1、初识相对论相对论中的神奇时空探索宇宙的奥秘(建议用时：40分钟)考点一相对论的基本原理1经过不断的努力，科学家终于探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限性。关于经典力学，下列说法正确的是()A经典力学完全适用于宏观低速运动B经典力学取得了巨大成就，是普遍适用的C随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论D随着相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的应用价值A经典力学适用于宏观低速运动的物体，宏观物体是相对于微观粒子而言的，故A正确；经典力学取得了巨大的成就，但它也具有一定的局限性，并不是普遍适用的，故B错误；在
2、微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学不会过时也不会失去价值，故C、D错误。2(多选)下列说法中，正确的是()A在以c的速度竖直向上升空的火箭上向前发出的光，相对于地面的速度一定大于cB在以c的速度竖直向上升空的火箭上向后发出的光，相对于地面的速度一定小于cC在以c的速度竖直向上升空的火箭上沿水平方向发出的光，相对于地面的速度为cD在以c的速度竖直向上升空的火箭上向任意方向发出的光，相对于地面的速度都为cCD根据狭义相对论的基本假设光速不变原理可知：竖直向上升空的火箭上发出的光相对于火箭的速度为c，相对于地面的速度也为c，故
3、选项C、D正确，选项A、B错误。考点二狭义相对论的两个效应3A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，vAvB。在火箭A上的人观察到的结果正确的是()A火箭A上的时钟走得最快B地面上的时钟走得最快C火箭B上的时钟走得最快D火箭B上的时钟走得最慢A在火箭A看来，地面和火箭B都高速远离自己，由t知，在火箭A上的人观察到的结果是地面和火箭B的时钟都变慢了，且vAvB，故地面的时钟最慢，故A正确，B、C、D错误。4假设地面上有一列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D
4、由公式ll0可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变，故D正确。5某星际飞船正在遥远的外太空飞行，假如它的速度可以达到0.7c，在地球上观测到其经过8.76104 h的时间到达某星球，则在飞船上的人看来，其到达此星球需要的时间是()A8.76104 h B6.26104 hC12.27104 h D16.52104 hB由时间延缓效应公式可得08.76104 h6.26104 h，故B正确。考点三质能关系和质速关系6关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是()AEmc2中的E是物体以光速c运动的动能BEmc2是物体的核能CEmc2是物体各种形式能的总和D由Emc2知
5、，在核反应中，亏损的质量m与放出的能量E存在一定关系D爱因斯坦的质能方程Emc2，只是说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系。物体的能量增大了，质量也增大；能量减小了，质量也减小。故D正确，A、B、C错误。7在粒子对撞机中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.8，此时质量m与原质量m0的关系为()Amm0 Bm0.5m0Cm1.155m0 DmD由于电子的速度接近光速，所以质量变化明显，根据爱因斯坦狭义相对论中运动质量与静止质量的关系，m得m，故D正确。考点四探索宇宙奥秘8(多选)2017年6月16日，来自中国的“墨子号”量子卫星从太空发出两道红色的光，射向青海德令哈站与千
6、公里外的云南丽江高美古站，首次实现人类历史上第一次距离达“千公里级”的量子密钥分发。下列说法正确的是()A牛顿力学适用于描述“墨子号”绕地球运动的规律B牛顿力学适用于描述光子的运动规律C量子力学可以描述“墨子号”发出的“两道红光”的运动规律D量子力学的发现说明牛顿力学已失去了实用价值AC牛顿力学可以用来描述物体的宏观低速运动，故牛顿力学适用于描述“墨子号”绕地球运动的规律，故A正确；对于运动速度接近光速的物体的运动，不适合用牛顿力学来描述，故B错误；量子力学可以描述“墨子号”发出的“两道红光”的运动规律，因为红光运动速度为光速，所以需考虑相对论效应，使用量子力学描述，故C正确；量子力学和牛顿力
7、学适用范围不同，量子力学适用于高速运动，在宏观低速运动中，牛顿力学仍然适用，不能说牛顿力学已经失去了实用价值，故D错误。9一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为v6106 m/s。问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？解析根据爱因斯坦的狭义相对论m得出运动后的质量增大了。m1.000 2m0。所以改变的百分比为：100%0.02%。答案增大0.02%10如图所示，质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船在太空中同向运动。则下列说法中正确的是()甲乙A乙观察到甲身高变高B甲观察到乙身高变矮C若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变快D若甲向乙发出一束
8、光进行联络，则乙观察到该光束的传播速度为cD因为人是垂直于速度方向站立的，身高方向上没有尺缩效应，即甲、乙观察到对方的身高不变，故A、B错误；根据相对论的时间延缓效应，可知乙观察到甲动作变慢，故C错误；根据爱因斯坦光速不变原理，乙观察到该光束的传播速度仍为c，故D正确。11.(多选)假如你站在一条长木杆的中央附近，如图所示，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。而此时飞飞同学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的。她的看法是()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AC当飞飞同学
9、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，在飞飞同学看来首先在B端发生。综上所述可知A、C正确，B、D错误。12带电介子静止时的平均寿命是2.6108s，某加速器射出的带电介子的速率是2.4108m/s。试求：(1)在实验室中测得这种粒子的平均寿命；(2)上述介子衰变前在实验室中通过的平均距离。解析(1)由得，介子的平均寿命是 s4.33108 s。(2)介子衰变前在实验室中通过的平均距离sv4.33108 s2.4108 m/s10.4 m。答案(1)4.33108 s(2)10.4 m13人马星座星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.31016 m。设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座星之间。若宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算飞船往返一次需多少时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？解析以地球上的时钟计算： s2.87108 s9年；若以飞船上的时钟计算：因为，所以得02.87108 s1.28107 s0.4年。答案9年0.4年