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第5章相对论质量检测（含解析粤教版选修3-4）
资料简介
质量测评(五)
(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．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．如图1所示，假设一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大( )
图1
A．摩托车 B．有轨电车
C．两者都增加 D．都不增加
【解析】 在相对论中普遍存在一种误解，即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大；当速度接近光速时，质量要趋于无穷大．其实物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候．对有轨电车，能量通过导线从发电厂源源不断输入；而摩托车的能源却是它自己带的．能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车．能量对应于质量，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度增加而增大．
【答案】 B
2．你站在一根长木杆的中央附近，并且看到木杆落在地上时是两头同时着地(如图2所示)．所以，你认为这木杆是平着落到了地上．假设此时小红正以接近光速的速度从木杆前面掠过，她看到B端比A端先落到地，因而她认为木杆是向右倾斜着落地的．她的看法是( )
图2
A．对的
B．错的
C．她应感觉到木杆在朝她运动
D．她应感觉到木杆在远离她运动
【解析】 当小红以光速大小掠过木杆时，在她看来，木杆不仅在下落，而且还在朝她运动，正好像星体朝你的飞船运动一样．因此，在你看来同时发生的两件事，在小红看来首先在B端发生．
【答案】 AC
5
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3．根据爱因斯坦质能方程，以下说法错误的是( )
A．任何核反应，只要伴随能量的产生，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，但它的总质量是不可改变的
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
【答案】 C
4．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面测出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．物体速度越大，质量也变得越大
【解析】 狭义相对论并没有全面否定经典力学理论，经典力学是狭义相对论在低速情况下的特例，故A错；物体长度的测量结果与观察者所在的参考系有关，B错；E＝mc2只说明物体的能量E与其速度v有对应关系，并不是质量能转化为能量，故C错；相对论质速关系式表明物体速度越大，其质量越大，D对．
【答案】 D
5．下面的说法中正确的是( )
A．因为时间是绝对的，所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的
B．空间与时间之间是没有联系的
C．有物质才有空间和时间
D．在一个确定的参考系中观察，运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关
【解析】 经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间与时间之间也是没有联系的，其实是错误的，故A、B错误．因为相对论中空间和时间与物质的运动状态有关，在长度的相对性和时间的相对性上都得到了验证．
【答案】 CD
6．下列几种说法：
(1)所有惯性系中基本规律都是等价的；
(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．
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
5
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D．三种说法都是正确的
【解析】 根据狭义相对论知(1)(2)(3)都正确．
【答案】 D
7．关于质量和长度下列说法中正确的是( )
A．物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物质本身的属性
B．物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计
C．物体的长度与运动状态无关，是物质本身的属性
D．物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计
【解析】 物体长度、质量都与物体运动状态有关，只有在速度较低时变化可忽略．
【答案】 BD
8．如图3所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是( )
图3
A．同时被照亮 B．A先被照亮
C．C先被照亮 D．无法判断
【解析】 因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件发生，后边的事件后发生可知C先被照亮，答案为C.
【答案】 C
9．A、B两火箭沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且vA>vB，在火箭上的人观察结果正确的是( )
A．A火箭上的人观察到足球场的长度比B火箭上的人观察到的大
B．A火箭上的人观察到足球场的长度比B火箭上的人观察到的小
C．两火箭上的人观察到的足球场的长度相同
D．两火箭上的人观察到的足球场的宽度相同
【解析】 因为当一个惯性系的速度比较大时，符合l＝l′ ，速度越大，l越小．因为vA>vB，所以lA
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