第十五章 相对论简介 章末测试(人教版选修3-4)
人教版高中物理选修3-4《第15章相对论简介》单元综合试题及答案3.docx
高中物理学习材料桑水制作(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．首先从理论上预见电磁波的存在和第一次用实验证实电磁波存在的科学家是( )A ．牛顿、法拉第B ．焦耳、奥斯特C ．爱因斯坦、普朗克D ．麦克斯韦、赫兹答案：D2．关于电磁波的应用，下列说法符合实际的是( )A ．医院里常用X 射线对病房和手术室进行消毒B ．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C ．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D ．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力答案：BD 3.图15－1如图15－1所示为LC 回路中电流随时间变化的图象，规定回路中顺时针电流方向为正．在t ＝34T 时，对应的电路是图15－2中的( )答案：B4．“红外夜视仪”在夜间也能看清黑暗中的物体，主要是因为( )A ．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B ．一切物体均在不停地辐射红外线C ．一切高温物体均在不停地辐射红外线D ．“红外夜视仪”发射出γ射线，被视物体受到激发而放出红外线解析：选B.所有物体都发射红外线，因而红外夜视仪可以看清黑暗中的物体．5．(2011年苏州高二检测)关于时间间隔的相对性，火车在高速前进时，下列说法中正确的是( )A ．在火车里的人观察到地面上的时钟比火车内的时钟走得快一些B ．在火车里的人观察到地面上的时钟比火车内的时钟走得慢一些C ．在地面上的人观察到火车里的时钟比地面上的时钟走得快一些D ．在地面上的人观察到火车里的时钟比地面上的时钟走得慢一些答案：BD6．一个物体静止时质量为m 0，能量为E 0；速度为v 时，质量为m ，能量为E ，动能为E k ，下列说法正确的是( )A ．物体速度为v 时能量E ＝mc 2B ．物体速度为v 时动能E k ＝12mc 2 C ．物体速度为v 时动能E k ＝12mv 2 D ．物体速度为v 时动能E k ＝(m －m 0)c 2解析：选AD.根据爱因斯坦的质能方程E ＝mc 2，它包含了物体具有的所有形式的能量，E 0表示物体静止时的能量，m 0表示物体静止时的质量，如果速度为v 时的质量为m ，则速度为v 时物体的能量为mc 2，则此时物体的动能为E k ＝mc 2－m 0c 2，故选项A 、D 正确，B 、C 错误．7．根据爱因斯坦质能方程，以下说法错误的是( )A ．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B ．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C ．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的D ．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大解析：选C.根据ΔE ＝Δmc 2，当能量变化时，参加核反应的物质的质量发生变化，故A 正确；太阳在发生聚变，释放出大量能量，质量减小，故B 正确，C 错误．若地球向外辐射的能量小于从外界获得的能量，所以地球的质量将不断增大，D 正确．8.图15－3如图15－3所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A 、B 、C 三个时钟，下列说法正确的是( )A ．A 时钟走得最慢，B 时钟走得最快B ．A 时钟走得最慢，C 时钟走得最快C ．C 时钟走得最慢，A 时钟走得最快D ．B 时钟走得最慢，A 时钟走得最快解析：选C.A 、B 、C 在同一转盘上，它们的角速度相同，由v ＝r ·ω可知r 越大，线速度v 越大．由Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2可知，v 越大，Δt 越大，也就是说钟走得越慢．从图中可以看出，A 时钟的线速度最小，C 时钟的线速度最大，故A 时钟走得最快，C 时钟走得最慢．9.图15－4如图15－4所示是黑洞的示意图，黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A ．内部也是漆黑一片，没有任何光B ．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C ．内部应该是很亮的D ．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去答案：BCD10．一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 ．都不增加解析：选B.物体质量的增大只发生在给它不断输入能量而使速度增大的时候，水平速度的增大是由本身提供能量，则物体质量不增加，即m ＝m 0/1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2与E ＝mc 2是统一的，故B 正确，A 、C 、D 错误． 11．一高速列车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为( )A ．洞口为椭圆形，长度变短B ．洞口为圆形、长度不变C ．洞口为椭圆形、长度不变D ．洞口为圆形，长度变短解析：选D.在运动方向上由于有“尺缩效应”，故隧道长度变短；在垂直运动方向上，没有“尺缩效应”，故洞口为圆形，故选D.12．在地面附近有一高速飞过的火箭．关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是( )A ．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了B ．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C ．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D ．火箭上的人看地面物体长度变小，时间进程变慢了解析：选BCD.因为表达式l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2和Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，可知l ＜l 0和Δt ＞Δτ，一个相对我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程，在我们看来，它的长度变短，它所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间长，惯性系速度越大，我们观察到的物体的长度越短，物理过程所经历的时间越长．故B 、C 、D 正确．二、计算题(本题共4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)13．(10分)某雷达站发射的电磁波频率与发射器中LC 振荡电路的频率相等，在该发射器的LC 振荡电路中，线圈的电感L 可以从0.4 mH 变到0.01 H ，电容器的电容C 可以从0.36 pF 变到1 μF ，那么，振荡电路的最大频率和最小频率各为多少？解析：频率最大时，电容和电感都应最小，则：f max ＝12πL 1C 1＝12π0.4×10－3×0.36×10－12 Hz ＝1.3×107 Hz 频率最小时，电容和电感都应最大，则f min ＝12πL 2C 2＝12π0.01×1×10－6 Hz ＝1.6×103 Hz. 答案：1.3×107 Hz 1.6×103 Hz14.图15－5(10分)如图15－5所示振荡电路中，线圈自感系数L ＝0.5 H ，电容器电容C ＝2 μF.现使电容器带电，从接通开关S 时刻算起：(1)当t ＝3.0×10－2 s 时，电路中电流方向如何？(2)经过多长时间，线圈中的磁场能第一次达到最大？解析：(1)LC回路振荡的周期：T＝2πLC＝2π0.5×2×10－6 s＝6.28×10－3 s当t＝3.0×10－2 s时，t＝4.78T，即434T<t<5T，此时电容器正处于正向充电阶段，所以电流顺时针．(2)当接通开关S时，电容器开始放电，当电场能完全转化为磁场能时，磁场能第一次达到最大，此时t＝T4＝1.57×10－3 s.答案：(1)顺时针(2)1.57×10－3 s15．(10分)静止的μ子的寿命约为t0＝2×10－6s.假设在8 km的高空，由于τ介子的衰变产生一个速度为v＝0.998c的μ子，试论证此μ子有无可能到达地面．解析：以地球为参考系，μ子的寿命为：t＝t01－v2c2＝31.6×10－6s所以x＝v·t＝9.46 km＞8 km此μ子有可能到达地面．答案：见解析16．(10分)如果将电子由静止加速到速率为0.10c，需对它做多少功？如果将电子由速率为0.80c加速到0.90c，又需对它做多少功？。
人教版 物理 选修3-4 第十五章 相对论简介 寒假测试 (解析版)
绝密★启用前人教版物理选修3-4 第十五章相对论简介寒假测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.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/sB． 3.0×108m/sC． 2.6×108m/sD． 1.5×108m/s【答案】C【解析】由相对论质速关系式m＝可得，v＝c＝c＝c＝2.6×108m/s，故选C.2.以下说法不正确的是()A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B．经典力学理论的成立具有一定的局限性C．经典力学适用宏观低速运动物体，一般不适用于微观高速运动物体D．相对论与量子力学证明了经典力学理论的局限性【答案】A【解析】经典力学在微观、高速情况下不再适用，经典力学的适用条件为：宏观世界、低速运动，故A错误，B、C正确；相对论与量子力学不适用于经典力学，证明了经典力学理论的局限性，D 正确．本题选择错误的，故选A.3.已知太阳内部进行着激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为4×1026J，则可算出()A．太阳的质量约为4.4×106tB．太阳的质量约为8.8×106tC．太阳的质量每秒减少约为4.4×106tD．太阳的质量每秒减少约为8.8×106t【答案】C【解析】由质能方程ΔE＝Δmc2得：Δm＝＝kg＝4.4×109kg＝4.4×106t，故只有C 选项正确．4.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【答案】D【解析】由狭义相对论原理可知，D错误．5.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【答案】D【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．6.如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，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()A． 0.4cB． 0.5cC． 0.9cD． 1.0c【答案】D【解析】光速不变原理7.如果有一列火车以很高的速度(接近光速)运动，根据相对论知识，对于地面上静止的观察者，下列说法错误的是()A．火车上的时钟变快了B．火车上的时钟变慢了C．火车内的物体质量变大了D．火车的长度沿运动方向缩短了【答案】A【解析】A.如果有一列火车以很高的速度(接近光速)运动，根据钟慢效应得火车上的时钟变慢了，故A错误，B正确；C.根据相对论知识火车内的物体质量变大了，故C正确；D.根据尺缩效应知道火车的长度沿运动方向缩短，故D正确．8.假设地面上有一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【答案】D【解析】取路旁的人为惯性系，车上的人相对于路旁的人高速运动，根据尺缩效应，人在运动方向上将变窄，但在垂直运动方向上不发生变化，故选D.9.关于相对论，以下说法正确的是()A．在一切惯性参考系中，测量到的真空的光速c都一样B．狭义相对论时空观认为时间与运动无关C．狭义相对论时空观认为空间与运动无关D．狭义相对论认为质量是物体本身固有的，与运动无关【答案】A【解析】A.根据光速不变原理知：在一切惯性参考系中，测量到的真空的光速c都一样，A正确；B.经典时空观认为时间间隔、空间距离以及物体的质量都是绝对不变的，但根据狭义相对论钟慢效应，狭义相对论时空观认为时间与运动有关，故B错误；C.根据狭义相对论尺缩效应，空间与运动有关，C错误；D.狭义相对论认为速度越大，质量越大，故D错误．10.关于相对论，下列说法正确是()A．设某人在以速度为0.5c飞行的飞船上，打开光源，飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB．高速运动的物体沿运动方向的长度变长C．高速运动时物体质量总小于静止时的质量D．在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是相同的【答案】D【解析】A.相对论告诉我们，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故A错误；B.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小，故B错误；C.高速运动时物体质量总大于静止时的质量，故C错误；D.根据相对性原理，在所有惯性系中，物理定律有相同的表达形式，即一切物理规律都是相同的，故D正确．二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列说法中正确的是()A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关B．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点C．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接收到声波的频率可能发生变化【答案】ABD【解析】A.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故A正确；B.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点，故B正确；C.根据v＝，及v＝λf，红光由空气进入水中，波速减小，那么波长变短，但颜色不变，故C错误；D.当观察者向静止的声源运动时，两者距离减小，接收到的声音频率大于声源发出的频率，故D正确．故选A、B、D.12.(多选)设某人在以速度为0.5c飞行的飞船上，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1.5cB．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC．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c【答案】CD【解析】光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的．即光在真空中沿任何方向的传播速度也是相同的．故A、B，错误，C、D正确．13.(多选)A、B两火箭沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且v A>v B，在火箭上的人以经典的时空观观察结果正确的是()A．A火箭上的人观察到足球场的长度比B火箭上的人观察到的大B．A火箭上的人观察到足球场的长度比B火箭上的人观察到的小C．两火箭上的人观察到足球场的长度相同D．两火箭上的人观察到足球场的宽度相同【答案】CD【解析】A、B两火箭沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且v A>v B，在火箭上的人以经典的时空观观察结果，则两火箭上的人观察到足球场的长度相同，宽度也相同。
人教版选修3-4 第十五章 相对论简介 单元检测 word版含解析答案
人教版选修3-4 第十五章相对论简介单元检测(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(每小题8分,共48分)1.(多选)关于物体的质量,下列说法正确的是()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2.如图所示,鸡蛋和乒乓球都静止在地面上,关于二者所具有的能量关系,下列说法中正确的是()A.鸡蛋大B.乒乓球大C.一样大D.无法进行比较3.用相对论的观点判断,下列说法不正确的是()A.时间和空间都是绝对的,在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B.在地面上的人看来,以10 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C.在地面上的人看来,以10 km/s的速度运动的飞船在运动方向上长度变小,而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人瘦一些D.当物体运动的速度v≪c时,时间间隔的相对性和长度的相对性可忽略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.这个人又矮又胖B.这个人又高又瘦C.这个人矮但不胖不瘦D.这个人瘦但不高不矮5.一艘太空飞船静止时的长度为30 m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球,下列说法正确的是()A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c6.已知太阳内部进行着激烈的热核反应,每秒钟辐射的能量为3.8×1026 J,则可算出()A.太阳的质量约为4.2×106 tB.太阳的质量约为8.4×106 tC.太阳的质量每秒减小约为4.2×106 tD.太阳的质量每秒减小约为8.4×106 t二、非选择题(共52分)7.(10分)如图所示,某车沿水平方向高速行驶,车厢中央的光源发出一个闪光,闪光照到了车厢的前、后壁,则地面上的观察者认为该闪光(选填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”),同时他观察到车厢的长度比静止时变(选填“长”或“短”)了。
人教版选修3-4第十四、十五章电磁波和相对论简介(同步练习)包含答案
电磁波和相对论简介（同步练习）1、某电路中电场随时间变化的图象如下图，能发射电磁波的电场是()【答案】 D2、隐形飞机的原理是在飞机研制过程中想法降低其可探测性，使之不易被敌方发现、追踪和攻击。
依据你所学的物理知识，判断以下说法中正确的选项是()A.运用隐蔽色涂层，不论距你多近的距离，即便你拿望远镜也不可以看到它B.使用汲取雷达电磁波资料，在雷达屏幕上显示的反射信息很小、很弱,很难被发现C.使用汲取雷达电磁波涂层后，流传到复合金属机翼上的电磁波在机翼上不会产生感觉电流D.主假如对发动机、喷气尾管等由于高温简单产生紫外线辐射的部位采纳隔热、降温等举措,使其不易被对方发现【答案】 B3、对于电磁波谱，以下说法中错误的选项是()A.红外线比红光波长长，它的热作用很强B.X 射线就是伦琴射线C.阴极射线是一种频次极高的电磁波D.紫外线的波长比伦琴射线长，它的明显作用是荧光作用【答案】 C4、以下对于电磁波的说法正确的选项是()A.电磁波在真空和介质中流传的速度同样B.变化的磁场能够在空间产生电场C.电磁波的波长、波速、周期的关系为v= λTD.电磁波既可能是横波，也可能是纵波【答案】 B5、属于狭义相对论基本假定的是，在不一样的惯性系中()A.真空中光速不变B.时间间隔拥有相对性C.物体的质量不变D.物体的能量与质量成正比【答案】 A6、对于生活中碰到的各样波，以下说法正确的选项是()A.电磁波能够传达信息，声波不可以传达信息B.手机在通话时波及的波既有电磁波又有声波C.太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波流传速度同样D.遥控器发出的红外线波长和医院“ CT”的中X射线波长同样【答案】 B7、电磁波与机械波拥有的共同性质是()A.都是横波B.都能传输能量C.都能在真空中流传D.都拥有恒定的波速【答案】 B8、以下说法中正确的选项是( )A．变化的磁场不可以产生电场B．变化的电场不可以产生磁场C．麦克斯韦证明了电磁波的存在D．电磁波能在真空中流传【答案】 D9、对于电磁波，以下说法中正确的选项是（）A．变化的电场必定在四周空间产生变化的磁场B．麦克斯韦第一预知了电磁波的存在，法拉第最初用实考证明了电磁波的存在C．电磁波和机械波都依靠于介质才能流传D．各样频次的电磁波在真空中的流传速率都同样【答案】 D10、电磁波已宽泛运用于好多领域，以下对于电磁波的说法切合实质的是（）A．电磁波是横波，不可以产生衍射现象B．常用的遥控器经过发射紫外线脉冲信号来遥控电视机C．依据多普勒效应能够判断遥远天体相对于地球的运动速度D．只需空间某处有变化的电场或磁场，就会在其四周形成电磁波【答案】 C11、对于机械波和电磁波，以下说法中正确的选项是（）A．机械波和电磁波都能在真空中流传B．机械波和电磁波都能够传达能量C．波长、频次和波速间的关系，即v＝λf对机械波和电磁波都合用D．机械波和电磁波都能发生衍射和干预现象E．电磁波的波速与介质没关【答案】 BCD12、依据麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的选项是()A．恒定的电场四周产生恒定的磁场，恒定的磁场四周产生恒定的电场B．变化的电场四周产生磁场，变化的磁场四周产生电场C．平均变化的电场四周产生平均变化的磁场，平均变化的磁场四周产生平均变化的电场D．平均变化的电场四周产生稳固的磁场，平均变化的磁场四周产生稳固的电场E.周期性变化的电场四周产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场四周产生周期性变化的电场【答案】BDE13、要接收到载有音频信号的电磁波，并经过耳机发出声音，在接收电路中一定经过以下过程中的（）A ．调幅B ．调频C．调谐D．解调【答案】CD( )14、对于电磁波，以下说法正确的选项是A ．雷达是用X 光来测定物体地点的设施B．使电磁波随各样信号而改变的技术叫做解调C．用红外线照耀时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D．变化的电场能够产生磁场【答案】 D15、对于电磁波的原理和应用，以下说法正确的选项是（）A．变化的电场就能产生变化的磁场B．微波是指波长为微米级的电磁波C．α、β、γ三种射线中，只有γ射线属于电磁波D．常用的遥控器经过发出紫外线脉冲信号遥控电视机【答案】 C16、以下说法中正确的选项是（）A．红外线的波长比可见光的波长长，银行利用红外线灯鉴识钞票的真伪B．麦克斯韦提出了电磁场理论，并用实考证明了电磁波的存在C．多普勒效应说明波源的频次发生改变D．狭义相对论以为:在惯性系中，不论光源与察看者做如何的相对运动，光速都是同样的【答案】 D17、以下是相关颠簸和相对论内容的若干表达，此中不正确的有（）A．光速不变原理是：真空中的光速在不一样的惯性参照系中都是同样的B．两列波相叠加产生干预现象，则振动增强地区与减弱地区交替变化C．光的偏振现象说明光波是横波D．夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射【答案】 B18、很多光学现象的科学技术上获得了应用，以下对一些应用的解说，正确的选项是（）A．紫外验钞机是利用紫外线的化学作用B． X 光透视利用的是光的衍射现象C．工业上的金属探伤利用的是γ射线拥有极强的穿透能力D．红外遥感技术利用了全部物体都在不断地辐射紫外线的特色【答案】 C。
2019-2020学年高中物理人教版选修3-4同步作业与测评：第十五章 《相对论简介》单元测评 Word版含解析
第十五章 《相对论简介》单元测评本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题，共40分)一、选择题(1～6为单选，7～10为多选，每小题4分，共40分)1．对相对论的基本认识，下列说法正确的是( )A．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的B．爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量C．在高速运动的飞船中的钟走得比地球上的钟快D．我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了答案 A解析 爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系，质量和能量是物体存在的两种形式，质量和能量是不同的概念，B错误；再由相对论的基本原理可知，A正确，C、D错误。
2．如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭B是“追赶”光的；火箭A是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面的速度均为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为( )A．c＋v，c－v B．c，cC．c－v，c＋v D．无法确定答案 B解析 根据光速不变原理，观察者测出的光速都为c，故B正确。
m03．对于公式m＝，下列说法不正确的是( )1－(v c)2A．公式中的m0是物体以速度v运动时的质量B．当物体运动速度v＞0时，物体的质量m＞m0，即物体的质量改变了，但当v较小时，经典力学仍适用C．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，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．通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化答案 A解析 公式中的m0是物体静止时的质量，A错误；在v远小于光速时，质量的变化不明显，经典力学依然成立，B、C、D正确。
故A正确。
4．用著名的公式E＝mc2(c是光速)，可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。
下面的哪种说法是正确的( )A．公式E＝mc2同样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B．公式E＝mc2适用于核反应堆中的核能，不适用于电池中的化学能C．公式E＝mc2不是普遍适用的D．以上说法均不对答案 A解析 质能关系式E＝mc2适用于任何类型的能量，当然也包括电池的能量，故A正确。
人教版高中物理选修3-4第十五章 相对论简介单元检测.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）物理人教3-4第十五章相对论简介单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分)1．下列服从经典力学规律的是()A．自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动B．发射导弹、人造卫星、宇宙飞船C．物体运动的速率接近于真空中的光速D．能量的不连续现象2．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是()A．牛顿发现了万有引力定律B．洛伦兹发现了电磁感应定律C．光电效应证实了光的波动性D．相对论的创立表明经典力学已不再适用3．经典力学的局限性有()A．经典力学没有局限性B．经典力学的应用受到物体运动速率的限制，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不适用了C．经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象D．经典力学的时间和空间分离的观点不对4．下列说法正确的是()A．在经典力学中，物体的质量是不随物体运动状态而改变的B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性，它只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界C．相对论的出现否定了经典力学理论D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳—演绎法”是经典力学方法的典型5．如果宇航员驾驶一艘飞船以接近于光速的速度朝一星体飞行，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动()A．你的质量在减少B．你的心脏跳动在慢下来C．你永远不能由自身的变化知道你是否在运动D．你在变大6．一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()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，但不能由此判断船行方向D．他向各个方向跳的最大距离不同，但不能由此判断船行方向7．已知电子的静止能量为0.511 MeV，若电子的动能为0.25 MeV，则它所增加的质量Δm与静止质量m0的比值近似为()A．0.1B．0.2C．0.5D．0.98．下列哪些不是“相对论”的内容()A．狭义相对性原理B．“尺缩效应”C．时钟变慢D．质量不变是物体的固有属性，与运动状态无关9．下列说法中正确的是()A．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B．强引力作用可使光谱线向红端偏移C．引力场越强的位置，时间进程越慢D．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的10．如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A观察到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′。
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》单元测试试卷【1】含答案考点及解析
2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十五章 相对论简介》单元测试试卷【1】含答案考点及解析班级:___________ 姓名：___________ 分数：___________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一、选择题1.下列说法正确的是( )．A ．只有受迫振动才能发生共振现象B ．一切振动都能发生共振现象C ．只要振动受到阻力，它一定做阻尼振动D ．若振动受到阻力，它也可能做无阻尼振动 【答案】AD【解析】发生共振的条件是f 固＝f 驱，所以A 对、B 错．无阻尼振动是振幅不变的振动．当受阻力时，若外界补充能量，则也可能做无阻尼振动．2.（6分）如图所示，在一条直线上两个振源A 、B 相距6 m ，振动频率相等．t 0＝0时刻A 、B 开始振动，且都只振动一个周期，振幅相等，振动图象A 为图(甲)，B 为图(乙)．若A 向右传播的波与B 向左传播的波在t 1＝0.3 s 时相遇，则( )A ．两列波在A 、B 间的传播速度大小均为10 m/s B ．两列波的波长都是4 mC ．在两列波相遇过程中，中点C 为振动加强点D ．t 2＝0.7 s 时刻B 点经过平衡位置且振动方向向下 【答案】AD 【解析】试题分析：设AB 间距离为s ，两列波的速度为v ，则由题，得．故A 正确．由振动图象读出周期，则波长为．故B 错误．由振动图象知道A 起振方向向上，B 起振方向向下，在两列波相遇过程中，中点C 是两列波的波峰和波谷相遇的点，振动减弱．故C错误．在时刻只有A引起的波传到B点，由乙图读出此刻B经过平衡位置且振动方向向下．故D正确．考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象；波的叠加．3.一列沿x方向传播的横波，其振幅为A，波长为λ，某一时刻波的图像如图所示。
在该时刻，某一质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为A．λ，0B．λ，－A C．λ，A D．λ，A【答案】B【解析】试题分析：根据同侧法判断该点的振动方向为竖直向下，经过0.25T，则运动为先向下振动到最低处，位置为（λ，－A）考点：机械波点评：本题考查了机械波中常见的质点的振动方向的判断，通常可以用同侧法进行判断。
高中物理人教版选修34第15章《相对论简介》课件+强化
第十五章 第三、四节基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1.如果你以接近于光速的速度朝一星体飞行(如图)，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动( )A ．你的质量在增加B ．你的心脏跳动在慢下来C ．你在变小D ．你永远不能由自身的变化知道你的速度答案：D2．(福州八县一中2013～2014高二下学期期末联考)以下说法正确的是( )A ．根据爱因斯坦的相对论，我们之前所学的物理知识、规律都是错误的B ．爱因斯坦提出的质能方程E ＝mc 2，表明任何物体的能量都与其质量成正比C ．牛顿力学适用于宏观、低速的物体D ．若在一艘正以光速前进的飞船上，沿着前进方向发出一束激光，则在地面上观测这束激光，它的速度将是光速的两倍答案：C3．设想有一艘飞船以v ＝0.8c 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( )A ．1.7cB ．0.1cC ．0.99cD ．无法确定答案：C解析：根据相对论速度变换公式：u ＝u ′＋v 1＋u ′v c 2，得u ＝0.8c ＋0.9c 1＋0.8c ×0.9c c 2＝0.99c ，故选项C 正确。
4．一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( )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，但不能由此判断船行方向答案：C解析：根据广义相对性原理可判C 选项正确。
5．下列说法中正确的是( )A ．物体的引力使光线弯曲B ．光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用C ．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D ．广义相对论可以解释引力红移现象答案：ACD解析：根据广义相对论的几个结论可知，选项A 、C 、D 正确，B 错误。
人教版物理选修3-4《第15章-相对论简介》单元综合试题及答案【3】
(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1．首先从理论上预见电磁波的存在和第一次用实验证实电磁波存在的科学家是( )A ．牛顿、法拉第B ．焦耳、奥斯特C ．爱因斯坦、普朗克D ．麦克斯韦、赫兹答案：D2．关于电磁波的应用，下列说法符合实际的是( )A ．医院里常用X 射线对病房和手术室进行消毒B ．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C ．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力D ．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力答案：BD 3.图15－1如图15－1所示为LC 回路中电流随时间变化的图象，规定回路中顺时针电流方向为正．在t ＝34T 时，对应的电路是图15－2中的( )答案：B4．“红外夜视仪”在夜间也能看清黑暗中的物体，主要是因为( )A ．“红外夜视仪”发射出强大的红外线，照射被视物体B ．一切物体均在不停地辐射红外线C ．一切高温物体均在不停地辐射红外线D ．“红外夜视仪”发射出γ射线，被视物体受到激发而放出红外线解析：选B.所有物体都发射红外线，因而红外夜视仪可以看清黑暗中的物体．5．(2019年苏州高二检测)关于时间间隔的相对性，火车在高速前进时，下列说法中正确的是( )A ．在火车里的人观察到地面上的时钟比火车内的时钟走得快一些B ．在火车里的人观察到地面上的时钟比火车内的时钟走得慢一些C ．在地面上的人观察到火车里的时钟比地面上的时钟走得快一些D ．在地面上的人观察到火车里的时钟比地面上的时钟走得慢一些答案：BD6．一个物体静止时质量为m 0，能量为E 0；速度为v 时，质量为m ，能量为E ，动能为E k ，下列说法正确的是( )A ．物体速度为v 时能量E ＝mc 2B ．物体速度为v 时动能E k ＝12mc 2 C ．物体速度为v 时动能E k ＝12mv 2 D ．物体速度为v 时动能E k ＝(m －m 0)c 2解析：选AD.根据爱因斯坦的质能方程E ＝mc 2，它包含了物体具有的所有形式的能量，E 0表示物体静止时的能量，m 0表示物体静止时的质量，如果速度为v 时的质量为m ，则速度为v 时物体的能量为mc 2，则此时物体的动能为E k ＝mc 2－m 0c 2，故选项A 、D 正确，B 、C 错误．7．根据爱因斯坦质能方程，以下说法错误的是( )A ．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B ．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C ．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的D ．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大解析：选C.根据ΔE ＝Δmc 2，当能量变化时，参加核反应的物质的质量发生变化，故A 正确；太阳在发生聚变，释放出大量能量，质量减小，故B 正确，C 错误．若地球向外辐射的能量小于从外界获得的能量，所以地球的质量将不断增大，D 正确． 8.图15－3如图15－3所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A 、B 、C 三个时钟，下列说法正确的是( )A ．A 时钟走得最慢，B 时钟走得最快B ．A 时钟走得最慢，C 时钟走得最快C ．C 时钟走得最慢，A 时钟走得最快D ．B 时钟走得最慢，A 时钟走得最快解析：选C.A 、B 、C 在同一转盘上，它们的角速度相同，由v ＝r·ω可知r 越大，线速度v 越大．由Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2可知，v 越大，Δt 越大，也就是说钟走得越慢．从图中可以看出，A 时钟的线速度最小，C 时钟的线速度最大，故A 时钟走得最快，C 时钟走得最慢．9.图15－4如图15－4所示是黑洞的示意图，黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是( )A ．内部也是漆黑一片，没有任何光B ．内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C ．内部应该是很亮的D ．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去答案：BCD10．一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 ．都不增加解析：选B.物体质量的增大只发生在给它不断输入能量而使速度增大的时候，水平速度的增大是由本身提供能量，则物体质量不增加，即m ＝m 0/1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2与E ＝mc 2是统一的，故B 正确，A 、C 、D 错误． 11．一高速列车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为( )A ．洞口为椭圆形，长度变短B ．洞口为圆形、长度不变C ．洞口为椭圆形、长度不变D ．洞口为圆形，长度变短解析：选D.在运动方向上由于有“尺缩效应”，故隧道长度变短；在垂直运动方向上，没有“尺缩效应”，故洞口为圆形，故选D.12．在地面附近有一高速飞过的火箭．关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是( )A ．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了B ．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C ．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D ．火箭上的人看地面物体长度变小，时间进程变慢了解析：选BCD.因为表达式l ＝l 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2和Δt ＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2，可知l ＜l 0和Δt ＞Δτ，一个相对我们做高速运动的惯性系中发生的物理过程，在我们看来，它的长度变短，它所经历的时间比在这个惯性系中直接观察到的时间长，惯性系速度越大，我们观察到的物体的长度越短，物理过程所经历的时间越长．故B 、C 、D 正确．二、计算题(本题共4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)13．(10分)某雷达站发射的电磁波频率与发射器中LC 振荡电路的频率相等，在该发射器的LC 振荡电路中，线圈的电感L 可以从0.4 mH 变到0. 01 H ，电容器的电容C 可以从0.36 pF 变到1 μF ，那么，振荡电路的最大频率和最小频率各为多少？解析：频率最大时，电容和电感都应最小，则：f max ＝12πL 1C 1＝12π0.4×10－3×0.36×10－12 Hz ＝1.3×107 Hz 频率最小时，电容和电感都应最大，则f min ＝12πL 2C 2＝12π0.01×1×10－6 Hz ＝1.6×103 Hz. 答案：1.3×107 Hz 1.6×103 Hz14.图15－5(10分)如图15－5所示振荡电路中，线圈自感系数L ＝0.5 H ，电容器电容C ＝2 μF.现使电容器带电，从接通开关S 时刻算起：(1)当t ＝3.0×10－2 s 时，电路中电流方向如何？(2)经过多长时间，线圈中的磁场能第一次达到最大？解析：(1)LC 回路振荡的周期：T ＝2πLC ＝2π0.5×2×10－6 s ＝6.28×10－3 s当t ＝3.0×10－2 s 时，t ＝4.78T ，即434T<t<5T ， 此时电容器正处于正向充电阶段，所以电流顺时针．(2)当接通开关S 时，电容器开始放电，当电场能完全转化为磁场能时，磁场能第一次达到最大，此时 t ＝T 4＝1.57×10－3 s. 答案：(1)顺时针 (2)1.57×10－3 s15．(10分)静止的μ子的寿命约为t 0＝2×10－6s.假设在8 km 的高空，由于τ介子的衰变产生一个速度为v ＝0.998c 的 μ子，试论证此μ子有无可能到达地面． 解析：以地球为参考系，μ子的寿命为：t ＝t 01－v 2c2＝31. 6×10－6s 所以x ＝v·t＝9.46 km ＞8 km此μ子有可能到达地面．答案：见解析16．(10分)如果将电子由静止加速到速率为0.10c ，需对它做多少功？如果将电子由速率为0.80c 加速到0.90c ，又需对它做多少功？。
统编高中物理人教版选修3-4(学业分层测评)第十五章 相对论简介 学业分层测评20 Word版含答案
学业分层测评(二十)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列关于狭义相对性原理的说法中不正确的是()A．狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都成立B．狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都成立C．狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性系中都成立D．狭义相对性原理与伽利略相对性原理没有区别E．相对性原理对一切自然规律都适用【解析】根据狭义相对性原理的内容，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．一定要注意它和伽利略相对性原理的区别，即狭义相对性原理中的“规律”是一切物理规律，而经典相对性原理中的“规律”只是指经典物理学的规律，范围要小许多．【答案】ABD2．关于狭义相对论的两个假设，下列说法正确的是() 【导学号：23570154】A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B．在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的D．真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的E．物体的位移、速度以及电场强度等物理量可能因所选择的参考系的不同而不同，但是它们所遵从的物理规律却是同样的【解析】狭义相对论的两个假设分别是狭义相对性原理和光速不变原理，选项A、C、E正确．【答案】ACE3．根据经典力学的相对性原理，下列结论正确的是() 【导学号：23570155】A．任何力学规律在惯性系中都是相同的B．同一力学规律在不同的惯性系中可能不同C．在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否在匀速运动D．在一个惯性参考系里可以用力学实验判断该参考系是否在匀速运动E．如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系【解析】经典力学的相对性原理是力学规律在任何惯性系中都是相同的，故A、C、E 正确，B、D错误．【答案】ACE4．在地面附近有一高速飞过的火箭，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是()A．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了B．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D．火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了E．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均有变化【解析】 根据“尺缩效应”“动钟变慢”原理，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了，A 错误，B 正确；根据相对性，火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了，D 正确；火箭上的人与火箭之间无相对运动，故火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化，C 正确，E 错误．【答案】 BCD5．A 、B 两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且v A ＞v B ，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是( )A ．A 飞机上的人观察到足球场的长度比B 飞机上的人观察到的大B ．A 飞机上的人观察到足球场的长度比B 飞机上的人观察到的小C ．两飞机上的人观察到足球场的长度相同D ．两飞机上的人观察到足球场的宽度相同E ．A 飞机上的人观察B 飞机的长度和时间进程均有微小变化【解析】 由l ＝l 01－⎝⎛⎭⎫v c 2(其中l 0是相对足球场静止时的长度)，可以看出，速度越大，“动尺变短”的效应越明显，选项B 正确；但是足球场的短轴与飞机速度方向垂直，所以两飞机上的人观察到足球场的宽度相同．因A 、B 两飞机有相对运动，所以E 正确．【答案】 BDE6．如图15-1-2所示，强强乘坐速度为0.9c (c 为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c ，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________．图15-1-2。
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章末检测
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分)
1．下列说法中正确的是 ( )．
A ．万有引力可以用狭义相对论作出正确的解释
B ．电磁力可以用狭义相对论作出正确的解释
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 由狭义相对论的基本原理和无法解决的问题知，正确答案为B 、C 、
D.
答案 BCD
2．根据相对论判断，下列说法正确的是 ( )．
A ．狭义相对论全面否定了经典力学理论
B ．如果物体在地面上静止不动，任何人在任何参考系里测得的物体的长度 都是一样的
C ．由E ＝mc 2可知，质量可转变成能量
D ．物体的速度越大，质量也变得越大
解析 由相对论的结论可知D 正确．
答案 D
3．关于物体的质量，下列说法正确的是 ( )．
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，物体的质量随物体的速度的增大而增大 解析 根据质速公式m ＝m 0
1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2分析，其中m 是物体以速度v 运动时的
质量，m 0是静质量．
答案ACD
4．一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E k，下列说法正确的是()．A．物体速度为v时的能量E＝mc2
B．物体速度为v时的动能E k＝1
2mc
2
C．物体速度为v时的动能E k＝1
2m v
2
D．物体速度为v时的动能E k＝(m－m0)c2
答案AD
5．根据爱因斯坦的质能方程，可以说明()．A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等
B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小
C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的
D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大
解析由质能方程可知A、B、D正确．
答案ABD
6．下列几种说法：
(1)所有惯性系统对物理基本规律都是等价的．
(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关．
(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同．
关于上述说法()．A．只有(1)(2)是正确的
B．只有(1)(3)是正确的
C．只有(2)(3)是正确的
D．三种说法都是正确的
解析狭义相对论认为：物体所具有的一些物理量可以因所选参考系的不同而不同，但它们在不同的参考系中所遵从的物理规律却是相同的，即(1)(2) 都是正确的．光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理定律都
是相同的．即光在真空中沿任何方向的传播速度都是相同的．
答案 D
7．如图1所示，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的．以下叙述中最好的描述了梭镖穿过管子的情况的是()．
图1
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
解析如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部．然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子，正确答案为D.
答案 D
8．如图2所示，你站在水平木杆AB的中央附近，并且看到木杆落在地面上时是两端同时着地的，所以，你认为这木杆是平着落到了地面上；而此时飞飞小姐正以接近光速的速度从你前面掠过，她看到B端比A端先落地，因而她认为木杆是向右倾斜着落地的，她的看法是()．
图2
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
解析当飞飞小姐掠过木杆时，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个事 件，在飞飞小姐看来首先在B 端发生．
到底在A 和B 处的两个事件是同时发生，还是在B 处先发生？这一问题是没
有意义的．因为运动是相对的，对运动的描述取决于选择的参考系．对于你 来说木杆是平着下落的，对飞飞小姐来说木杆是向右斜着下落的，虽然难以 置信，但你和她都是正确的．
答案 AC
9．用相对论的观点判断，下列说法不正确的是 ( )．
A ．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物 体的长度总不会改变
B ．在地面上的人看来，以10 km/s 的速度运动的飞船中的时钟会变慢，但是 飞船中的宇航员却看到时钟是准确的
C ．在地面上的人看来，以10 km/s 的速度运动的飞船在运动方向上会变窄， 而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船上的人扁一些
D ．当物体运动的速度v ≪c 时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不 计
解析 按照相对论的观点，时间和空间都是相对的，A 错误；由Δt ＝ Δτ
1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2可知，运动的时钟变慢了，但飞船中的钟相对观察者静止，时钟
准确，B 正确；由l ＝l 01－⎝ ⎛⎭
⎪⎫v c 2可知，地面上的人看飞船和飞船上的人看 地面上的人都沿运动方向长度减小，C 正确；当v ≪c 时，“时间膨胀”和“长 度收缩”效果可忽略不计，故D 也正确．
答案 A
10．下列说法正确的是
( )．
A ．爱因斯坦的狭义相对论认为运动的时钟变快
B ．狭义相对论认为一切物理规律对于所有惯性系都具有相同的形式
C ．在高速运动情况下，经典力学的规律仍然适用
D ．可以通过力学实验区分均匀引力场和一个做匀加速运动的参考系
解析 狭义相对论认为运动的时钟变慢，故A 项错．狭义相对论认为所有惯 性系是等价的，一切物理规律在惯性系中都有相同的形式，故B 项正确．在 高速运动情况下，经典力学的规律不再适用，故C 项错．一个均匀引力场与 一个做匀加速运动的参考系等价，不能通过力学实验来区分，故D 项错． 答案 B
二、非选择题(本题共4小题，共40分)
11．(8分)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．
解析 依据爱因斯坦的质能方程E ＝mc 2，宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k 倍，则其质量等于其静止质量的k 倍；再由相对论质量公式m ＝m 0
1－⎝ ⎛⎭
⎪⎫v c 2
得v c ＝k 2－1k .
答案 k k 2－1
k
12．(10分)星际火箭以0.8c 的速率飞行，其运动质量为静止质量的多少倍？ 解析 设星际火箭的静止质量为m 0，其运动时的质量m ＝m 0
1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2＝
m 01－（0.8）2＝53m 0，即其运动质量为静止质量的53倍． 答案 53
倍
13. (10分)如图3所示，列车以速度v 匀速运动，在车厢里
的人量得车厢高为d ，一相对于车厢静止的尺子的长度为L 0.请思考：
(1)地面上的人量得的车厢高度为多少？
(2)地面上的人测得的尺子的长度为多少？
解析 (1)由于在竖直方向上车厢没有运动，所以地面上
图3
的人量得车厢高度仍为d ；
(2)由长度的相对性，所以L ＝L 0
1－v 2c 2. 答案 (1)d (2)L 0
1－v 2
c 2 14．(12分)一粒子以0.05c 的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c ，电子的运动方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．
解析 已知v ＝0.05c ，u x ′＝0.8c .
由相对论速度叠加公式得
u x ＝u x ′＋v 1＋u x ′v c
2＝（u x ′＋v ）c 2c 2＋u x ′v ， u x ＝（0.8c ＋0.05c ）c 2
c 2＋0.8c ×0.05c
＝0.817c . 答案 0.817c。