2010届高考二轮复习跟踪测试：相对论

2010届高考二轮复习跟踪测试：相对论 物理试卷      一、填空题 1.绝对时空观的特点：_______和_______是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的。 2.设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则粒子运动时的质量等于其静止质量的         倍，粒子运动速度是光速的        倍。 3. A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个高速运动的火箭上，B、C两火箭朝同一方向飞行，速度分别为 、 ， 。地面上观察者认为三个时钟中走得最慢的是     ；走得最快的的是     。 4.一长杆在车厢中静止，杆与车厢前进的方向平行，在车厢中测得杆长为1.0 m，若车厢以0.6 c的速率行驶(c为光速)，则在地面上测得的杆长为________。 5.惯性系S中有一边长为l的正方形（如图A所示），从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是        。        二、选择题 6.关于相对论，下列说法正确的是 A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大 D．在任何参考系中，物理规律都不是相同的 7.对相对论的基本认识，下列说法中正确的是 A．麦克耳孙·莫雷实验结果表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的 B．相对论时空观认为空间和时间与物质的运动状态有关 C．在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟要比地球上的钟走得慢 D．在高速运行的火车上的人会感觉铁路两侧电线杆变矮 8.1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是 A．同时的绝对性与同时的相对性 B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短 C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D．相对性原理与光速不变原理 9.用相对论的观点判断下列说法是否正确 A．物体的运动质量总要大于其静止质量 B．在地面上的人看来，以100 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变快，但是飞船中的宇航员看地面的钟可能是准确的 C．以100 km/s的速度远离地球运动的飞船在运动方向上会变长，而飞船中的宇航员却感到地面上的人变矮了 D．若火箭对地速度为v，火箭“迎着”光飞行时在火箭上的观察者测出的光速为c＋v 10.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、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变 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 11.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．正确 B．错误 C．若变慢则变慢的程度相同 D．若变慢则与钟的种类有关系 12.对于公式 ，下列说法中正确的是 A．式中的是物体以速度v运动时的质量 B．当物体的运动速度v＞0时，物体的质量m＞m0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的 C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，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．通常由于物体的运动速度太小，故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 13.设一列火车沿平直的轨道飞快行驶，如图，车厢中央的光源发出了一个闪光，闪光照到了车厢的前壁与后壁，这是两个事件，下列说法正确的是 A．车厢内的观察者认为闪光先到达后壁，后到达前壁 B．车厢内的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁 C．车厢外的观察者认为闪光先到达后壁，后到达前壁 D．车厢外的观察者认为闪光同时到达前壁与后壁 三、简答题 14.狭义相对论的两条基本假设是什么？ 四、计算题 15.设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行，5.0s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞。试问： （1）飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动? （2）从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以避免与彗星碰撞? 16.如图，设惯性系K′相对于惯性系K以匀速v= 沿x轴方向运动。在K′系的x′y′平面内静置一长为5 m，与x′轴成300角的杆。试问：在K系中观察到此杆的长度和杆与x轴的夹角为多大?                                                                              参考答案  一、填空题 1.时间，空间 2.k； 解析： 粒子以速度v运动时的能量E=mc2，静止时的能量为E0=m0c2，依题意E=kE0，故m=km0；由  ，解得 。 3. C，A 4.0.8m 5.C 二、选择题 6.AB 7.AB 8.D 9.A 10. C 11.AC 解析：将不同类型的两架钟调整到相同速度，并将它们密封在一个盒子中，再让该盒子做匀速运动。如果运动对一架钟的影响比另一架大，则坐在盒子里的人就能看到两架钟的差别，因而可以知道盒子是在运动。显然这违反了相对论的基本原理：一个密闭的盒子中的人是无法辨认自己是处于静止还是处于匀速直线运动状态的。所以一架钟变慢时，所有钟必须都变慢，且变慢的程度一定严格相同。 12.CD 13.BC 三、简答题 14.狭义相对论的两个基本假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。 四、计算题 15.解析： （1）这是一个相对论速度变换问题。取地球为S系，飞船为S′系，向东为x轴正向。则S′系相对S系的速度v=0.60c，彗星相对S系的速度ux=－0.80c。由速度变换可得所求结果。结果 即彗星以0.946c的速率向飞船靠近。 （2）由时间间隔的相对性有 =5.0s             解得 =4.0s。 16.解析： 设杆固有长度为l0，在K′系中，x′方向：l0x=l0 cosα′，y′方向：l0y=l0sina′，由长度的相对性得x′方向： y′方向：ly=l0y=l0sina′。 因此在K系中观测时：   代入数据解得：l=4.79 m；a=31.490 可见，长度不但缩短，空间方位也要变化。