1、章末过关检测（六）（时间：60分钟，满分：100分）一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1.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.否定了牛顿经典力学的基本原理B.修正了经典力学理论的部分内容C.揭示了时间、空间并非是绝对不变的属性D.全部理论都是建立在实验的基础之上的解析：选C.相对论并没有否定经典力学规律，只是将其纳入为相对论理论下的一种特例，A、B错误，C正确.相对论是一种假说，并不是直接建立在实验基础之上的，D错误.2.关于狭义相对论，下列说法不正确的是（）A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规
2、律都是相同的B.狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C.狭义相对论只涉及无加速度运动的惯性系D.狭义相对论任何情况下都适用解析：选D.根据狭义相对论的基本假设可知，选项A、B正确；狭义相对论只涉及惯性参考系，不涉及非惯性参考系，选项D错误，选项C正确.3.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（）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：选D.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，时空弯曲问题是有引力
3、存在的问题，需要用广义相对论进行解决.4.下列关于爱因斯坦质能方程的说法中，正确的是（）A.只有运动物体才具有能量，静止物体没有质能B.一定的质量总是和一定的能量相对应C.Emc2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：选B.物体具有的质量与质量对应的能量称为质能，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D错误，B正确；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.5.据报道，欧洲大型
4、强子对撞机（LHC）“开足马力”后能把数以百万计的粒子加速至每秒钟30万公里，相当于光速的99.9%，粒子流每秒可在隧道内狂飙11 245圈，单束粒子能量可达7万亿电子伏特.下列说法正确的是（）A.如果继续对粒子进行加速，粒子的速度将能够达到光速B.如果继续对粒子进行加速，粒子的速度将能够超过光速C.粒子高速运动时的质量将大于静止时的质量D.粒子高速运动时的质量将小于静止时的质量解析：选C.根据相对论，如果继续对粒子加速，粒子速度不可以达到光速，选项A、B错误.由相对论质量公式可知，粒子高速运动时的质量大于静止时的质量，选项C正确，D错误.6.某物体的速度使其质量增加10%，则此物体在其运动方
5、向上缩短了（）A.10%B90%C. D解析：选D.由相对论知 110%，又根据尺缩效应公式知ll故11.二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分.在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）7.接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有（）A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C.地球上的人观测到地球上的钟较快D.地球上的人观测到地球上的钟较慢解析：选AC.相对论告诉我们，运动的钟会变慢，由于飞船上的人观测飞船上的钟是静止的，观测
6、到地球上的钟是运动的，因此飞船上的人观测到飞船上的钟相对于地球上的钟快，A项正确，B项错误；同样，地球上的人观测到飞船上的钟是运动的，地球上的钟是静止的，因此地球上的人观测到地球上的钟比飞船上的钟快，C项正确，D项错误.8.下列问题需要用相对论来进行解释的是（）A.“嫦娥一号”的运行轨迹的计算B.喷气式飞机的空中运行C.人造太阳的反应过程D.红矮星的演变过程解析：选CD.凡是高速、微观、强引力问题都需要用相对论来进行解释；C选项中的过程属于微观的情况，D选项中的过程属于强引力的情况.9.关于Emc2的应用，下列说法正确的是（）A.公式Emc2也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量
7、B.公式Emc2适用于核反应堆中的核能的计算，不适用于电池中的化学能的计算C.公式Emc2只适用于计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量D.公式Emc2适用于任何类型的能量的计算解析：选AD.公式Emc2适用于任何类型的能量，所以选项A、D正确.10.按照爱因斯坦的广义相对论，下列说法中正确的是（）A.天体之间的引力作用是时空弯曲的原因B.光线经过太阳附近时会发生弯曲C.氢原子发射的光从太阳传播到地球时，它的频率要比地球上氢原子发射的光的频率低D.光在真空中任何情况下都是沿直线传播的解析：选ABC.根据广义相对论，物质的引力会使光线弯曲.引力越强弯曲越厉害，因此在地球上看到星体的位置与
8、实际位置不符.在引力强的星球附近时间进程比较慢，原子发光的频率低，故A、B、C正确，D错误.三、非选择题（本题共3小题，共40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，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.（12分）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？解析：棒（K系）以速度v相对观察者（K系）沿棒长方向运动，静止棒长l是固有长度，所以，运动时长度为ll运动质量m则线密度.答案：12.（12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
9、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？解析：每个质子以0.9c的速度运动，质量为m，由质能方程得质子运动时能量为Emc22.29m0c2，质子静止时能量为E0m0c2，质子的动能为EkEE02.29m0c2m0c21.29m0c2，两个质子的动能总和为2Ek2.58m0c2.答案：见解析13.（16分）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，5.0 s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？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v0.60c，彗星相对S系的速度ux0.80c，由速度变换公式可得所求结果.ux0.946c，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t5.0 s解得t4.0 s.答案：（1）0.946c（2）4.0 s