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1、金太阳新课标资源网 第15章 相对论简介 本章测试2一、单项选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中()A真空中光速不变B时间间隔具有相对性C物体的质量不变D物体的能量与质量成正比解析：选A.狭义相对论的基本假设有：(1)狭义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等，所以只有A项正确2下列哪些是“相对论”的内容()伽利略相对性原理“尺缩效应”时钟变慢质量不变，因为它是物体的固有属性，与运动
2、状态无关ABC D解析：选C.根据相对论时空结构可知：“尺缩效应”“延时效应”是狭义相对论的内容，广义相对论中，质量随速度改变，故正确，错误3如果牛顿运动定律在参考系A中成立，而参考系B相对于A做匀速直线运动，则在参考系B中不正确的是()A牛顿运动定律也同样成立B牛顿运动定律不能成立CA和B两个参考系中，一切物理规律都是相同的D参考系B也是惯性参考系解析：选B.根据狭义相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，则A、C、D正确4如图61所示，强强乘坐速度为0.9 c(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0.5 c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光
3、束的传播速度为()图61A0.4 c B0.5 cC0.9 c D1.0 c解析：选D.根据光速不变原理可知壮壮观测到的光速传播速度为c.5假设地面上有一火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是()A这个人是一个矮胖子B这个人是一个瘦高个子C这个人矮但不胖D这个人瘦但不高解析：选D.根据狭义相对论“尺缩”效应可知，长度缩短仅发生在运动方向上，在与运动方向垂直的方向上没有这种效应，故D正确6在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的()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质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变的
4、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相同的时钟走得慢些A仅是正确的 B仅是正确的C是正确的 D仅是正确的解析：选C.根据狭义相对论的速度叠加公式可知，光速是物体的极限速度，对，由质速方程、长度的相对性和时间间隔的相对性可知，均对7下列说法正确的是()所有惯性系统对物理基本规律都是等价的在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同A只有是正确的 B只有是正确的C只有是正确的 D三种说法都是正确的解析：选D.狭义相对性原理认为：物体所具有的一些物理量可以因所选惯性参考系的不同而不同，但它们在不同的
5、惯性参考系中所遵从的物理规律却是相同的，即是正确的光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都是相同的，即正确8电子的静止质量为m00.911030 kg，当它的速度达到0.99c时，它的质量为()A0.911030 kg B0.901030 kgC0 D6.451030 kg解析：选D.根据题意则m kg6.451030 kg，则D正确9你站在一条长木杆AB的中央附近，并且看到木杆落在地上时是两头同时着地所以，你认为这木杆是平着落到了地上而此时飞飞小姐正以接近光速的速度由A到B从木杆前面掠过，她看到B端比A端先落到地，她的看法是()对的错的她感觉木杆的长度比你看到
6、的要短她感觉木杆的长度比你看到的要长A BC D解析：选C.根据相对论，在与杆相对静止的参考系中观察到的同时发生的事件，在与杆相对运动的参考系中观察不再是同时发生的，且观察到沿运动方向上靠前端的事件先发生，所以她的看法是正确的由相对论“尺缩效应”可知也是正确的10以下说法中，错误的是()矮星表面的引力很强在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些在引力场越弱的地方，物体长度越长在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移A BC D解析：选B.因矮星体积很小，质量却不小，所以矮星表面引力很强，对；根据广义相对论的结论，引力场越强，时间进程越慢，在引力垂直方向上长度变短，而在引力方向上没有这种效应，所
7、以，对错；在引力场强的地方，光谱线向红端偏移，称为引力红移，错11A、B两架飞机沿地面上一足球场的长度方向在其上空高速飞过，且vAvB，在飞机上的人观察结果正确的是()AA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BA飞机上的人观察到足球场的宽度比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解析：选D.由ll0可知，运动的观察者的速度越大，观察到的长度变得越短，而宽度不变，故D正确12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
8、远不可能由自身的变化知道他是否在运动解析：选D.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，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如果房子的运动使你的质量增加、心率减慢或身高降低等，那么它将以完全一样的方式影响房子中其他物质的质量、钟的快慢和尺的大小这样，房
9、子中没有一样东西是不变的也就没有一个可以用做比较的固定参考物这就使你无法探测到任何变化，也就是不可能找到自我检测速度计二、非选择题(本大题共4小题，共40分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(6分)在不同的惯性参考系中，一切物理规律_，真空中的光速在_都是相同的答案：都相同不同的参考系中14(6分)“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦提出的相对论时空观有关根据爱因斯坦的理论，一把米尺，在它与观察者有不同相对速度的情况下，米尺长度是不同的，它们之间的关系见图62.由此可知，当米尺和观察者的相对速度达到0.8c(c为光速)时，米尺长度大约是_m在日常生活中，我们无法觉察
10、到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度_图62解析：由图可知，当横坐标为0.8c时，长度为0.6 m；在日常生活中，观察者相对于米尺的运动速度远远小于光速或速度很小答案：0.6远远小于光速(或速度很小)15(14分)一枚静止时长30 m的火箭以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度应为多少？火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的二分之一呢？解析：火箭相对于火箭上的人是静止的，所以不管火箭的速度是多少，火箭上测得的火箭长与静止时相同，为l030 m如果火箭的速度为v3103 m/s，地面的观察者测得火箭长为ll030 m30 m30 m如果火
11、箭的速度为v，地面观察者测得的火箭长l为ll030 m26 m.答案：30 m30 m26 m16(14分)假设宇宙飞船从地球射出，沿直线到达月球，距离是3.84108 m，它的速度在地球上被测得为0.30c，根据地球上的时钟，这次旅行要用多长时间？根据宇宙飞船所做的测量，地球和月球的距离是多少？怎样根据这个算得的距离，求出宇宙飞船上时钟所读出的旅行时间？解析：设地球和月球位于K系x轴，地球位于O处、月球位于L0处，飞船为K系，相对K系以速度v沿x轴正向运动地球上的时钟显示的旅行时间为tL0/v4.27 s在飞船上测量地、月距离L时，K系的L0是固有长度，由“长度收缩”效应：LL0 3.66108 m飞船上的时钟显示的旅行时间为tL/v4.07 stt，即“动钟变慢”，对于飞船而言，“离开地球”和“到达月球”两事件都发生在飞船上，所以飞船时钟显示的时间间隔是“固有时”答案：4.27 s3.66108 m4.07 s第 4 页 共 4 页 金太阳新课标资源网
第15章相对论简介本章测试2（人教版选修3－4）
