高二物理上册课堂对点演练检测试题43

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分；每小题给出的四个选项中，有的有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对得3分，选对但不全得2分，有选错的得0分)1．已知某玻璃对蓝光的折射率比对红光的折射率大，则这两种光()．A．在该玻璃中传播时，蓝光的速度较大B．以相同的入射角从空气斜射入该玻璃中，蓝光折射角较大C．从该玻璃中射入空气发生全反射时，红光临界角较大D．用同一装置进行双缝干涉实验，蓝光的相邻条纹间距较大解析在同一种玻璃中，红光的折射率小于蓝光的折射率，由v＝cn可知，蓝光在该玻璃中的传播速度小于红光，选项A错误；两种光的入射角相同，由sin r＝sin in可知，蓝光的折射角小于红光的折射角，选项B错误；由sin C＝1n可知，红光的临界角大于蓝光的临界角，选项C正确；由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长较长，由干涉条纹间距公式Δx＝ldλ可知，红光的干涉条纹间距较大，选项D错误．答案 C2．如图1所示，用单色光A做双缝干涉实验时，P处为第二条暗纹的中点，改用频率较低的单色光B重做实验，若其他条件不变，则()．图1A ．第二条暗纹中点仍在P 点B ．第二条暗纹中点在P 点上方C ．中央亮纹的宽度变小，亮纹中点仍在O 点D ．中央亮纹的宽度变大，亮纹中点在O 点上方解析 由λ＝c f 和Δx ＝l d λ可知B 正确．不论波长如何变化，中央亮纹的中点仍在O 点．答案 B3．用如图2所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立的且附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )．图2A ．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B ．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C ．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D ．干涉条纹保持原来状态不变解析 金属丝圈的转动，改变不了肥皂液薄膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，D项对．答案 D4．如图3所示是单色光双缝干涉实验某一时刻的波形图，实线表示波峰，虚线表示波谷．在此时刻，介质中A点为波峰相叠加点，B点为波谷相叠加点，A、B连线上的C点为某中间状态相叠加点．D、E为波峰与波谷的叠加点，如果把屏分别放在A、B、C、D、E五个位置，那么()．图3A．A、B、C三个位置都出现亮条纹B．C位置处出现暗条纹C．C位置出现亮条纹或暗条纹要由其他条件决定D．D、E位置出现暗条纹解析在干涉现象中，所谓“振动加强的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相同，该点的振幅是两列波的振幅之和，而不要理解为该点始终处于波峰或波谷，在某些时刻它也可以位于平衡位置(如图中C点)．所谓“振动减弱的点”是指两列波在该点引起的振动方向总是相反的，该点的振幅是两列波的振幅之差，如果两列波的振幅相同，则该点始终在平衡位置．对光波而言，该点是完全暗的．本题中，A、B、C连线上所有的点到缝S1、S2的距离相等，所以A、B、C 三点都是振动加强的点，屏上对应出现的都是亮条纹．D、E是波峰与波谷相叠的点，到S1、S2的距离为半个波长的奇数倍，所以屏上对应出现暗条纹．答案AD5．如图4所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直．在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是()．图4A．反射光束1消失B．透射光束2消失C．反射光束1和透射光束2都消失D．偏振片P以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2消失解析自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的偏振方向与纸面垂直，折射光的偏振方向与纸面平行．因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时，因反射光垂直于纸面，则反射光束1消失，A正确，B、C均错误；偏振片P转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确．答案AD6．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是()．A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图像是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象解析A项是利用薄膜干涉的原理，错误；B项，用三棱镜观察白光看到的彩色图样，是由于三棱镜对不同频率的光折射率不同而形成的色散现象，错误；C项，在光导纤维束内传送图像是利用光的全反射原理，错误；D项，光学镜头上的增透膜是利用了薄膜干涉的原理，正确．答案 D7．关于衍射，下列说法中正确的是()．A．干涉现象中条纹的出现是光衍射叠加后产生的结果B．双缝干涉中也存在衍射现象C．一切波都很容易发生明显的衍射现象D．影的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实解析干涉图样是很复杂的光波的叠加现象，双缝干涉中光通过两个狭缝时均发生衍射现象．一切波都能发生衍射，但要发生明显的衍射，需要满足障碍物的尺寸小于或相当于波长的条件．故A、B对．当障碍物的尺寸远大于波的波长时，光波就不能发生明显的衍射现象，更多地表现为光的直线传播，在障碍物的背后，就留下了光达不到的暗区，这就是所谓的影．所以，影的形成并没有否定光的衍射，只是光对尺寸较大的障碍物来说没有产生明显的衍射而已．所以D项错误．只有在障碍物的尺寸可以跟光的波长相比，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才十分明显．故C项错误．答案AB8．光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是()．A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析由光的偏振现象的知识可知A、B、C均反映了光的偏振特性，只有D选项是利用手指间的狭缝去观察光的衍射现象，故选D.答案 D9．关于激光的应用问题，下列说法中不正确的是()．A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中进行传递信息B．计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有相干性的特点来进行的C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光强度大的特点D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点解析由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用激光的相干性，A错误，计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行性好，选项B 错误．医疗中的激光“光刀”利用了激光的强度大的特点，C正确．激光测距利用的是激光的平行性，D错误．答案ABD10．竖直的肥皂膜在单色光的照射下，表面会形成明暗相间的条纹，下列说法中正确的是()．A．干涉条纹基本上是竖直的B．干涉条纹基本上是水平的C．干涉条纹的产生是由于光在肥皂膜前后表面上反射的两列波叠加的结果D．干涉条纹是彩色的解析 薄膜干涉条纹的产生是薄膜的前表面与后表面反射来的光发生干涉所产生的，同一明条纹或同一暗条纹应出现在膜的厚度相同的地方，膜非常薄，条纹基本是水平的，由于光是单色光，不会发生色散，故选B 、C. 答案 BC二、非选择题(本题共4小题，共50分)11．(10分)(1)为了减少玻璃表面光的反射损失，在玻璃表面上涂一层折射率为n＝54的增透膜，设入射光波长λ＝700 nm ，为了使这种波长的反射光能最大限度地被减弱，所涂薄膜的最小厚度是________nm.图5(2)如图5-所示，实线表示两个相干光源S 1、S 2发出光的波峰位置，则对于图中的a 、b 两点，________点为振动加强的位置，________点为振动减弱的位置．解析 (1)题中求的是所涂薄膜的最小厚度，它应为光在其中波长的14.光在其中波长λ0＝45λ，所以最小厚度d ＝14λ0＝15λ＝7005 nm ＝140 nm.(2)由图可知，b 到S 1、S 2的距离相等，即路程差Δr ＝0，故b 点为加强点．a 到S 1、S 2的距离不等，且路程差Δr ＝1.5λ，故a 点为减弱点．答案 (1)140 (2)b a12．(12分)在《用双缝干涉测光的波长》的实验中，装置如图6所示，双缝间的距离d ＝3.0 mm.图6(1)若测定红光的波长，应选用________色的滤光片．实验时需要测定的物理量有________和________．(2)若测得双缝与屏之间的距离为0.700 0 m ，通过测量头(与螺旋测微器原理相似，手轮转动一周，分划板前进或后退0.500 mm)观察第1条亮纹的位置如图7甲所示，观察第5条亮纹的位置如图7乙所示．则可求出红光的波长λ＝________m.图7解析 由于测红光的波长，因此用红色滤光片，由Δx ＝l d λ可知要想测λ必须测定l 和Δx .由测量头的数据可知a 1＝0，a 2＝0.640 mm ，所以Δx ＝a 2－a 1n －1＝0.6404 mm ＝1.60×10－4m ， λ＝d Δx l ＝3×10－3×1.60×10－40.700 0m ＝6.86×10－7 m答案(1)红lΔx(2)6.86×10－7m13．(14分)(1)激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是()．A．激光是纵波B．频率相同的激光在不同介质中的波长相同C．两束频率不同的激光能产生干涉现象D．利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离(2)如图8所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10－7 m，屏上P点距双缝S1和S2的路程差为7.95×10－7m．则在这里出现的应是________(填“明条纹”或暗条纹)．现改用波长为6.30×10－7 m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将________(填“变宽”、“变窄”或“不变”)．图8解析(1)光是横波，选项A错；激光在介质中的波长为λ＝cνn，不同介质n不同，所以波长不同，选项B错；产生干涉的条件是频率相同，选项C错；利用激光平行度好的特点可以测量月球和地球之间的距离，选项D正确．(2)因为7.95×10－75.30×10－7＝32，即半波长的奇数倍，所以出现暗条纹．根据条纹间距公式Δx＝ldλ，当单色光的波长变长时，条纹间距变宽．答案(1)D(2)暗条纹变宽14．(14分)一般认为激光器发出的是频率为ν的“单色光”．实际上它的频率并不是真正单一的．激光频率ν是它的中心频率，它所包含的频率范围是Δν(也称频率宽度)．如图8所示，让单色光照射到薄膜表面a ，一部分光从前表面反射回来(这部分光称为甲光)，其余的光进入薄膜内部，其中的一小部分光从薄膜后表面b 反射回来，再从前表面折射出(这部分光称为乙光)，甲、乙这两部分光相遇叠加而发生干涉，称为薄膜干涉，乙光与甲光相比，要在薄膜中多传播一小段时间Δt .理论和实践都证明，能观察到明显稳定的干涉现象的条件是：Δt 的最大值Δt m 与Δν的乘积近似等于1，即只有满足Δt m ·Δν≈1才会观察到明显稳定的干涉现象．已知某红宝石激光器发出的激光频率ν＝4.32×1014 Hz ，它的频率宽度Δν＝8.0×109 Hz.让这束激光由空气斜射到折射率n ＝2的薄膜表面，入射时与薄膜表面成45°角，如图8所示．(1)求从O 点射入薄膜中的光的传播方向及速率．(2)估算在如图8所示的情况下，能观察到明显稳定干涉现象的薄膜的最大厚度d m .图9解析 (1)设从O 点射入薄膜中的光线的折射角为r ，根据折射定律有：n ＝sin 45°sin r ，即sin r ＝sin 45°n ＝12，所以r ＝30°.光在薄膜中的传播速度v ＝c /n ≈2.12×108 m/s.(2)乙光在薄膜中经历的路程x ＝2d cos r乙光通过薄膜所用时间Δt ＝x v ＝2d v cos r当Δt取最大值Δt m时，对应的薄膜厚度最大，又因Δt m·Δν≈1，所以2d mv cos r≈1Δv.解得：d m≈1.15×10－2 m.答案(1)折射角为30°，速度大小为2.12×108 m/s (2)1.15×10－2 m。

2学生实验：用双缝干涉测量光的波长(时间：60分钟)知识点一实验原理、实验器材和实验现象1．在双缝干涉实验中()．A．入射光波长越长，干涉条纹间距越大B．入射光波长越长，干涉条纹间距越小C．把入射光由绿光变为紫光，干涉条纹间距变大D．把入射光由绿光变为红光，干涉条纹间距变小解析由Δx＝ldλ得，双缝干涉条纹宽度与波长成正比，绿光比紫光的波长大，红光比绿光的波长大，故A正确．答案 A．利用图5-2-5中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：图5-2-5其中正确的是()．A．将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B．将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C．将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D．换一个双缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距离变窄解析由条纹间距公式Δx＝ldλ，d指双缝间距离，l是双缝到屏的距离，可知：A项中l减小，Δx变小；B项中λ变大，Δx变大；D项中d变大，Δx 变小．故A、B、D正确．答案ABD3．如图5-2-6所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②__________、③__________、④__________、⑤遮光筒、⑥光屏．对于某种单色光，为增加相邻亮条纹(或暗条纹)间的距离，可采取________或________的方法．图5-2-6解析根据双缝干涉实验装置可知，②为滤光片，③为单缝屏，④为双缝屏；由公式Δx＝ldλ可知，对于同种色光，增大l或者减小d都可使得Δx增大．答案滤光片单缝屏双缝屏减小双缝间距加长遮光筒知识点二数据处理4．在双缝干涉实验中，中间零级明条纹到双缝的距离相等，那么从第四级明条纹到双缝的距离差是()．A．2λB．2.5λC．3λD．4λ解析由路程差Δs＝nλ可知，第四级明条纹到两缝的距离之差为4λ，故选项D正确．答案 D5．某次实验中，测得第一级明条纹和第三级明条纹相距4.0×10－2 m，若双缝片间距为0.1 mm，缝到屏的距离为l＝4.0 m，则光波的波长为()．A．8.0×10－8 m B．5.0×10－7 mC．1.5×10－8 m D．1.0×10－7 m解析根据公式Δx＝ldλ，Δx＝a2－a1n2－n1＝4.0×10－23－1m＝2.0×10－2 m.l＝4.0 m，d＝0.1 mm＝10－4 m，所以有λ＝5.0×10－7 m，故选B.答案 B知识点三注意事项6．某同学在做双缝干涉实验时，按图安装好实验装置，在光屏上却观察不到干涉图样，这可能是由于()．A．光束的中央轴线与遮光筒的轴线不一致，相差较大B．没有安装滤光片C．单缝与双缝不平行D．光源发出的光束太强解析安装实验器件时要注意：光束的中央轴线与遮光筒的轴线要重合，光源与光屏正面相对，滤光片、单缝和双缝要在同一高度，中心位置在遮光筒轴线上，单缝与双缝要相互平行，才能使实验成功．当然还要使光源发出的光束不致太暗．据上分析，可知选项A、C正确．答案AC7．(2018·福建理综，19(1))在“用双缝干涉测光的波长”实验中(实验装置如图5-2-7所示)：图5-2-7①下列说法哪一个是错误的________．(填选项前的字母)A．调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时，应放上单缝和双缝B．测量某条干涉亮纹位置时，应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐图5-2-8C．为了减少测量误差，可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a，求出相邻两条亮纹间距Δx＝a n－1②测量某亮纹位置时，手轮上的示数如图5-2-8所示，其示数为__________mm.解析①在不放置单缝和双缝时才能根据光屏上光斑的形状来判定光束是否沿遮光筒的轴线传播，故A错误．因条纹宽度是指相邻亮纹中心或相邻暗纹中心之间的距离，故B正确．微小量累积法可有效减小测量中的偶然误差，故C正确．答案为A.②手轮上固定刻度读数为1.5 mm，可动刻度读数为47.0×0.01 mm，故测量结果为1.5 mm＋47.0×0.01 mm＝1.970 mm.答案①A②1.9708．双缝干涉实验中，要使屏上单色光的干涉条纹之间的距离变宽，可采取以下办法：(1)________；(2)________；(3)________．为测量红光的波长，现测得屏上6条亮条纹间的距离为7.5 mm，已知双缝间的距离为0.5 mm，双缝到屏幕的距离为1 m，则此红光波长为________．解析在双缝干涉实验中，根据公式Δx＝ldλ可知，要使屏上单色光的干涉条纹之间距离变宽，可以采取的办法是：(1)使用波长λ较长的单色光；(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒；(3)减小双缝之间距离．根据测量值，计算相邻条纹间的距离：Δx＝an－1＝7.55mm＝1.5 mm，再代入公式λ＝Δxdl，λ＝Δxdl＝1.5×10－3×0.5×10－31m＝7.5×10－7 m.答案(1)使用波长λ较长的单色光；(2)增加双缝到光屏间距离或选用较长的遮光筒；(3)减小双缝之间距离7.5×10－7 m9．利用双缝干涉测定光的波长实验中，双缝间距d＝0.4 mm，双缝到光屏间的距离L＝0.5 m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图5-2-9所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图5-2-9中(a)、(b)所示给出，则：(1)分划板在图5-2-9中A、B位置时游标卡尺读数分别为x A＝__________mm，x B＝__________mm，相邻两条纹间距Δx＝__________mm；(2)波长的表达式λ＝________(用Δx、L、d表示)，该单色光的波长λ＝________m；(3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将________(填“变大”“不变”或“变小”)．图5-2-9解析游标卡尺读数时：一要注意精确度，二要注意读数时主尺读数应为游标尺零刻度线所对主尺位置的读数；三要注意单位，无论是主尺读数还是游标尺读数要以mm为单位读取．本题中还要注意主尺上的数字单位是cm，不是mm.从λ＝dLΔx可知，波长越长的光，干涉条纹间距越大．根据频率、光速与波长的关系可知，频率越大的光，波长越短，所以干涉条纹间距越小．答案(1)11.115.80.78(2)dLΔx 6.2×10－7(3)变小。

做功与内能的变化1．用下列方法改变物体的内能，属于做功的方式是()．A．搓搓手会感到手暖和些B．汽油机汽缸内被压缩的气体C．车刀切下的炽热铁屑D．物体在阳光下被晒热解析搓手时克服摩擦力做功，机械能转化为内能；汽缸压缩气体，对气体做功；车刀切削钢件，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使切下的铁屑温度升高，都是通过做功使内能发生改变；物体在阳光下被晒热，不属于做功的方式．答案ABC2．一定质量的气体经历一缓慢的绝热膨胀过程．设气体分子间的势能可忽略，则在此过程中()．A．外界对气体做功，气体分子的平均动能增加B．外界对气体做功，气体分子的平均动能减少C．气体对外界做功，气体分子的平均动能增加D．气体对外界做功，气体分子的平均动能减少解析绝热膨胀过程是指气体膨胀过程未发生热传递，膨胀过程气体体积增大，气体对外界做功W＜0.由ΔU＝U2－U1＝W可知，气体内能减小．由于气体分子间的势能忽略，故气体分子的平均动能减小．答案 D热传递与内能的改变3．关于热传递，下列说法中正确的是()．A．热传递的实质是温度的传递B．物体间存在着温度差，才能发生热传递C．热传递可以在任何情况下进行D．物体内能发生改变，一定是吸收或放出了热量解析热传递的实质是物体间内能的转移，故A错．热传递的条件是物体间存在温度差，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，若两物体温度相同，它们之间便不再发生热传递，即达到了热平衡，故B对、C错．物体吸收或放出热量，内能会发生变化，但内能变化不一定是热传递引起的，还可以通过做功的方式实现，故D错．答案 B4．在外界不做功的情况下，物体的内能增加了50 J，下列说法中正确的是()．A．一定是物体放出了50 J的热量B．一定是物体吸收了50 J的热量C．一定是物体分子动能增加了50 JD．物体的分子平均动能可能不变解析在外界不做功的情况下，系统内能的改变等于传递的热量，内能增加，一定是吸收了相等能量的热量，故A错、B对．物体内能包括所有分子的动能和势能，内能由分子数、分子平均动能、分子势能共同决定，所以内能增加了50 J并不一定是分子动能增加了50 J．物体的分子平均动能有可能不变，这时吸收的50 J热量全部用来增加分子势能．答案BD做功和热传递与内能变化的关系5．关于物体的内能和热量，下列说法中正确的有()．A．热水的内能比冷水的内能多B．温度高的物体其热量必定多，内能必定大C．在热传递过程中，内能大的物体其内能将减小，内能小的物体其内能将增大，直到两物体的内能相等D．热量是热传递过程中内能转移量的量度解析物体的内能由温度、体积及物体的质量决定，不只由温度决定，故选项A、B都不对．在自发的热传递过程中，热量是由高温物体传给低温物体，而内能大的物体不一定温度高，在热传递过程中完全有可能内能大的物体内能继续增大，内能小的物体内能继续减小，故选项C是错误的．关于热量的论述，选项D是正确的．答案 D6．关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是()．A．物体的温度升高时，一定吸收热量B．物体沿光滑斜面下滑时，内能将增大C．物体沿斜面匀速下滑时，内能可能增大D．内能总是从高温物体传递给低温物体，当内能相等时热传递停止解析改变物体内能的两种方法：做功和热传递．温度升高，内能增加，但不一定是吸收热量，A错误；物体克服摩擦力做功，摩擦生热，内能可能增大，B错误、C正确；热传递的条件是存在温度差，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，温度相同后热传递停止，D错误．答案 C。

4 相对论的速度变换公式 质能关系5 广义相对论点滴(选学)(时间：60分钟)知识点一 相对论的速度变换公式1．两个电子相向运动，每个电子对于实验室的速度都是45c ，它们的相对速度是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？(本题计算结果中的光速c 和电子的静质量m e 不必代入数值．)解析 设在实验室中观察，甲电子向右运动，乙电子向左运动．若以乙电子为“静止”参考系，即O 系，实验室(记为O ′系)就以45c 的速度向右运动，即O ′系相对于O 系的速度为v ＝45c (如图所示)．甲电子相对于O ′系的速度为u ′＝45c .这样，甲电子相对于乙电子的速度就是在O 系中观测到的甲电子的速度u ，根据相对论的速度合成公式，这个速度是u ＝u ′＋v1＋u ′v c 2＝45c ＋45c 1＋45c ×45c c 2＝4041c .在实验室中观测，每个电子的质量是m ′＝m e 1－v 2c 2＝m e 1－⎝⎛⎭⎪⎪⎫45c c 2＝53m e .答案 4041c 53m e知识点二 质量和速度的关系 2．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，因为它是物体的固有属性，与运动状态无关 解析 由m ＝m 01－v 2c 2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． 答案 D3．关于质量和长度，下列说法中正确的是( )．A ．物体的质量与运动状态无任何关系，是物体本身的属性B ．物体的质量与运动状态有关，只是在速度较小的情况下，其影响可忽略不计C ．物体的长度与运动状态无关，是物体本身的属性D．物体的长度与运动状态有关，只是在速度较小的情况下，其影响可忽略不计解析由相对论原理可知B、D正确．答案BD4．回旋粒子加速器给带电粒子加速时，不能把粒子的速度无限制增大，其原因不正确的是()．A．加速器功率有限，不能提供足够大的能量B．加速器内无法产生半径或磁感应强度足够大的磁场C．加速器内无法产生电场强度足够大的电场D．速度增大使粒子质量增大，粒子运行的周期与交变电压不再同步，无法无限的加速答案ABC知识点三质能关系5．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明()．A．任何核反应，只要伴随能量的释放，则反应前后各物质的质量和一定不相等B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大解析由质能关系可知A、B、D正确．答案ABD6．一个物体静止时质量为m0，能量为E0，速度为v时，质量为m，能量为E，动能为E k，下列说法正确的是()．A．物体速度为v时的能量E＝mc2B．物体速度为v时的动能E k＝12mc2C．物体速度为v时的动能E k＝12m v2D．物体速度为v时的动能E k＝(m－m0)c2答案AD7．按照相对论和基本力学定律可推出质量和能量具有如下关系：E＝________.这就是著名的质能关系．如果用Δm表示物体质量的变化，ΔE表示能量的变化，那么它们的关系可以表示为ΔE＝________，该式表示，随着一个物体质量的减小，会______一定的能量；与此同时，另一个物体吸收了能量，质量也会______．答案mc2Δmc2放出增加知识点四广义相对论8．下列说法中正确的是()．A．物质的引力使光线弯曲B．光线弯曲的原因是由于介质不均匀而非引力作用C．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D．广义相对论可以解释引力红移现象解析由广义相对论的几个结论可知A、C、D正确．答案ACD9．在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是()．A．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的B．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的C．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的D．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的解析假设在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播(如图)，船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的，但是航天员以飞船为参考系看到的却是另外一番情景．为了记录光束在飞船中的径迹，航天员在船里等距离地放置一些半透明的屏，光可以透过这些屏，同时在屏上留下光点．由于飞船在前进，光到达右边一屏的位置总会比到达左边一屏的位置更加靠近船尾．如果飞船做匀速直线运动，飞船上的观察者看到光的径迹仍是一条直线(图中的虚线)．然而，如果飞船做匀加速直线运动，在光向右传播的同时，飞船的速度也在不断增大，因此船上观察者记录下的光的径迹是一条曲线(图中的实线)．根据等效原理，航天员完全可以认为飞船没有加速运动，而是在船尾方向存在一块巨大的物体，它的引力场影响了飞船内的物理过程．因此我们得出结论：物质的引力使光线弯曲．答案AD10．以下说法中错误的是()．A．矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移解析由引力红移可知C、D错误．答案CD11．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，质量也变得越大解析由相对论的结论可知D正确．答案 D12．一核弹含20 k g的钚，爆炸后生成物的静止质量比原来少110 000.求爆炸中释放的能量．解析由爱因斯坦质能关系可解得释放的能量．爆炸前后质量变化Δm＝110 000×20 k g＝0.002 k g，释放的能量为ΔE＝Δmc2＝0.002×(3.0×108)2 J＝1.8×1014 J.答案 1.8×1014 J。