1、内蒙古新人教版物理高三单元测试100：相对论学校:_姓名：_班级：_考号：_注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题 共45分）评卷人得分一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中。有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）1.（09年扬州中学月考）（4分）以下说法正确的是_A狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，所以空间和时间与物质的运动状态无关。B雷达是利用声波的反射来测定物体的位置Cx射线的波长比紫外线和射线更短。D根
2、据狭义相对论，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。2.（4分）如图所示，强强乘电梯速度为0.9（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，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为 。（填写选项前的字母） A.0.4c B.0.5cC.0.9c D.1.0c3.关于经典物理学和相对论，下列说法正确的是A经典物理学和相对论是各自独立的学说，互不相容B相对论完全否定了经典物理学C相对论和经典物理学是两种不同的学说，二者没有联系D经典物理学作为相对论在宏观物体低速运动时的特例，在自己的适用范围内仍然成立4.1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义
3、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5.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cv6.火车高速运动时，则A车头和车尾上的人不能同时看到车中间发生的
4、事件B车头和车尾上的人能同时看到车中间发生的事件C车上的人看到沿车方向放置在车上的木棒长度要变短D静止在站台上的人看到沿车方向放置在车上的木棒长度变短7.下列说法正确的是A力学规律在任何参考系中都是相同的B在所有惯性系中物理规律都是相同的C在高速运动情况下，惯性系中的物理规律也不一定相同D牛顿运动定律在非惯性系中不变8.设某人在以速度为0.5 c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是A飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5 cB飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5 cC在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cD在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c9.19世纪和20
5、世纪之交，经典物理已达到了完整、成熟的阶段，但“在物理学晴朗天空的远处还有两朵小小的、令人不安的乌云”，人们发现了经典物理学也有无法解释的实验事实，“两朵乌云”是指A宏观问题 B高速问题 C微观问题 D低速问题10.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v0时，物体的质量mm0，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
6、运动时，不必考虑质量的变化11.爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的重大革命，因为它A揭示了时间、空间并非绝对不变的属性B借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说C否定了牛顿力学的原理D修正了能量、质量互相转化的理论12.在狭义相对论中，下列说法正确的有A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B质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关C时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关D在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，在其他一切惯性系中也是同时发生的13.某物体的速度使其质量增加10，则此物体在其运动方向上缩短了A10 B90 C D14.关于质量和长度下列说法中
7、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，忽略变化不计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，忽略变化不计15.下列说法中正确的是A伽利略相对性原理指出：对于力学规律来说，一切惯性系都是等价的B狭义相对论的两个假设是爱因斯坦相对性原理和光速不变原理C爱因斯坦相对性原理指在所有做匀速直线运动的参考系中物理规律都是相同的D广义相对论的两条原理是广义相对性原理和等效原理第II卷（非选择题）（非选择题 共55分）评卷人得分二、填空题（本题共3小题，每小题4分，共12分）
8、16.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。 17. “世界物理年”决议的作出是与爱因斯坦的相对论时空观有关。一个时钟，在它与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率是不同的，它们之间的关系如图所示。由此可知，当时钟和观察者的相对速度达到 0.6c ( c为真空中的光速）时，时钟的周期大约为_。在日常生活中，我们无法察觉时钟周期的变化的现象，是因为观察者相对于时钟的运动速度_。 若在高速运行的飞船上有一只表，从地而上观察，飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变_（填“快”或“慢”）了。 18.像一切科学一样，经典力学没有也不
9、会穷尽一切理论，它具有自己的_，_性。人们认识到经典力学有它的适用范围：只适用于_运动，不适用于_运动，在_的情况下，牛顿引力理论将不再适用。评卷人得分三、计算题（本题共4小题，共43分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分）19.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?20.假设宇宙飞船从地球射出，
10、沿直线到达月球，距离是3.84l08 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?21. m子在相对自身静止的惯性参考系中的平均寿命宇宙射线与大气在高空某处发生核反应产生一批m子，以v = 0.99c的速度（c为真空中的光速）向下运动并衰变根据放射性衰变定律，相对给定惯性参考系，若t = 0时刻的粒子数为N(0), t时刻剩余的粒子数为N(t)，则有，式中t为相对该惯性系粒子的平均寿命若能到达地面的m子数为原来的5，试估算m子产生处相对于地面的高度h不
11、考虑重力和地磁场对m子运动的影响22.某人测得一静止棒长为l、质量为m，于是求得此棒的线密度为，假定此棒以速度v在棒长方向上运动，此人再测棒的线密度应为多少，若棒在垂直长度方向上运动，它的线密度又为多少?试卷答案1. 答案：D 2.D解析：（1）根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变。D项正确。3.D 4.D5.A6.AD7.B8.CD9.BC解析：由伽利略和牛顿创立的经典力学及物理学的各个分支，在19世纪相继进入鼎盛时期，它的完美和威力使物理学家深信，天地四方、古往今来发生的一切现象都能够用经典力学来描述。但是当人们用来解释原子内部结构的微观世界和接近光速的高速运动的物体时，发现与实际
12、情况有很大的出入，这令许多物理学家感到困惑，成为“令人不安的乌云”。故选BC。经典力学曾经推动了我们这个社会的巨大进步，并仍会在相当长时间内指导我们的科学研究。由于受人类实践活动或认识水平的限制，经典力学和其他任何理论一样，有其自身的局限性和适用范围随着人类认识水平的提高，我们应该学会主动地接受新的思想和理论。10.CD11.A12.AB解析：根据狭义相对论，光速是速度的极限值，所以A正确；根据狭义相对论，长度、质量、时间间隔都与运动状态有关，且都给出了具体的速度公式，所以B对，C错；同时是相对的，D错。正确选项为A、B。13.D解析：由相对论知=110，又根据尺缩效应公式知故14.BD15.
13、ABCD16.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 。17.2.5s；太小；慢18.局限，宏观，低速，高速，微观19.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。20.解析：从地球上看，旅行所需时间跟据飞船的测量，由相对论得则飞船上的时钟所读出的旅行时间21.解析：因m子在相对自身静
14、止的惯性系中的平均寿命根据时间膨胀效应，在地球上观测到的m子平均寿命为t， (1)代入数据得 t = 1.4105s (2)相对地面，若m子到达地面所需时间为t，则在t时刻剩余的m子数为 (3)根据题意有 (4)对上式等号两边取e为底的对数得 (5)代入数据得 (6)根据题意，可以把m子的运动看作匀速直线运动，有 (7)代入数据得 (8) 评分标准：本题15分 (1)式或(2)式6分，(4)式或(5)式4分，(7) 式2分，(8) 式3分22.解析：这里包含有两个相对论效应：（1）沿棒长方向运动时的“长度收缩”效应；（2）运动物体的“质速关系”。若棒（K系）以速度v相对观察者（K系）沿棒长方向（x轴）运动，静止棒长l是固有长度，所以，运动长度为 运动质量 则线密度： 若棒在垂直长度方向上运动时，长度不变，即l”=l，运动质量仍为式所示，则线密度：