时1s，质点通过B点后再经过1s又第2次通过B点，在这两秒钟内，质点通过的总路程为12cm，则质点的振动周期和振幅分别为（）A．3s，6cm B．4s，6cm C．4s，9cm D．2s，8cm【答案】 B【解析】试题分析: 简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过A、B两点，则可判定这两点关于平衡位置O点对称，所以质点由A到O时间与由O到B的时间相等，那么平衡位置O到B点的时间t=0.5s，因过B点后再经过t=1s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则1=0.5s，故从平衡位置O到最大位置的时间是1s，故周期是有从B点到最大位置的时间t2T=4s；质点通过路程12cm所用时间为2s，是周期的一半，所以路程是振幅的2倍，故振幅A=12/2cm=6cm，故选B。
考点：简谐运动的周期和振幅2.一列横波沿x轴正方向传播，在t＝0时刻的波形曲线如图所示．已知这列波的质点P连续出现两次波峰的时间间隔为0.4 s，则()．A．这列波的波长为5 mB．这列波的传播速度为10 m/sC．当t＝0.7 s时，质点Q第一次到达波峰D．质点Q到达波峰时，质点P恰好到达波谷【答案】BC【解析】从波形图像可知此波的波长是4 m，根据题意可知周期为0.4 s，则波速为10 m/s；t ＝0时刻平衡位置在x＝2 m处的质点正处于波峰，因此，使质点Q第一次到达波峰所需经过的时间，即为波峰从x＝2 m处推进到x＝9 m处所需的时间为Δt＝s＝0.7 s；P、Q两质点相距8 m，即两个波长，当两者均已振动时，对平衡位置的位移总是相同的(包括大小和方向)．由以上分析可知，本题正确选项为B和C.3.卡车在水平路面上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物做简谐运动，则货物对车厢底板压力最小的时刻是( )A．货物通过平衡位置向上运动时B．货物通过平衡位置向下运动时C．货物向上达到最大位移时D．货物向下达到最大位移时【答案】C【解析】试题分析：根据当物体处于失重状态时，货物对车厢的压力大于超重状态时，当货物加速度向下时，处于失重状态，根据简谐振动规律可得当物体位于向上最大位移时，加速度向下最大，故此时货物对车厢的压力最小，故选C考点：考查了简谐振动点评：本题也可以根据简谐运动的特征：，以货物为研究对象，根据加速度的方向，由牛顿第二定律分析哪一点货物对车厢底板的压力小于货物的重力．4.一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是A．t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B．t2时刻摆球速度最大，振动方向沿x正方向C．t3时刻摆球速度为零，加速度最大，方向沿x负方向D．t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大【答案】D【解析】本题考查的是单摆的相关问题，根据振动图像，t1时刻摆球位移最大，悬线对它的拉力最小，A错误；t2时刻摆球速度最大，振动方向沿x负方向，B错误；t3时刻摆球速度为零，加速度最大，方向沿x正方向，C错误；t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大，D 正确；5.如图所示，一半径为R的圆弧形轨道固定在水平地面上，O为最低点，轨道末端A、B两点距离水平地面的高度分别为h和2h，h<<R。
2018-2019年高中物理人教版选修3-4《第十五章 相对论简介》《第三节 狭义相对论的其他结论》单元测试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》《第三节狭义相对论的其他结论》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.利用单摆测重力加速度的实验中，如果偏角小于5°，但测出的重力加速度的数值偏大，可能原因是( )A．振幅较小B．测摆长时，只量出摆线的长度，没有从悬挂点量到摆球中心C．数振动次数时，少计了一次D．数振动次数时，多计了一次【答案】D【解析】本题考查单摆测重力加速度。
，解得，从影响g值的表达式可见，振动次数偏大，导致测得的g值偏大，选项D正确.2.某单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，则以下说法正确的是（）A．t1时刻摆球速度最大，摆球向心加速度最大B．t2时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大C．t3时刻摆球速度为零，摆球所受回复力最大D．t4时刻摆球速度为零，摆球处于平衡状态【答案】BC【解析】时刻位移最大，说明摆球在最大位移处，速度为零，向心加速度为零，试题分析：由图读出t1时刻位移为零，说明摆球在平衡位置，摆球速度速度最大，悬线对它故A错误．由图读出t2时刻位移最大，说明摆球在最大位移处，回复力最大，的拉力最大．故B正确．由图读出t3故C正确．由图读出t时刻位移为零，说明摆球在平衡位置，摆球速度速度最大，悬线对它4的拉力最大．故D错误．考点：本题考查单摆运动．3.如图所示，一列机械波沿x轴传播，波速为16m/s，某时刻的图象如图，由图象可知( )A．这列波波长为16mB．这列波传播8m需2s时间C．x=4m处质点的振幅为0D．x=6m处质点即将向y轴正向运动【答案】D【解析】试题分析：由图像可知波长为8m，则周期为，选项A错误；由t=s/v可知选项B 错误；振幅指的是能够偏离平衡位置的最大距离，选项C错误；x=6m处质点即将向y轴正向运动，故选D考点：考查波动图像点评：本题难度较小，明确从波动图像中直接读出振幅、波长，再由波速、周期、波长的关系求解4.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。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》《第一节 相对论的诞生》综合测试试卷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》《第一节相对论的诞生》综合测试试卷【1】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________题号一二三四五六总分得分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评卷人得分一、选择题1.一弹簧振子的振动周期为0.25s，从振子由平衡位置向右运动时开始计时，则经过0.17s，振子的振动情况是（）A．正在向右做减速运动B．正在向右做加速运动C．正在向左做加速运动D．正在向左做减速运动【答案】D【解析】试题分析：由题意知t=0.17s处于和之间，即质点从平衡位置向左原理平衡位置振动，所以做减速运动，故选项D正确．考点：简谐运动．2.一列简谐横波在某一时刻的波形图如图所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为X＝1.5 m1＝4.5 m．P点的振动图象如图乙所示．和X2在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是 ( )【答案】BC【解析】试题分析：根据振动图像可判断周期，根据甲图可判断波长，PQ之间的距离，即振动步调相差，如果波是沿X轴正向传播，则Q在时的振动重复的是P在时的振动，对照选项B对。
如果波沿X轴负向传播，在P在时的振动重复的是Q在时的振动，对照选项C对。
考点：机械振动和机械波3.如图所示，小球从高处下落一段距离后到竖直放置下端固定的轻弹簧上，从小球接触弹簧开始至弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于机械能的叙述中正确的是：A．重力势能和动能之和一直减小B．重力势能和弹性势能之和一直增大C．动能和弹性势能之和保持不变D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变【答案】AD【解析】从小球接触弹簧开始至弹簧压缩到最短的整个过程中小球的动能与重力势能转化为弹簧的弹性势能，所以A正确，整个过程中重力和弹力做功，所以机械能守恒，故D正确4.对声波的各种现象，以下说法中正确的是A．在空房子里讲话，声音特别响，这是声音的共鸣现象B．绕正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，这是多普勒效应现象C．古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响，属于声波的共鸣现象D．把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，属于声波的衍射现象【答案】C【解析】在空房子里讲话，声音特别响，是声波的反射，A错误；绕正在发音的音叉为圆心走一圈，可以听到忽强忽弱的声音，是干涉现象，B错误；把耳朵贴在铁轨上可以听到远处的火车声，是声波在固体中传播比气体中快，D错误；古代某和尚房里挂着的磐常自鸣自响，属于声波的共鸣现象，C选项正确。
2019-2020学年高中物理人教版选修3-4同步作业与测评：第十五章 《相对论简介》单元测评 Word版含解析
第十五章 《相对论简介》单元测评本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题，共40分)一、选择题(1～6为单选，7～10为多选，每小题4分，共40分)1．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钟走得比地球上的钟快D．我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了答案 A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，B错误；再由相对论的基本原理可知，A正确，C、D错误。
2．如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭B是“追赶”光的；火箭A是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面的速度均为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为( )A．c＋v，c－v B．c，cC．c－v，c＋v D．无法确定答案 B解析 根据光速不变原理，观察者测出的光速都为c，故B正确。
m03．对于公式m＝，下列说法不正确的是( )1－(v c)2A．公式中的m0是物体以速度v运动时的质量B．当物体运动速度v＞0时，物体的质量m＞m0，即物体的质量改变了，但当v较小时，经典力学仍适用C．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D．通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化答案 A解析 公式中的m0是物体静止时的质量，A错误；在v远小于光速时，质量的变化不明显，经典力学依然成立，B、C、D正确。
故A正确。
4．用著名的公式E＝mc2(c是光速)，可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。
下面的哪种说法是正确的( )A．公式E＝mc2同样也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量B．公式E＝mc2适用于核反应堆中的核能，不适用于电池中的化学能C．公式E＝mc2不是普遍适用的D．以上说法均不对答案 A解析 质能关系式E＝mc2适用于任何类型的能量，当然也包括电池的能量，故A正确。
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第十五章相对论简介
一、选择题
1．下列说法正确的是( ) A．力学规律在任何参考系中都是相同的
B．在所有惯性系中物理规律都是相同的
C．在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同
D．牛顿运动定律在非惯性系中不变
2．下列说法正确的是( ) A．物理的基本规律在所有惯性系中都是等价的
B．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动都无关
C．在任何惯性系中，光在真空中沿任意方向的传播速度都相同
D．以上说法均不正确
3．有甲、乙两人，甲以5m/s的速度、乙以3m/s的速度都向东直线行走，则甲相对于乙的速度大小为( )
A．3m/s B．5m/s C．2m/s D．8m/s
4．设某人在以速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是( ) A．飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5c
B．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5c
C．在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是c
D．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c
5．甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子，同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子，则下列说法正确的是( )
A．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大
B．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小
C．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度大
D．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小
6．下列属于广义相对论结论的是( ) A．尺缩效应B．时间变慢
C．光线在引力场中弯曲D．物体运动时的质量比静止时大大
二、填空题
7．一长杆在车厢中静止，杆与车厢前进的方向平行，在车厢中测得杆长为1m，若车厢以
0.6c的速率行驶，则在地面上测得的杆长为____________
8．相对论是由物理学家_____________提出的，他还有个关于质量和能量的方程：_____________。
9．经典力学中认为时间和空间是____________的，而相对论认为时间和空间是____________的。
10．_____________原理是指在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是等价的；
_____________原理是指真空中的光速在不同的_____________参考系中都是相同的。
三、计算题
11．设想在人类的将来实现了恒星际航行，即将火箭发射到邻近的恒星上去，火箭相对于日心—恒星坐标系的速率为v=0.8c，火箭中静止放置长度为1m的杆，杆与火箭方向平行，求在日心—恒星坐标系中测得的杆长。
12．处于恒星际站上的观测者测得两个宇宙飞船以0.99c的速率沿相反方向离去，问自一火箭测得另一火箭的速率是多少？
13．1947年，在用乳胶研究高空宇宙射线时，发现了一种不稳定的基本粒子，称作介子，质量约为电子质量的273.27倍，它带有一个电子电量的正电荷或负电荷，称作π+或π-．若参考系中π±介子处于静止，它们的平均寿命为π=2.56×10-8s，设π±介子以0.9c 速率运动，求从实验室参考系观测到该粒子的平均寿命。
参考答案：1、B 2、A 3、C 4、CD 5、BD 6、C 7、0.8m 8、爱因斯坦，E＝mc29、绝对的，相对的10、相对论，光速不变，惯性11、0.6m 12、0.99995c 13、5.87×10-8s。