【物理竞赛 精】相对论基础练习题二
高考物理近代物理知识点之相对论简介基础测试题含答案解析
高考物理近代物理知识点之相对论简介基础测试题含答案解析一、选择题1．下列对爱因斯坦质能方程的理解正确的是（）A．2=中能量E其实就是物体的内能E mcB．公式2=适用于任何类型的能量E mcC．由2△△知质量与能量可以相互转化E mc=D．2=不适合用来计算电池中的化学能E mc2．下列说法正确的是________．A．物体做受迫振动时，振幅与物体本身无关B．光纤通信是激光和光导纤维相结合实现的C．火车以接近光速通过站台时车上乘客观察到站台上的旅客变矮D．全息照相技术是光的衍射原理的具体应用3．如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S，甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v（接近光速）的光火箭沿AB方向飞行.两观察者身边各有一只事先在地面校准了的相同的时钟.下列对相关现象的描述中，正确的是（）A．甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离B．甲认为飞船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变快了C．甲测得光速为c，乙测得的光速为c-vD．当光源S发生一次闪光后，甲认为A、B两处同时接收到闪光，乙则认为A先接收到闪光4．以下说法正确的是（）A．核裂变与核聚变都伴有质量亏损，亏损的质量转化成能量B．β射线和光电效应中逸出的电子都是原子核衰变产生的C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源、观察者间的相对运动没有关系D．原子核所含核子单独存在时的总质量不小于该原子核的质量5．下列说法正确的是A．做简谐运动的单摆，其振动能量与振幅和摆球质量无关B．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相利用了激光的衍射原理C．质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的D．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象6．牛顿把天体运动与地上物体的运动统一起来，创立了经典力学。
随着近代物理学的发展，科学实验发现了许多经典力学无法解释的事实，关于经典力学的局限性，下列说法正确的是A．火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理B．由于经典力学有局限性，所以一般力学问题都用相对论来解决C．经典力学适用于宏观、低速运动的物体D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体7．设在正负电子对撞机中，电子和正电子以速度相向飞行，它们之间的相对速度为（）A．B．C．D．8．下列关于经典力学和相对论的说法，正确的是()A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例9．在以光速c前进的特殊“列车”上向前发射一束光，在地面上的观察者看来这束光的速度是（）A．0B．c C．2c D．c10．自然界中有质量的实际物体运动的最大速度不会超过（）A．空气中的光速B．真空中的光速C．电子绕原子核运动的速度D．宇宙飞船运动的速度11．关于相对论的下列说法中，正确的是（）A．宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论计算它的运动轨道B．电磁波的传播速度为光速C．相对论彻底否定了牛顿力学D．在微观现象中，相对论效应不明显12．在地面附近有一高速飞行的宇宙飞行器，地面上的人和宇宙飞行器中的宇航员观察到的现象，正确的是A．地面上的人观察到宇宙飞行器变短了B．地面上的人观察到宇宙飞行器变长了C．宇航员观察到宇宙飞行器内的时钟变慢了D．宇航员观察到宇宙飞行器内的时钟变快了13．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中，A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比14．下列说法中正确的是（）A．电磁波具有偏振现象，说明电磁波是纵波B．电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波C．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，是因为它们都可以在真空中传播D．光速不变原理和时间间隔的相对性是狭义相对论的两个基本假设15．与相对论有关的问题，下列说法正确的是（ ）A ．火箭内有一时钟，当火箭高速运动后，此火箭内观察者发现时钟变慢了B ．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的C ．一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度要长些D ．高速运动物体的质量会变小16．一列火车以接近光速的速度从我们身边飞驰而过，我们会感到车厢、车窗变短了，而车厢、车窗的高度没有变化，那么车厢内的人看到的路旁的电线杆间距将会（ ） A ．变窄B ．变宽C ．不变D ．都有可能17．一辆轿车在山区的高速公路上以接近光速行驶，穿过众多隧道，已知隧道口为圆形，在将要抵达隧道时，下列说法正确的是（ ） A ．司机观察到的隧道口为椭圆形隧道的总长度变短 B ．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度不变 C ．司机观察到的隧道口为椭圆形，隧道的总长度不变 D ．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度变短18．关于经典力学的适用范围和局限性，下列说法正确的是（ ） A ．经典力学过时了，应该被量子力学所取代B ．由于超音速飞机的速度太大，其运动不能用经典力学来解释C ．人造卫星的运动不适合用经典力学来描述D ．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述19．有兄弟两人，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，该现象的科学解释是( ) A ．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了 B ．弟弟思念哥哥而加速生长了C ．由相对论可知，物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢D ．这是神话，科学无法解释20．某物体在静止时的质量为0m ，在速度为v 的高速（接近光速）情况下质量为m ，则由狭义相对论可知物体速度v 为（ ）A ．0m c m⋅B cC ．01m c m ⎛⎫-⋅ ⎪⎝⎭D c21．下列说法正确的是（ ）A ．单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零B ．有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象C ．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场D ．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 22．下列对光学现象的认识正确的是（ ）A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象B．狭义相对论说，在任意惯性参考系里，一切力学规律都是相同的C．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象D．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高23．以下说法正确的是（）A．开普勒提出日心说，并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆B．卡文迪许测量出万有引力常量，并提出万有引力定律C．牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力D．洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速，导弹的质量会明显增大24．如图所示，假设一根10cm长的梭镖以接近光速穿过一根10cm长静止的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。
初中物理竞赛练习题(2)相对运动
初三（）班姓名（）1、在公路上并列行驶的两辆汽车，甲车的乘客看到乙车向东运动，乙车的乘客看到窗外的树也向东运动，如果以楼房为参照物时则说明（）A：甲车向东运动，乙车向西运动B：甲车向西运动，乙车向东运动C：甲、乙两车都向西运动，且甲车比乙车运动得快D：甲、乙两车都向西运动，且甲车比乙车运动得慢2、甲、乙、丙三人分别乘坐直升机，甲看见地面楼房匀速下降，乙看见甲静止不动，丙看见乙匀速上升，这三架直升机各做何种运动？3、甲、乙、丙三辆汽车同时在一条东西方向的大街上行驶，甲车上的人看到丙车相对于甲车向西运动，乙车上的人看到甲、丙两辆车都相对乙车向东运动，而丙车上的人则看到路边树木向西运动，关于这三辆车行驶的方向，以下各说法中正确的是（）A：甲车必定向东行驶B：乙车必定向西行驶C：丙车可能向西行驶D：三辆车行驶的方向可能是相同的4、一条小船相对于水以3m/s的速度沿河逆流而上，水流速为1m/s，当小船在一座桥下经过时，船上的一只轻木箱被碰落水中，假设木箱落水后立即顺水漂向下游方向，过了1min才被船上的人发现，发现后立即调转船头，仍以相对于水3m/s的速度去追木箱，则从调头开始到追上木箱需要的时间为（）A：1min B：2min C：3min D：4min5、平直的公路上甲、乙、丙三人骑自行车沿相同方向行驶，但甲感觉顺风，乙感觉逆风，丙感觉无风，由此可判定三人中骑车速度最大的是（）6、在南北方向的平直公路上，有a、b、c三辆汽车，a车上的人看到b车匀速向南，c车上的人看到a车匀速向北，b车上的人看到路旁的建筑物匀速向南，这三辆车相对于地面可能静止的是（）A：只有a车B：只有b车C：只有c车D：a车和c车4、在向东行驶的甲车上的乘客看来，乙车向西运动；在向西行驶的丙车上的乘客看来，乙车向东运动，则乙车的运动情况可能是（）A：不动B：向西运动C：向东运动D：无法确定5、甲、乙、丙三辆汽车在同一条南北方向的公路上，甲车司机看到丙车向北运动，乙车司机看到甲车和丙车都向南运动，丙车司机看到路旁商店向北运动，下列说法正确的是（）A：甲车向南行驶B：乙车可能静止C：乙车向北行驶D：丙车速度最慢1、在一条平直的南北方向的公路上，有甲、乙、丙三辆汽车依次向北行驶，甲、丙两车快慢相同，乙车较甲、丙两车开得快。
高二物理竞赛课件：相对论习题
一、选择题
1 下列说法哪种(些)正确: (A) 一切运动物体相对于观察者的速度都不 能大于真空的光速. (B) 质量、长度、时间的测量结果都随物体 与 观察者的相对运动状态而改变. (C) 在一切惯性系中发生于同一时刻、不同地 点的两个事件，在其它惯性系中也同时发生.
(D) 惯性系中的观察者观察一个对它作匀速 相对运动的时钟时，会看到该钟走慢了.
t t t 1 0.62 5 0.8s 4s
L 1L
1
u2 c2
L
0.6 90
54m
解二：飞船系中 x 90 t 90 c
地球系中
x x ut 1 90 0.8c 90 270 m
1 0.82
c
解三：设飞船系为S系，地球系为S 系，
S 相对S以-0.8c运动，地球系中
x x ut 1 90 (0.8c) 90 270 m
（2）_____________________________ 。 狭义相对论时空观认为：时空与 ____________是不可分割的；对不同的 惯性系而言，长度与时间的测量是 ________的，在运动方向上将出现长度 ________和时间________。
• 1．物理定律对所有惯性系都是一样的，即所有惯性系对一 切物理定律等价；
• 在所有惯性系中，真空中的光速相同，且与光源运动无 关；
• 运动 相对 缩短 延缓
2. 介子是不稳定的粒子，在它自己的 参照系中测得平均寿命是 2.6108s ， 如果它相对实验室以 0.8c 的速度运动， 那么实验室坐标系中测得的 介子的 寿命是___________s。
4.33 10 ) 2 c (D) 1 c
3
3
高考物理近代物理知识点之相对论简介基础测试题及答案解析
高考物理近代物理知识点之相对论简介基础测试题及答案解析一、选择题1．与相对论有关的问题，下列说法正确的是（）A．火箭内有一时钟，当火箭高速运动后，此火箭内观察者发现时钟变慢了B．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的C．一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度要长些D．高速运动物体的质量会变小2．以下说法中正确的是（）A．红外线的波长比可见光的波长长,银行利用红外线灯鉴别钞票的真伪B．麦克斯韦提出了电磁场理论,并用实验证实了电磁波的存在C．多普勒效应说明波源的频率发生改变D．狭义相对论认为:在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的3．关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是（）A．中是物体以光速运动的动能B．是物体的核能C．是物体各种形式能的总和D．是在核反应中，亏损的质量和能量的对应关系4．为使电子的质量增加到静止质量的两倍，需有多大的速度( )．A．6.0×108m/s B．3.0×108m/sC．2.6×108m/s D．1.5×108m/s5．如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上放着、、三个时钟，下列说法正确的是（）A．时钟走时最慢，时钟走时最快B．时钟走时最慢，时钟走时最快C．时钟走时最慢，时钟走时最快D．时钟走时最慢，时钟走时最快6．如图所示，一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大（）A ．摩托车B ．有轨电车C ．两者都增加D ．都不增加7．设在正负电子对撞机中，电子和正电子以速度相向飞行，它们之间的相对速度为（ ） A ．B ．C ．D ．8．下列说法中正确的是________ A ．光的偏振现象证明了光波是纵波 B ．雷达是利用超声波来测定物体位置的设备C ．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象D ．考虑相对论效应，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长 9．下列说法正确的是（ ）A ．由于相对论、量子论的提出，经典力学己经失去了它的意义B ．经典力学在今天广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍可普遍适用C ．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变D ．狭义相对论认为，质量、长度、时间的测量结果都与物体运动状态有关10．在以光速c 前进的特殊“列车”上向前发射一束光，在地面上的观察者看来这束光的速度是（ ） A ．0B ．cC ．2cD ．c -11．如图所示，一根10 m 长的梭镖以相对论速度穿过一根10 m 长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的，以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的情况( )A ．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B ．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来C ．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖D ．所有这些都与观察者的运动情况有关 12．下列说法正确的是（ ）A ．可以利用紫外线的热效应对物体进行烘干B ．根据麦克斯韦的电磁理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波C ．光的偏振现象证明了光是一种纵波D ．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后的距离变小了13．在高速公路上行驶的质量为M 的小轿车，关于它的质量下列说法正确的是（ ） A ．大于MB ．小于MC ．等于MD ．质量为零14．关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是（ ） A ．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律 B ．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律 C ．牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律D ．牛顿物理学和狭义相对论都既适用于高速运动又适用于低速运动规律15．迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese5581”运行的行星“G1-581c ”却很值得我们期待。
2023年全国中学生物理竞赛近代物理及相对论专题
近代物理及相对论专题（28）五、（15分）半导体pn结太阳能电池是根据光生伏打效应工作的。
当有光照射pn结时, pn结两端会产生电势差, 这就是光生伏打效应。
当pn结两端接有负载时, 光照使pn结内部产生由负极指向正极的电流即光电流, 照射光的强度恒定期, 光电流是恒定的, 已知该光电流为IL；同时, pn结又是一个二极管, 当有电流流过负载时, 负载两端的电压V使二极管正向导通, 其电流为, 式中Vr和I0在一定条件下均为已知常数。
1、在照射光的强度不变时, 通过负载的电流I与负载两端的电压V的关系是I=__________________。
太阳能电池的短路电流IS=_______________, 开路电压VOC=___________________, 负载获得的功率P=______________。
2、已知一硅pn结太阳能电池的IL=95mA, I0=4.1×10－9mA, Vr=0.026V。
则此太阳能电池的开路电压VOC=___________________V, 若太阳能电池输出功率最大时, 负载两端的电压可近似表达为, 则VmP=______________V。
太阳能电池输出的最大功率Pmax=_______________mW。
若负载为欧姆电阻, 则输出最大功率时, 负载电阻R=_____________Ω。
五、答案与评分标准本题15分.1．(2分）, （2分）, （2分）,（1分）.2. 0.62V （2分）；0.54V （2分）；49mW （2分）；6.0 （2分）.（27）二、(20分)距离我们为L处有一恒星, 其质量为M, 观测发现其位置呈周期性摆动, 周期为T, 摆动范围的最大张角为。
假设该星体的周期性摆动是由于有一颗围绕它作周期运动的行星引起的, 试给出这颗行星的质量所满足的方程。
若光年, 年, 毫角秒, ( 为太阳质量), 则此行星的质量和它运动的轨道半径各为多少？分别用太阳质量和国际单位AU(平均日地距离)作为单位, 只保存一位有效数字。
2024高考物理相对论基础习题集及答案
2024高考物理相对论基础习题集及答案一、选择题1. 相对论的提出是基于下列哪个实验事实？A. 光的传播速度是恒定的B. 物体的质量与速度无关C. 质量与能量的转化关系D. 质量对时间的影响2. 相对论中的洛伦兹变换用于描述什么？A. 物体在运动过程中的能量变化B. 速度趋近于光速时的时间变化C. 光在不同参考系中的传播速度D. 物体速度相对于观察者的变化3. 根据爱因斯坦的相对论，下列哪个命题是正确的？A. 时间是绝对恒定的B. 物体的质量越大，速度越大C. 光在真空中的速度是恒定的D. 空间的长度会随时间变化4. 在相对论中，同时性是相对的概念，这意味着什么？A. 不同参考系中的事件发生时间可能不同B. 运动物体会比静止物体时间快C. 光的速度与参考系无关D. 远离观察者的物体速度越快5. 根据爱因斯坦的质能方程E=mc^2，我们可以得出什么结论？A. 能量与速度成反比B. 质量与能量之间存在等效关系C. 能量可以转化为质量D. 质量可以转化为能量二、填空题1. 爱因斯坦的相对论是基于对光速不变的观察而提出的。
2. 相对论中的洛伦兹变换可以描述运动物体的时空坐标变换。
3. 根据相对论，光的速度在任何参考系中都是恒定的。
4. 相对论中的同时性是相对的，不同参考系中的事件发生时间可能有差异。
5. 爱因斯坦的质能方程E=mc^2描述了质量与能量之间的等效关系。
三、解答题1. 请简要说明相对论的基本概念和原理。
相对论是由爱因斯坦在20世纪初提出的一种物理理论，它主要包括狭义相对论和广义相对论两个部分。
狭义相对论是基于光速不变原理提出的，它指出光的传播速度在任何惯性参考系中都是恒定的。
根据狭义相对论，物体的质量会增加、长度会收缩、时间会变慢等效应将随着物体的速度接近光速而变得显著。
狭义相对论还引入了洛伦兹变换来描述时空坐标的变换。
广义相对论是在狭义相对论的基础上发展起来的，它建立在等效原理的基础上。
广义相对论认为，物体的引力与其所在区域的时空弯曲有关，而不仅仅是质量的作用。
高中物理奥林匹克竞赛专题---相对论习题
例题1. 两个惯性系中的观察者O和O′以 0.6c 的相对速 度互相接近。如果测得两者的初始距离是 20 m ，则O′ 测得两者经过时间 △t′= ________s 后相遇。
O
O′
0.6c
0.6c
L = 20 m
LL 1cv22 16m
tL v0.631 1m 6 80 m s1 8.8 910 8s
（A）30 m （B）54 m （C）270 m （D）90 m
解：飞船系中 x90 t90 c
地球系中
xxvt
(900.8c90)
c 27(0m)
1v c
10.82
例6：地面上一个短跑选手用 10 s 跑完 100 m ，问在 与运动员同方向上以 v = 0.6c 运动的飞船中观测，这 个选手跑了多长距离？用了多少时间？
( x )2 (c t)2 ( x )2 (c t)2
例10： （本题5分）4378
火箭相对于地面以 v = 0.6c（ c 为真空中光速） 的匀速度向上飞离地球。在火箭发射后△t′= 10 s 时 （火箭上的钟），该火箭向地面发射一导弹，其速 度相对于地面为 v1= 0.3c ，问火箭发射后多长时间， 导弹到达地球？（地球上的钟）。计算中假设地面 不动。
( x )2 (c t)2 ( x )2 (c t)2
x 1m 0 , 0 t 0 ,0 x 2 m 0 0 0
t 5.7 7 1 6 0 s
例9： （本题5分）4368
在 K 惯性系中观测到相距 △x = 9×108 m 的两地 点相隔 △t = 5 s 发生两事件，而在相对于 K 系沿 x 方 向以匀速度运动的 K′系中发现此两事件恰好发生在 同一地点。试求在 K′系中此两事件的时间间隔。
高考物理近代物理知识点之相对论简介基础测试题附答案(2)
高考物理近代物理知识点之相对论简介基础测试题附答案(2)一、选择题1．在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，以下对几位物理学家所做科学贡献的叙述正确的是（）A．牛顿运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”B．安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律C．爱因斯坦创立相对论，提出了一种崭新的时空观D．法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，总结出了法拉第电磁感应定律2．下列说法中正确的是A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率B．电磁波谱波长由长到短顺序是无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线C．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快3．关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是（）A．中是物体以光速运动的动能B．是物体的核能C．是物体各种形式能的总和D．是在核反应中，亏损的质量和能量的对应关系4．已知电子的静止能量为0.511MeV，若电子的动能为0.25MeV，则它所增加的质量m与静止质量0m的比值近似为（）A．0.1B．0.2C．0.5D．0.95．如图所示，一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大（）A．摩托车B．有轨电车C．两者都增加D．都不增加6．设在正负电子对撞机中，电子和正电子以速度相向飞行，它们之间的相对速度为（）A．B．C．D．7．关于相对论的下列说法中，正确的是（）A．宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论计算它的运动轨道B．电磁波的传播速度为光速C．相对论彻底否定了牛顿力学D．在微观现象中，相对论效应不明显8．关于相对论效应，下列说法中正确的是（）A．我们观察不到高速飞行火箭的相对论效应，是因为火箭的体积太大B．我们观察不到机械波的相对论效应，是因为机械波的波速近似等于光速C．我们能发现微观粒子的相对论效应，是因为微观粒子的体积很小D．我们能发现电磁波的相对论效应，因为真空中电磁波的波速是光速9．爱因斯坦相对论告诉我们（）A．运动的钟变慢，运动的尺伸长，运动的物体质量变小B．运动的钟变快，运动的尺缩短，运动的物体质量变大C．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动的物体质量变大D．运动的钟变慢，运动的尺伸长，运动的物体质量变大10．引力波是指通过波的形式从辐射源向外传播的时空弯曲中的涟漪，1916年，一著名物理学家基于广义相对论预言了引力波的存在，此物理学家由于发现了光电效应的规律而获得了1921年诺贝尔物理学奖，2015年，美国激光干涉引力波天文台（LIGO）探测到首个引力波信号，根据上述信息可知预言存在引力波的物理学家是A．爱因斯坦B．伽利略C．牛顿D．普朗克11．麦克斯书认为：电荷的周围存在电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波。
高中物理竞赛相对论习题
高中物理竞赛相对论习题2.一电子以0.99c的速率运动。
问：（1）电子的总能量是多少？（2）电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少？（电子静止质量m0=9.1×10-31kg）3. 长度l0=1m的米尺静止于S′系中，与x′轴的夹角为30°，S′系相对S系沿x轴运动，在S系中观测者测得米尺与x轴夹角为45°。
试求：(1)S′系和S系的相对运动速度.(2)S系中测得的米尺长度．4.两个质点A和B,静止质量均为M0,质点A静止,质点B的动能为6m0c2。
设A、B两质点相碰撞并结合为一个复合质点.求复合质点的静止质量.5.串列静电加速器是加速质子、重离子进行核物理基础研究以及核技术应用研究的设备，右图是其构造示意图。
S是产生负离子的装置，称为离子源；中间部分N为充有氮气的管道，通过高压装置H使其对地有5×106V的高压。
现将氢气通入离子源S，S的作用是使氢分子变为氢原子，并使氢原子粘附上一个电子，成为带有一个电子电量的氢负离子。
氢负离子（其初速度为0)在静电场的作用下，形成高速运动的氢负离子束流，氢负离子束射入管道N后将与氮气分子发生相互作用，这种作用可使大部分的氢负离子失去粘附在它们上面的多余的电子而成为氢原子，又可能进一步剥离掉氢原子的电子使它成为质子。
已知氮气与带电粒子的相互作用不会改变粒子的速度。
质子在电场的作用下由N飞向串列静电加速器的终端靶子T。
试在考虑相对论效应的情况下，求质子到达T时的速度v。
电子电荷量q=1.6×10-19C，质子的静止质量m=1.673×10-27kg。
6.在相对于实验室静止的平面直角坐标系S中，有一个光子，沿x轴正方向射向一个静止于坐标原点O的电子．在y轴方向探测到一个散射光子．已知电子的静止质量为m0，光速为c，入射光子的能量与散射光子的能量之差等于电子静止能量的1/10．（1）试求电子运动速度的大小v，电子运动的方向与x轴的夹角θ；电子运动到离原点距离为L0（作为已知量）的A点所经历的时间△t．（2）在电子以1中的速度v开始运动时，一观察者S′相对于坐标系S也以速度v沿S中电子运动的方向运动（即S′相对于电子静止），试求S′测出的OA的长度．。
全国高中物理竞赛相对论专题训练题答案
全国高中物理竞赛相对论专题训练题答案1）根据动量守恒定律，假设电子静止时质量为m，光子频率为ν，电子完全吸收光子能量后以速度υ运动，有公式hν/c=mυ/(1-υ^2/c^2)，同时碰撞前后系统总能量E=mc^2/(1-υ^2/c^2)。
将υ消去后，得到E=2mc^2+hν^2/(1-υ^2/c^2)。
然而，由碰撞前后系统总能量的计算公式E=hν+mc^2可知，E与E'不等，因此该假设过程不符合能量守恒定律，不可能发生。
2）在光电效应过程中，束缚在金属中的电子和射入金属的光子构成的系统动量不守恒，只需考虑能量转换问题。
设电子逸出金属表面所需的最小功为逸出功W，逸出后电子速度为υ，入射光子能量为hν，电子静止质量为m，则有公式hν≥W+mc^2/(1-υ^2/c^2)。
由于逸出电子速度一般比光速小很多，可以近似认为1-υ^2/c^2≈1，因此公式简化为hν≥W+mc^2.只要满足这个条件，就能产生光电效应。
解析本题需要用到热力学第一定律，即能量守恒定律。
根据题意可知，液态氢的焓变为-285.8kJ/mol，而氢气的焓变为0，因此氢气的热量来自于液态氢的放热，即Q= -nΔH=-2mol×(-285.8kJ/mol)=571.6kJ根据理想气体状态方程，可得PV=nRT其中P为氢气的压强，V为氢气的体积，n为氢气的摩尔数，R为气体常数，T为氢气的温度。
将上式化简可得V=nRT/P将Q代入热力学第一定律的公式中可得Q=ΔU+W其中ΔU为氢气的内能变化，W为气体对外做功。
由于氢气的体积不变，因此W=0，代入上式可得ΔU=Q=571.6kJ根据内能的定义，可得ΔU=nCvΔT其中Cv为氢气的定容热容，ΔT为氢气的温度变化。
将上式代入上式可得___由于氢气的体积不变，因此氢气的温度变化只与内能变化有关。
因此，可以通过氢气的内能变化来计算氢气的温度变化。
将氢气的摩尔质量和定容热容代入上式可得ΔT=571.6kJ/(2mol×20.8J/(mol·K))=1376K因此，氢气的温度变化为1376K。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
相对论基础练习题系列二
1、一个粒子静止时测得其寿命为10-7s。
如果该粒子产生后具有0.99c的速度，问其衰变前走了多长距离？
2、假设我们所在的宇宙就是一个大黑洞，即我们不可能把光发射到我们的宇宙之外。
所以即使在宇宙之外还存在空间，还存在天体的话（这完全是一种假设），那么外面的天体看我们的宇宙就是一个“黑洞”。
试从这一假定估算我们宇宙的半径。
设宇宙是密度均匀的球体，宇宙的平均密度约为ρ=10-26kg/m3的数量级。
3、一艘宇宙飞船以0.8c的速度于中午飞经地球，此时飞船上和地球上的观察者都把自己的时钟拨到12点。
⑴、按飞船上的时钟于午后12点30分飞经一星际宇航站，该站相对地球固定，其时钟指示的是地球时间。
试问按宇航站的时钟飞船何时到达该站？
⑵、试问按地球上的坐标测量，宇航站离地球多远？
⑶、于飞船时间午后12点30分从飞船向地球发送无线电信号，试问地球上的观察者何时（按地球时
间）接到信号？
1
1
⑷、若地球上的观察者在接收到信号后立即发出回答信号，试问飞船何时（按飞船时间）接收到回答信号？
4、一个以0.8c 的速率沿x 方向运动的粒子衰变成两个静止质量均为m 0的粒子，其中一个粒子以0.6c 速度沿-y 方向运动，设衰变前粒子的静止质量为M 0，试求：
⑴、另一个粒子的运动速率和方向； ⑵、0
0M m 。
5、一块后玻璃以速率v 向右运动，在A 点发出的光将通过玻璃到达B 点，A 、
B 之间的距离为L ，玻璃在其静止参照系中的厚度为D ，折射率为n ，问光由A
点传到B 点需要多长时间？
6、参考系S′相对于惯性系S按照图示方向以v匀速运动。
两根细长的直尺A′B′和AB的静止长度相同，它们分别按图中所示的方式静置于S′系和S系中，且设两尺在垂直于长度方向上的间距可略。
静止在A和B上的两个钟的计时率已按相对论的要求调好，静止在A′和B′上的两个钟的计时率也已按相对论的要求调好，但这四个钟的零点却是按下述方式确定的：当A′钟与A钟相遇时，两钟均调到零点；当B′钟与B钟相遇时，两钟均调到零点。
设A′与A相遇时，A发出光信号，已知B′接收到该信号时，B′钟的读数为1个时间单位。
⑴、试问B接收到该信号时，B钟的读数为多少个时间单位？
⑵、若B′接收到信号后，立即发出应答光信号。
试问：①、A′接收到该应答信号时，A′钟的读数为多
少时间单位？②、A接收到该应答信号时，A钟的读数为多少时间单位？
7、试从相对论能量和动量的角度分析论证：
1。