1、限时45分钟总分100分一、单选题(每小题6分，共30分)1在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与uv的关系是(B)Auuv Buuv D以上均不正确解析：由相对论速度变换公式可知B正确2关于广义相对论和狭义相对论之间的关系下列说法正确的是(D)A它们之间没有任何联系B有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C狭义相对论能够解决时空弯曲问题D为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论解析：狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决3一
2、艘大船在平静的大洋中匀速行驶，一个人在其密闭的船舱内向各个不同的方向做立定跳远实验，并想由此来判断船航行的方向，假设他每次做的功相同，下列说法正确的是(C)A如果向东跳得最远，则船向东行驶B如果向东跳得最近，则船向东行驶C他向各个方向跳的最大距离相同，不能由此判断船航行方向D他向各个方向跳的最大距离不同，但不能由此判断船航行方向4设想有一艘飞船以v0.8c的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿其运动方向抛出一物体，该物体相对于飞船的速度为0.9c，从地面上的人看来，物体的速度为(C)A1.7c B0.1cC0.99c D无法确定解析：根据相对论速度变换公式：u，得u0.99c，故选项C正确5
3、下列关于爱因斯坦质能方程的说法中，正确的是(B)A只有运动的物体才具有质能，静止的物体没有质能B一定的质量总是和一定的能量相对应CEmc2中能量E其实就是物体的内能D由Emc2知质量与能量可以相互转化解析：Emc2表明质量与能量之间存在一一对应的关系，物体吸收或放出能量，则对应的质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化故选项B正确，D错误；静止的物体也具有能量，称为静质能E0，E0m0c2，m0叫做静质量；Emc2中的能量E包括静质能E0和动能Ek，而非物体的内能，故选项A、C错误二、多选题(每小题8分，共40分)6下列说法中正确的是(BCD)A万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释B电磁力
4、可以用狭义相对论做出正确的解释C狭义相对论是惯性参考系之间的理论D万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架解析：狭义相对论理论认为电磁相互作用的传播速度c是自然界中速度的极限，而星球的运动不能够超过光速影响到远处的另一个星球，所以万有引力理论无法纳入狭义相对论，故选项A错误，B、D正确；狭义相对论是惯性参考系之间的理论，故选项C正确7关于物体的质量，下列说法正确的是(ACD)A在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的B在牛顿力学中，物体的质量随物体的速度变化而变化C在相对论力学中，物体静止时的质量最小D在相对论力学中，物体的质量随物体速度的增大而增大解析：在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的，故选项A
5、正确，B错误；在相对论力学中，由于物体的速度v不可能达到光速c，所以vc,121，根据m，可知选项C、D均正确8.美国科研人员2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)于去年9月首次探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前所做的猜测在爱因斯坦的描述中，有质量的物体会使它周围的时空发生扭曲，物体质量越大，时空就扭曲的越厉害当有质量的两物体加速旋转的时候，他们周围的时空会发生起伏，震颤，波浪这种“时空扰动”以波(涟漪)的形式向外传播，这就是“引力波”其实只要有质量的物体加速运动就会产生引力波，不同方式产生的引力波的波长是不一样的引力波是以光速传播的时空扰动，是横波引力波和物质
6、之间的相互作用极度微弱，因此它的衰减也是极度缓慢的引力波的发现为我们打开了研究宇宙的全新窗口，引力波携带着与电磁波截然不同的信息，将为我们揭示宇宙新的奥秘根据上述材料做下列推断，下列说法正确的是(CD)A引力波传播需要介质B引力波不可能携带波源的信息C引力波会有干涉现象D引力波的振动方向与传播方向垂直解析：由题述“引力波”在真空中也能传播，故A错误；“引力波”携带波源的信息，B错误；“引力波”是横波，会有干涉、衍射、偏振等现象，故选项C、D正确9一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Ek，下列说法正确的是(AD)A物体速度为v时的能量Emc2B物体速度为v
7、时的动能Ekmc2C物体速度为v时的动能Ekmv2D物体速度为v时的动能Ek(mm0)c210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(AD)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：由广义相对论基本原理可知A、D正确三、非选择题(共30分)11(14分)设质子的质量为m0，真空中光速为c，当两个质子都以0.9c的速度相向运动时，实验室中的观察者观察到的两个质子的总动能为多少？答案：2.58
8、m0c2解析：每个质子以0.9c的速度运动，质量为mp，由质能方程得质子运动的能量为Ec22.29m0c2，质子的静能为E0m0c2，质子的动能为EkEE02.29m0c2m0c21.29m0c2，两个质子的动能总和为2Ek2.58 m0c2.12(16分)(1)冥王星绕太阳公转的线速率为4.83103 m/s，求其静止质量为运动质量的百分之几？(2)星际火箭以0.8c的速率飞行，其静止质量为运动质量的多少倍？答案：(1)99.999 9%(2)0.6倍解析：设冥王星的静止质量为m0，运动质量为m，由公式m可得100%99.999 9%.(2)设星际火箭的静止质量为m0，运动质量为m，则0.6倍