14 1有下列几种说法1两个相互作用的粒子系统对某一惯精
2024届湖南省永州市祁阳县高三上学期第二次模拟考试物理试题(基础必刷)

2024届湖南省永州市祁阳县高三上学期第二次模拟考试物理试题(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题避雷针是用来保护建筑物避免雷击的装置。
当雷云放电时,在避雷针顶端形成局部电场集中的空间,引导雷电向避雷针放电,将雷电流引入大地。
避雷针周围电场的等势面分布情况如图所示,在等势面中有A、B、C、D四点。
下列说法中正确的是( )A.C点场强小于B点场强B.AD连线中点的电势为8.5kVC.同一带负电的雨滴在C点的电势能小于在B点的电势能D.同一带负电的雨滴从C点移动到B点,电场力做负功第(2)题两个质量均匀的球形物体,两球心相距r时它们之间的万有引力为F。
若将两球的半径都加倍,两球心的距离也加倍,它们之间的作用力为( )A.2F B.4F C.8F D.16F第(3)题核污水中存在大量超标的放射性物质,比如铯的同位素,铯137的放射性会破坏人体的细胞和组织,引起放射性损伤,下列关于核污水中的放射性物质说法正确的是()A.若的半衰期为30.17年,则10个经过30.17年还剩5个B.发生衰变的方程为C.将置于大海深处,温度以及压强发生改变,则的半衰期发生改变D.会破坏人体的细胞和组织,这与衰变时释放的射线有关第(4)题天然放射性元素(钍)经过一系列衰变后变成(铅),下列说法正确的是( )A.衰变过程共有6次α衰变和5次β衰变B.有6个中子转变为质子C.的比结合能比的比结合能大D.在高温高压下可缩短的半衰期第(5)题2021年5月15日“天问一号”着陆器带着“祝融号”火星巡视车成功降落火星表面。
已知地球质量约为火星质量的10倍,地球半径约为火星半径的2倍,则地球表面的重力加速度约为火星表面的( )A.5倍B.2.5倍C.0.2倍D.0.4倍第(6)题如图所示,在做“力的平行四边形定则”实验中,橡皮条一端固定,另一端连接两根细绳,结点O在三个力、、作用处于静止状态,下列判断正确的是()A.B.C.D.第(7)题如图甲所示,导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动,产生的交变电动势的图像如图乙所示。
宁夏吴忠市2024高三冲刺(高考物理)苏教版真题(培优卷)完整试卷

宁夏吴忠市2024高三冲刺(高考物理)苏教版真题(培优卷)完整试卷一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题质量为m的物体放在地球表面,已知地球的质量为M、半径为R,万有引力常量为G。
则地球表面的重力加速度大小可表示为( )A.B.C.D.第(2)题用如图所示的光电管研究光电效应的实验中,用某种频率的单色光a照射光电管阴极K,电流计G的指针发生偏转。
而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时,电流计G的指针不发生偏转,那么( )A.a光的波长一定大于b光的波长B.增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C.用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD.只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大第(3)题关于物理学家及他们的科学贡献,下列说法中正确的是( )A.洛伦兹发现了磁场对电荷的作用规律,库仑发现了电场对电荷的作用规律B.普朗克提出了能量子观点,爱因斯坦发现光电子的能量是量子化的C.卢瑟福的原子模型指出了原子核的存在,玻尔的原子模型不能解释氨原子的光谱D.查德威克观察衰变现象发现了中子,居里夫妇发现了人工放射性第(4)题如图所示,质量分别为m A、m B的A、B两小球穿过一轻绳,且,并悬挂于光滑定滑轮两侧。
已知两小球与轻绳间的最大静摩擦力分别为fA、f B,且。
两小球由静止释放运动过程中,加速度为分别为a A、a B,绳中弹力大小为T,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
则( )A.B.C.D.第(5)题关于静电的危害和防止,下列说法中正确的是( )A.电视机的玻璃荧光屏表面经常有许多灰尘,这主要是因为电视机工作时屏表面温度较高而吸附灰尘B.在静电除尘中,主要利用静电把空气电离,除去烟气中的粉尘C.静电危害的较小,对生活,生产没有太大影响,所以不用太在意D.在油罐车上拖一根铁链是为了测量汽车速度如图所示,边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动,轴OO′垂直于磁感线,制成一台交流发电机,它与理想变压器的原线圈连接,变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2。
浙江省2024届高三全真演练物理选考综合测试卷(七)(基础必刷)

浙江省2024届高三全真演练物理选考综合测试卷(七)(基础必刷)学校:_______ 班级:__________姓名:_______ 考号:__________(满分:100分时间:75分钟)总分栏题号一二三四五六七总分得分评卷人得分一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示,AB、CD、DE为三个透明平板固定放置,AB水平,CD的倾角比DE的倾角大。
一束平行光竖直向下入射,下列干涉条纹的图像可能正确的是( )A.B.C.D.第(2)题在银河系中,有一半的恒星组成双星或多星系统,若某孤立双星系统绕连线上某点做圆周运动,周期为T,组成双星系统的A、B两个恒星间距离为L,A、B两个恒星的质量之比为2:1,如果若干年后双星间距离减小为kL(k小于1),A、B恒星的质量不变,则恒星A做圆周运动的加速度大小为( )A.B.C.D.第(3)题“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。
如图所示,劲度系数为的弹性轻绳的上端固定在点,拉长后将下端固定在体验者的身上,人再与固定在地面上的拉力传感器相连,传感器示数为1000N。
打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时速度最大。
已知长为,人与装备总质量(可视为质点)。
忽略空气阻力,重力加速度取。
下列说法正确的是()A.在B点时,弹性轻绳的拉力为零B.经过C点时,人处于超重状态C.弹性轻绳的劲度系数为D.打开扣环瞬间,人在A点的加速度大小为第(4)题核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源,在推动绿色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。
据统计,一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比,每年可以减少二氧化碳排放600多万吨,可见核能是减排效应较大的能源之一。
下列关于核反应的说法正确的是()A.重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量B.核反应堆中发生的核裂变方程为C.核裂变产生的一个原子核中有56个质子,88个中子D.的半衰期为7亿年,100个原子核经过7亿年还有50个没发生衰变第(5)题如图所示,圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场,P为磁场边界上的一点。
2020年高中物理竞赛习题十三:狭义相对论(Word版含解析)

高中物理竞赛习题十三:《狭义相对论》1 有下列几种说法:(1) 两个相互作用的粒子系统对某一惯性系满足动量守恒,对另一个惯性系来说,其动量不一定守恒;(2) 在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关;(3) 在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速率都相同.其中哪些说法是正确的? ( )(A) 只有(1)、(2)是正确的 (B) 只有(1)、(3)是正确的(C) 只有(2)、(3)是正确的 (D) 三种说法都是正确的分析与解 物理相对性原理和光速不变原理是相对论的基础.前者是理论基础,后者是实验基础.按照这两个原理,任何物理规律(含题述动量守恒定律)对某一惯性系成立,对另一惯性系也同样成立.而光在真空中的速度与光源频率和运动状态无关,从任何惯性系(相对光源静止还是运动)测得光速均为3×108 m·s -1 .迄今为止,还没有实验能推翻这一事实.由此可见,(2)(3)说法是正确的,故选(C).2 按照相对论的时空观,判断下列叙述中正确的是( )(A) 在一个惯性系中两个同时的事件,在另一惯性系中一定是同时事件(B) 在一个惯性系中两个同时的事件,在另一惯性系中一定是不同时事件(C) 在一个惯性系中两个同时又同地的事件,在另一惯性系中一定是同时同地事件(D) 在一个惯性系中两个同时不同地的事件,在另一惯性系中只可能同时不同地 (E) 在一个惯性系中两个同时不同地事件,在另一惯性系中只可能同地不同时分析与解 设在惯性系S中发生两个事件,其时间和空间间隔分别为Δt 和Δx ,按照洛伦兹坐标变换,在S′系中测得两事件时间和空间间隔分别为221ΔΔΔβx c t t --='v 和 21ΔΔΔβt x x --='v 讨论上述两式,可对题述几种说法的正确性予以判断:说法(A)(B)是不正确的,这是因为在一个惯性系(如S系)发生的同时(Δt =0)事件,在另一个惯性系(如S′系)中是否同时有两种可能,这取决于那两个事件在S 系中发生的地点是同地(Δx =0)还是不同地(Δx≠0).说法(D)(E)也是不正确的,由上述两式可知:在S系发生两个同时(Δt =0)不同地(Δx ≠0)事件,在S′系中一定是既不同时(Δt ′≠0)也不同地(Δx ′≠0),但是在S 系中的两个同时同地事件,在S′系中一定是同时同地的,故只有说法(C)正确.有兴趣的读者,可对上述两式详加讨论,以增加对相对论时空观的深入理解.3 有一细棒固定在S′系中,它与Ox ′轴的夹角θ′=60°,如果S′系以速度u 沿Ox 方向相对于S系运动,S系中观察者测得细棒与Ox 轴的夹角( )(A) 等于60° (B) 大于60° (C) 小于60°(D) 当S′系沿Ox 正方向运动时大于60°,而当S′系沿Ox 负方向运动时小于60°分析与解 按照相对论的长度收缩效应,静止于S′系的细棒在运动方向的分量(即Ox 轴方向)相对S系观察者来说将会缩短,而在垂直于运动方向上的分量不变,因此S系中观察者测得细棒与Ox 轴夹角将会大于60°,此结论与S′系相对S系沿Ox 轴正向还是负向运动无关.由此可见应选(C).4 一飞船的固有长度为L ,相对于地面以速度v 1 作匀速直线运动,从飞船中的后端向飞船中的前端的一个靶子发射一颗相对于飞船的速度为v 2 的子弹.在飞船上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是( ) (c 表示真空中光速) (A) 21v v +L (B) 12v -v L (C) 2v L (D) ()211/1c L v v - 分析与解 固有长度是指相对测量对象静止的观察者所测,则题中L 、v 2 以及所求时间间隔均为同一参考系(此处指飞船)中的三个相关物理量,求解时与相对论的时空观无关.故选(C).讨论 从地面测得的上述时间间隔为多少? 建议读者自己求解.注意此处要用到相对论时空观方面的规律了.5 设S′系以速率v =0.60c 相对于S系沿xx′轴运动,且在t =t ′=0时,x =x ′=0.(1)若有一事件,在S系中发生于t =2.0×10-7s,x =50m 处,该事件在S′系中发生于何时刻?(2)如有另一事件发生于S系中t =3.0×10-7 s,x =10m 处,在S′系中测得这两个事件的时间间隔为多少?分析 在相对论中,可用一组时空坐标(x ,y ,z ,t )表示一个事件.因此,本题可直接利用洛伦兹变换把两事件从S系变换到S′系中.解 (1) 由洛伦兹变换可得S′系的观察者测得第一事件发生的时刻为s 1025.1/1721211-⨯=--='c x c t t 2v v (2) 同理,第二个事件发生的时刻为s 105.3/1722222-⨯=--='c x c t t 2v v 所以,在S′系中两事件的时间间隔为s 1025.2Δ712-⨯='-'='t t t 6 设有两个参考系S 和S′,它们的原点在t =0和t ′=0时重合在一起.有一事件,在S′系中发生在t ′=8.0×10-8s ,x ′=60m ,y ′=0,z ′=0处,若S′系相对于S系以速率v =0.6c 沿xx′轴运动,问该事件在S系中的时空坐标各为多少?分析 本题可直接由洛伦兹逆变换将该事件从S′系转换到S系.解 由洛伦兹逆变换得该事件在S 系的时空坐标分别为 m 93/12=-'+'=c t x x 2v vy =y′=0z =z′=0s 105.2/1722-⨯=-'+'=c x c t t 2v v 7 一列火车长0.30 km(火车上观察者测得),以100 km·h -1 的速度行驶,地面上观察者发现有两个闪电同时击中火车的前后两端.问火车上的观察者测得两闪电击中火车前后两端的时间间隔为多少?分析 首先应确定参考系,如设地面为S系,火车为S′系,把两闪电击中火车前后端视为两个事件(即两组不同的时空坐标).地面观察者看到两闪电同时击中,即两闪电在S系中的时间间隔Δt =t 2-t 1=0.火车的长度是相对火车静止的观察者测得的长度(注:物体长度在不指明观察者的情况下,均指相对其静止参考系测得的长度),即两事件在S′系中的空间间隔Δx ′=x ′2 -x ′1=0.30×103m.S′系相对S系的速度即为火车速度(对初学者来说,完成上述基本分析是十分必要的).由洛伦兹变换可得两事件时间间隔之间的关系式为()()21221212/1cx x c t t t t 2v v -'-'+'-'=- (1) ()()21221212/1c x x c t t t t 2v v ----='-' (2) 将已知条件代入式(1)可直接解得结果.也可利用式(2)求解,此时应注意,式中12x x -为地面观察者测得两事件的空间间隔,即S系中测得的火车长度,而不是火车原长.根据相对论,运动物体(火车)有长度收缩效应,即()21212/1c x x x x 2v -'-'=-.考虑这一关系方可利用式(2)求解.解1 根据分析,由式(1)可得火车(S′系)上的观察者测得两闪电击中火车前后端的时间间隔为()s 1026.91412212-⨯-='-'='-'x x ct t v 负号说明火车上的观察者测得闪电先击中车头x ′2 处.解2 根据分析,把关系式()21212/1c x x x x 2v -'-'=- 代入式(2)亦可得 与解1相同的结果.相比之下解1较简便,这是因为解1中直接利用了12x x '-'=0.30 km 这一已知条件.8 在惯性系S中,某事件A 发生在x 1处,经过2.0 ×10-6s后,另一事件B 发生在x 2处,已知x 2-x 1=300 m.问:(1) 能否找到一个相对S系作匀速直线运动的参考系S′,在S′系中,两事件发生在同一地点?(2) 在S′系中,上述两事件的时间间隔为多少?分析 在相对论中,从不同惯性系测得两事件的空间间隔和时间间隔有可能是不同的.它与两惯性系之间的相对速度有关.设惯性系S′以速度v 相对S系沿x 轴正向运动,因在S 系中两事件的时空坐标已知,由洛伦兹时空变换式,可得 ()()2121212/1c t t x x x x 2v v ----='-' (1) ()()2121212/1c x x t t t t 22v c v ----='-' (2)两事件在S′系中发生在同一地点,即x ′2-x ′1=0,代入式(1)可求出v 值以此作匀速直线运动的S′系,即为所寻找的参考系.然后由式(2)可得两事件在S′系中的时间间隔.对于本题第二问,也可从相对论时间延缓效应来分析.因为如果两事件在S′系中发生在同一地点,则Δt ′为固有时间间隔(原时),由时间延缓效应关系式2/1ΔΔc t t 2v -='可直接求得结果.解 (1) 令x ′2-x ′1=0,由式(1)可得c t t x 50.0s m 1050.11-8121=⋅⨯=--=2x v (2) 将v 值代入式(2),可得()()()s 1073.1/1/162122121212-⨯=--=----='-'c t t c x x t t t t 222v v c v这表明在S′系中事件A 先发生.9 设在正负电子对撞机中,电子和正电子以速度0.90c 相向飞行,它们之间的相对速度为多少?分析 设对撞机为S系,沿x 轴正向飞行的正电子为S′系.S′系相对S系的速度v =0.90c ,则另一电子相对S系速度u x =-0.90c ,该电子相对S′系(即沿x 轴正向飞行的电子)的速度u′x 即为题中所求的相对速度.在明确题目所述已知条件及所求量的物理含义后,即可利用洛伦兹速度变换式进行求解.解 按分析中所选参考系,电子相对S′系的速度为c u cu u u x x x x 994.012-=-'-='v 式中负号表示该电子沿x′轴负向飞行,正好与正电子相向飞行.讨论 若按照伽利略速度变换,它们之间的相对速度为多少?10 设想有一粒子以0.050c 的速率相对实验室参考系运动.此粒子衰变时发射一个电子,电子的速率为0.80c ,电子速度的方向与粒子运动方向相同.试求电子相对实验室参考系的速度.分析 这是相对论的速度变换问题.取实验室为S系,运动粒子为S′系,则S′系相对S系的速度v =0.050c .题中所给的电子速率是电子相对衰变粒子的速率,故u′x =0.80c .解 根据分析,由洛伦兹速度逆变换式可得电子相对S系的速度为c u cu u x x x 817.012='-+'=v v 11 设在宇航飞船中的观察者测得脱离它而去的航天器相对它的速度为1.2×108m·s-1 i .同时,航天器发射一枚空间火箭,航天器中的观察者测得此火箭相对它的速度为1.0×108m·s-1 i .问:(1) 此火箭相对宇航飞船的速度为多少? (2) 如果以激光光束来替代空间火箭,此激光光束相对宇航飞船的速度又为多少? 请将上述结果与伽利略速度变换所得结果相比较,并理解光速是运动体的极限速度.分析 该题仍是相对论速度变换问题.(2)中用激光束来替代火箭,其区别在于激光束是以光速c 相对航天器运动,因此其速度变换结果应该与光速不变原理相一致.解 设宇航飞船为S系, 航天器为S′系, 则S′系相对S系的速度v =1.2 ×108m·s-1 ,空间火箭相对航天器的速度为u ′x =1.0×108m·s-1,激光束相对航天器的速度为光速c .由洛伦兹变换可得:(1) 空间火箭相对S 系的速度为 1-82s m 1094.11⋅⨯='++'=x x x u cu u v v (2) 激光束相对S 系的速度为 c c c c u x =++=21v v 即激光束相对宇航飞船的速度仍为光速c ,这是光速不变原理所预料的.如用伽利略变换,则有u x =c +v >c .这表明对伽利略变换而言,运动物体没有极限速度,但对相对论的洛伦兹变换来说,光速是运动物体的极限速度.12 以速度v 沿x 方向运动的粒子,在y 方向上发射一光子,求地面观察者所测得光子的速度.分析 设地面为S系,运动粒子为S′系.与上题不同之处在于,光子的运动方向与粒子运动方向不一致,因此应先求出光子相对S系速度u 的分量u x 、u y 和u z ,然后才能求u 的大小和方向.根据所设参考系,光子相对S′系的速度分量分别为u ′x =0,u ′y =c ,u ′z =0.解 由洛伦兹速度的逆变换式可得光子相对S系的速度分量分别为v v v ='++'=x x x u cu u 21222/11/1c c u cc u u x y y 22v v v -='+-'= 0=z u所以,光子相对S系速度u 的大小为c u u u u z y x =++=222速度u 与x 轴的夹角为vv 22arctan arctan -==c u u θx y 讨论 地面观察者所测得光子的速度仍为c ,这也是光速不变原理的必然结果.但在不同惯性参考系中其速度的方向却发生了变化.13 在惯性系S 中观察到有两个事件发生在同一地点,其时间间隔为4.0 s ,从另一惯性系S′中观察到这两个事件的时间间隔为6.0 s ,试问从S′系测量到这两个事件的空间间隔是多少? 设S′系以恒定速率相对S系沿xx′轴运动.分析 这是相对论中同地不同时的两事件的时空转换问题.可以根据时间延缓效应的关系式先求出S′系相对S 系的运动速度v ,进而得到两事件在S′系中的空间间隔Δx′=v Δt′(由洛伦兹时空变换同样可得到此结果).解 由题意知在S系中的时间间隔为固有的,即Δt =4.0s,而Δt′=6.0 s.根据时间延缓效应的关系式2/1ΔΔc tt 2v -=',可得S′系相对S系的速度为c t t c 35ΔΔ12=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛'-=v 两事件在S′系中的空间间隔为m 1034.1ΔΔ9⨯='='t x v14 在惯性系S中, 有两个事件同时发生在xx′轴上相距为1.0×103m 的两处,从惯性系S′观测到这两个事件相距为2.0×103m ,试问由S′系测得此两事件的时间间隔为多少?分析 这是同时不同地的两事件之间的时空转换问题.由于本题未给出S′系相对S 系的速度v ,故可由不同参考系中两事件空间间隔之间的关系求得v ,再由两事件时间间隔的关系求出两事件在S′系中的时间间隔.解 设此两事件在S系中的时空坐标为(x 1 ,0,0,t 1)和(x 2 ,0,0,t 2 ),且有x 2 -x 1 =1.0×103m , t 2 -t 1 =0.而在S′系中, 此两事件的时空坐标为(x′1 ,0,0,t′1 )和(x′2 ,0,0,t′2 ),且|x′2 -x′1| =2.0×103m ,根据洛伦兹变换,有 ()()2121212/1c t t x x x x 2v v ----='-' (1) ()()2121212/1c x x t t t t 22v c v ----='-' (2)由式(1)可得 ()()c x x x x c 231212212=⎥⎦⎤⎢⎣⎡'-'--=v 将v 值代入式(2),可得s 1077.5612-⨯='-'t t 15 若从一惯性系中测得宇宙飞船的长度为其固有长度的一半,试问宇宙飞船相对此惯性系的速度为多少? (以光速c 表示)解 设宇宙飞船的固有长度为l 0 ,它相对于惯性系的速率为v ,而从此惯性系测得宇宙飞船的长度为2/0l ,根据洛伦兹长度收缩公式,有200/12/c l l 2v -=可解得v =0.866 c16 一固有长度为4.0 m 的物体,若以速率0.60c 沿x 轴相对某惯性系运动,试问从该惯性系来测量,此物体的长度为多少?解 由洛伦兹长度收缩公式m 2.3/120=-=c l l 2v17 若一电子的总能量为5.0MeV ,求该电子的静能、动能、动量和速率.分析 粒子静能E 0是指粒子在相对静止的参考系中的能量,200c m E =,式中为粒子在相对静止的参考系中的质量.就确定粒子来说,E 0 和m 0均为常数(对于电子,有m 0 =9.1 ×10-31kg,E 0=0.512 MeV).本题中由于电子总能量E >E 0 ,因此,该电子相对观察者所在的参考系还应具有动能,也就具有相应的动量和速率.由相对论动能定义、动量与能量关系式以及质能关系式,即可解出结果.解 电子静能为 MeV 512.0200==c m E电子动能为 Ek =E -E 0 =4.488 MeV由20222E c p E +=,得电子动量为 ()1-21202s m kg 1066.21⋅⋅⨯=-=-E E c p 由2201c vE E -=可得电子速率为c E E c 995.01220=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=v 18 一被加速器加速的电子,其能量为3.00 ×109eV.试问:(1) 这个电子的质量是其静质量的多少倍? (2) 这个电子的速率为多少?解 (1) 由相对论质能关系2mc E =和200c m E =可得电子的动质量m 与静质量m 0之比为320001086.5⨯===cm E E E m m (2) 由相对论质速关系式2201c vm m -=可解得c m m c 985999999.01220=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=v 可见此时的电子速率已十分接近光速了.19 在电子偶的湮没过程中,一个电子和一个正电子相碰撞而消失,并产生电磁辐射.假定正负电子在湮没前均静止,由此估算辐射的总能量E .分析 在相对论中,粒子的相互作用过程仍满足能量守恒定律,因此辐射总能量应等于电子偶湮没前两电子总能之和.按题意电子偶湮没前的总能只是它们的静能之和.解 由分析可知,辐射总能量为MeV 1.02J 1064.121320=⨯==-c m E20 如果将电子由静止加速到速率为0.10c ,需对它作多少功? 如将电子由速率为0.80c 加速到0.90c ,又需对它作多少功?分析 在相对论力学中,动能定理仍然成立,即12ΔΔk k k E E E W -==,但需注意动能E k 不能用2v m 21表示. 解 由相对论性的动能表达式和质速关系可得当电子速率从1v 增加到2v 时,电子动能的增量为()()⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=---=-=2212222020212022121111Δc v c v c m c m c m c m c m E E E k k k根据动能定理,当v 1=0,v 2=0.10c 时,外力所作的功为 eV 1058.2Δ3⨯==k E W当v 1=0.80 c ,v 2=0.90 c 时,外力所作的功为eV 1021.3Δ5⨯='='kE W 由计算结果可知,虽然同样将速率提高0.1 c ,但后者所作的功比前者要大得多,这是因为随着速率的增大,电子的质量也增大.。
14-1有下列几种说法(1)两个相互作用的粒子系统对某一惯(精)

S系
y
S 系
y
事件1
x
事件2
u
S系 S 系
x1, t1 x1, t1
x2, t2 , t2 x2
o
z
z
o
x
第十四章 相对论
14
第十四章 习题
u u 由洛仑兹变换: t1 t1 c 2 x1 ; t2 t2 c 2 x2
o
z
z
o
x
x1/ x1 ut1
/ 2
/ x / x2 x1/ x2 x1 u t 2 t1 x ut
x x2 ut2
第十四章 相对论
5
第十四章 习题
不同惯性系中观察者时空观念的关联
事件
s系
I ( x1 , t1 ) II ( x2 , t2 )
/ x / x2 x1/ x2 x1 u t 2 t1 x ut
若x 0,t 0,在S系中两事件同时同地发 生, 则得到:x / 0,这两个事件在 S / 系中也同地发生。 综上,在一个惯性系中 同时同地发生的两个事 件在 另一个惯性系中也是同 时同地发生的。 其余说法代进公式中讨 论都不成立,故选 C。
(2)由质量公式有: m m0
1 u 1 2 c
2
m0
2 2 m0 u 2 m0 u 2 m0 1 2 1 2 2 u c 1 2 0.999999985 c c m c m m
第十四章 相对论
18
第十四章 习题
14-24 如果将电子由静止加速到速率为0.10c,需对它 作多少功?如将电子由速率为0.8c加速到0.9c,又需对它作 多少功?
2025年高考物理一轮复习(新人教版)第7章第2讲 动量守恒定律及应用

碰撞问题
梳理 必备知识
1.碰撞 碰撞是指物体间的相互作用持续时间很短,而物体间相互作用力 很大 的 现象. 2.特点 在碰撞现象中,一般都满足内力 远大于 外力,可认为相互碰撞的系统 动量守恒.
3.分类
弹性碰撞 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞
动量是否守恒 守恒 _守__恒__ 守恒
机械能是否守恒 _守__恒__ 有损失
相对性 各物体的速度必须是相对同一参考系的速度(一般是相对于地面)
动量是一个瞬时量,表达式中的p1、p2、…应是系统中各物体 同时性 在相互作用前同一时刻的动量,p1′、p2′、…应是系统中各
物体在相互作用后同一时刻的动量
系统性
研究的对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
动量守恒定律不仅适用于低速宏观物体组成的系统,还适用 普适性
2.反冲运动的三点说明 作用 反冲运动是系统内两物体之间的作用力和反作用力产生的效果 原理 动量 反冲运动中系统不受外力或内力 远大于 外力,所以反冲运动 守恒 遵循动量守恒定律 机械能 反冲运动中,由于有其他形式的能转化为机械能,所以系统的 增加 总机械能增加
判断 正误
1.发射炮弹,炮身后退;园林喷灌装置一边喷水一边旋转均属于
考向2 反冲运动
例5 (2023·河南省模拟)发射导弹过程可以简化为:将静止的质量为
M(含燃料)的导弹点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下 喷出质量为m的炽热气体,忽略喷气过程中重力和空气阻力的影响,则
喷气结束时导弹获得的速度大小是
A.Mm v0
B.Mm v0
M C.M-m v0
√m
爆炸、反冲运动和人船模型
梳理 必备知识
1.爆炸现象的三个规律 动量 爆炸物体间的相互作用力远远大于受到的外力,所以在爆炸过 守恒 程中,系统的总动量_守__恒__ 动能 在爆炸过程中,有其他形式的能量(如化学能)转化为机械能, 增加 所以系统的机械能增加 位置 爆炸的时间极短,因而作用过程中物体产生的位移 很小 ,可 不变 以认为爆炸后各部分仍然从爆炸前的位置以新的动量开始运动
2023届四川省名校高三下学期高考仿真测试理综物理核心考点试题(五)(基础必刷)

2023届四川省名校高三下学期高考仿真测试理综物理核心考点试题(五)(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示,倾角为的光滑斜面固定在水平面上,一根劲度系数为的轻质弹簧下端固定于斜面底部,上端放一个质量为的小物块,与弹簧间不拴接,开始时静止于点。
质量也为的小物块从斜面上点由静止释放,与发生正碰后立即粘在一起成为组合体,组合体在以后的运动过程中恰好不离开弹簧。
已知弹簧的弹性势能与其形变量的关系为,重力加速度为,弹簧始终未超出弹性限度。
则之间的距离是()A.B.C.D.第(2)题铝26是天体物理研究中最为重要的放射性核索之一,银河系中存在大量铝26,它可以通过放射性衰变提供足够的能量,以产生具有内部分层的行星体,其衰变方程为以下说法正确的是()A.中的中子个数为12B.衰变前的质量与衰变后和的总质量相等C.10个量经过一个半衰期可能还剩6个没衰变D.在高温环境中的衰变会加快第(3)题在做光电效应的实验时,某金属被光照射发生了光电效应,实验测得光电子的最大动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示,由实验图线不能求出( )A.该金属的极限频率和极限波长B.普朗克常量C.该金属的逸出功D.单位时间逸出的光电子数第(4)题下列哪些措施是为了防止静电产生的危害( )A.在高大的建筑物顶确装上避雷针B.在高大的烟囱中安装静电除尘器C.静电复印D.静电喷漆第(5)题下列关于光的现象说法正确的是( )A.水面上漂着的油膜呈彩色,是光的折射现象B.相机镜头上的增透膜,利用了光的偏振C.泊松亮斑现象是光的衍射现象,说明光具有波动性D.雨后天空出现的彩虹,是光的干涉现象第(6)题元代《王桢农书》记载了戽斗,它是一种小型的人力提水灌田农具,形状像斗,两边绳,靠两人拉绳牵斗取水。
如图所示,忽略绳子质量,戽斗处于平衡状态时,两人站得越远,则( )A.两边绳子对戽斗的合力越大B.两边绳子对戽斗的合力越小C.人对每边绳子的拉力越小D.人对每边绳子的拉力越大第(7)题如图所示,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动,穿过线圈的磁通量φ随时间t按正弦规律变化的图像如图所示,线圈转动周期为T,线圈产生的电动势的最大值为E m。
2024-2025学年高二物理选择性必修第一册(配粤教版)课件第1章第3节第1课时动量守恒定律

普适性
接近光速运动的微观粒子组成的系统
ห้องสมุดไป่ตู้
典例剖析
【例题1】 (多选)如图所示,A、B两物体质量之比mA∶mB=3∶2,原来静止
在平板车C上,A、B间有一根被压缩的弹簧,地面光滑,当两物体被同时释
放后,下列说法正确的是( BCD )
A.若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同,
为零,故动量不守恒;小球、弹簧和小车组成的系统在整个过程中只有重力
和弹力做功,故系统机械能守恒;小球从静止弹射到落地前的过程中系统所
受合外力不为零,故动量不守恒,C正确,A、B、D错误.
探究点二
动量守恒定律的应用
导学探究
某路段发生了一起交通事故,一辆质量为1 500 kg向南行驶的长途客车迎
面撞上了一辆质量为3 000 kg向北行驶的卡车,撞后两车连在一起,并向南
撞、爆炸等现象中,系统的动量可看成近似守恒.
(4)单方向的动量守恒条件:系统受到的外力总的来看不符合以上三条中的
任意一条,则系统的总动量不守恒,但是,若系统在某一方向上符合以上三
条中的某一条,则系统在该方向上动量守恒.
2.动量守恒定律的“五性”
五性 具体内容
系统性 研究对象是相互作用的两个或多个物体组成的系统
答案 (1)1 m/s
方向向右
(2)0.5 m/s
方向向右
解析 两个小车及磁体组成的系统在水平方向不受外力作用,两车之间的磁
力是系统内力,系统动量守恒,设向右为正方向.
(1)v甲=3 m/s,v乙=-2 m/s
据动量守恒定律得mv甲+mv乙=mv甲'
代入数据解得v甲'=v甲+v乙=(3-2) m/s=1 m/s,方向向右.
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第十四章 相对论
2
第十四章 习题
14-2 按照相对论的时空观,判断下列叙述中正确的是( ) (A)在一个惯性系中,两个同时的事件,在另一个惯性系中 一定是同时事件 (B)在一个惯性系中,两个同时的事件,在另一个惯性系中 一定是不同时事件 (C)在一个惯性系中,两个同时又同地的事件,在另一个惯 性系中一定是同时同地事件 (D)在一个惯性系中,两个同时不同地的事件,在另一个惯 性系中只可能同时不同地 (E)在一个惯性系中,两个同时不同地的事件,在另一个惯 性系中只可能同地不同时
14 ? 6:设有两个参考系 S和S/,它们的原点在 t ? 0和t / ? 0时重合在 一起,有一事件,在 S /系中发生在 t / ? 8? 10?8 s,x/ ? 60m,y/ ? 0, z/ ? 0处,若S/系相对于S系以速度v ? 0.6c沿xx/轴运动,问该事件在 S系中的时空坐标为多少 ?
第十四章 习题
14-1 有下列几种说法 (1)两个相互作用的粒子系统对某一惯性系满足动量守恒,对 另一个惯性系来说,其动量不一定守恒; (2)在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关; (3)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速度都 相同。 上述说法中正确的是( ) (A)只有(1)(2)是正确的 (B)只有(1)(3)是正确的 (C)只有(2)(3)是正确的 (D)3种说法都是正确的
(D)
.
v1 1 ? v12 c2
答案 (C)
题目中的 L、v2以及所求的时间间隔均 为同一参考系(即飞船 )
中的三个相关物理量, 求解时与相对论的时空 观无关,相对论
的时空观是指不同惯性 系之间的时空关联。
如果改为计算地面上测 到的时间间隔则需要用 到相对论的时空
规律了。
第十四章 相对论
10
第十四章 习题
第十四章 相对论
8
Hale Waihona Puke y y? ? u第十四章 习题
? / ? 600
o o?
x x?
tan? /
?
tan 600
?
? y/ ? x/
tan? ? ? y
?x 沿x轴运动,则? y ? ? y/,? x ? ? x(/ 尺缩效应)
tan? ? tan 600 ? ? ? 600
第十四章 相对论
9
第十四章 习题
? x/ ? x2/ ? x1/ ? ? ??x2 ? x1 ?? u?t2 ? t1 ??? ? ?? x ? u? t ?
若? x ? 0,? t ? 0,在S系中两事件同时同地发生,
则得到:? x/ ? 0,这两个事件在S/系中也同地发生。 综上,在一个惯性系中同时同地发生的两个事件在
另一个惯性系中也是同时同地发生的。
答案: C
第十四章 相对论
3
第十四章 习题
S系
y
o z
S ?系
y? ? u
o? z?
事件1
x? S系 x S?系
xt 1, 1
x?t? 1, 1
事件2
xt 2, 2
x?t? 2, 2
由洛仑兹变换:
t1??
? ???t1
?
u c2
x 1
?? ?
;
t2??
? ???t2
?
u c2
x 2
?? ?
? t??
t?? 2
t?? 1
? ????t2
?
t ?? 1
u c2
?x 2
?
x 1
????
?
?(? t
?
u c2
? x)
第十四章 相对论
4
第十四章 习题
S
系
y
o z
S ?系
y? ? u
o? z?
事件1
x? S系 x S?系
xt 1, 1
x?t? 1, 1
事件2
xt 2, 2
x?t? 2, 2
x1/ ? ? ?x1 ? ut1 ? x2/ ? ? ?x2 ? ut2 ?
? x/ ? x2/ ? x1/ ? ? ??x2 ? x1?? u?t2 ? t1??? ? ?? x ? u? t ?
第十四章 相对论
5
第十四章 习题
不同惯性系中观察者时空观念的关联
事件
s 系 I (x1, t1)
II (x2, t2 )
s?系
I (x1?, t1?) II (x2?, t2?)
答案: C
第十四章 相对论
1
第十四章 习题
狭义相对论的两个基本 原理: (1)相对性原理:物理定 律在所有惯性系中都具 有相同的表
达形式,即所有的惯性 系对运动的描述都是等 效的。 (2)光速不变原理:真空 中的光速是常量,它与 光源或观测
者的运动无关,即不依 赖于惯性系的选择。 按照这两个原理,任何 物理规律(当然也包括 动量守恒定律) 对某一惯性系成立,对 另一惯性系也同样成立 。而光在真空 中的速度与光源频率和 运动状态无关,按照电 磁学理论,真 空中的光速 c ? 1 ,在任何惯性系中都是 一样的。
x ? ? ?x ? ? u t ?? x ? ? ? ?x ? ut ?
变换
t?
? ?? t ? ?
?
u c2
x ??? ?
t??
? ?? t ?
?
u c2
x ?? ?
事件空 间间隔
? x ? ? (? x?? u? t?)
? x?? ? (? x ? u? t)
事件时 间间隔
?t
?
? (? t??
u c2
? x?)
? t??
? (? t
?
u c2
? x)
注意:? ? 1
第十四章 相对论
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第十四章 习题
?
t??
t2? ?
t1? ?
? ????t2
?
t1 ??
u c2
?x2
?
x1 ????
?
? (?
t
?
u c2
?
x)
若? t ? 0,? x ? 0,即在S系中两事件同时同地发生,
则得到:? t?? 0,这两个时间在S /系中同时发生。
其余说法代进公式中讨 论都不成立,故选 C。
第十四章 相对论
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第十四章 习题
14-3 有一细棒固定在s ?系中,它与 Ox′轴的夹角为60o,如果s ?系以速度u
沿Ox方向相对于S系运动,S系中观察 者测得细棒与Ox轴的夹角( ) . (A)等于60o (B)大于60o
(C) 小于60o
答案: B
14-4 一飞船的固有长度为 L ,相对于地面匀速直线运
动的速率为 v1 ,从飞船中的后端向飞船中的前端的一个靶子 发射子弹,子弹相对于飞船的速率为v2 ,在飞船上测得子
弹从射出到击中靶的时间间隔是( )(c表示真空中光速)
L
( A)
;
v1 ? v2
L ; ( B)
v2 ? v1
L (C) ;
v2
L
S
系
y
S ?系
y? ?
u
x?
o
o?
x
z
z?
第十四章 相对论
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第十四章 习题
解:本题可直接使用洛 仑兹逆变换公式计算:
该事件在 S系的时空坐标分别是: