PAGEPAGE5相對(duì)論的誕生時(shí)間和空間的相對(duì)性限時(shí)45分鐘總分100分一、單選題(每小題6分，共30分)1．關(guān)于狹義相對(duì)論，下列說(shuō)法不正確的是(D)A．狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的B．狹義相對(duì)論認(rèn)為在一切慣性系中，光在真空中的速度都等于c，與光源的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)C．狹義相對(duì)論只涉及無(wú)加速度運(yùn)動(dòng)的慣性系D．狹義相對(duì)論任何狀況下都適用解析：由狹義相對(duì)性原理可知D錯(cuò)誤．2．如圖所示，沿平直鐵路途有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的依次是(C)A．同時(shí)被照亮 B．A先被照亮C．C先被照亮 D．無(wú)法推斷解析：列車上的視察者看到的是由B發(fā)出后經(jīng)過(guò)A和C反射的光，由于列車在這段時(shí)間內(nèi)向C運(yùn)動(dòng)，而遠(yuǎn)離A，所以C的反射光先到達(dá)列車上的視察者，看到C先被照亮，故只有C正確．3．如圖所示，在一個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的巨大轉(zhuǎn)盤上，放著A、B、C三個(gè)時(shí)鐘，下列說(shuō)法正確的是(C)A．A時(shí)鐘走得最慢，B時(shí)鐘走得最快B．A時(shí)鐘走得最慢，C時(shí)鐘走得最快C．C時(shí)鐘走得最慢，A時(shí)鐘走得最快D．B時(shí)鐘走得最慢，A時(shí)鐘走得最快解析：A、B、C在同一轉(zhuǎn)盤上，它們的角速度相同，由v＝r·ω可知r越大，線速度v越大．Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))可知，v越大，Δt越大，也就是說(shuō)鐘走得越慢．從圖中可以看出，A時(shí)鐘的線速度最小，C時(shí)鐘的線速度最大，故A時(shí)鐘走得最快，C時(shí)鐘走得最慢．4．某宇航員要到離地球5光年的星球上去旅行，假如希望把這段路程縮短為3光年，則他所乘飛船相對(duì)地球的速度為(C)A．0.5c B．0.6cC．0.8c D．0.9c解析：由l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，且eq\f(l,l0)＝eq\f(3,5)可得：v＝eq\f(4,5)c＝0.8c，故C正確．5．有下列幾種說(shuō)法：①全部慣性系對(duì)物理基本規(guī)律都是等價(jià)的；②在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)；③在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速度都相同．關(guān)于上述說(shuō)法(D)A．只有①②是正確的 B．只有①③是正確的C．只有②③是正確的 D．三種說(shuō)法都是正確的二、多選題(每小題8分，共40分)6．下列哪些是“相對(duì)論”的內(nèi)容(BC)A．伽利略的相對(duì)性原理B．“尺縮效應(yīng)”C．“時(shí)鐘變慢”D．質(zhì)量不變是因?yàn)樗俏矬w的固有屬性，與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)解析：伽利略相對(duì)性原理中的物理規(guī)律指的是力學(xué)規(guī)律，而相對(duì)論的物理規(guī)律指的是一切物理規(guī)律，A錯(cuò)誤；據(jù)“相對(duì)論”推出的重要結(jié)論有“長(zhǎng)度變小”“時(shí)間變慢”“質(zhì)量變大”，則B、C正確，D錯(cuò)誤．7．用相對(duì)論的觀點(diǎn)推斷，下列說(shuō)法正確的是(BCD)A．時(shí)間和空間都是肯定的，在任何參考系中一個(gè)事務(wù)發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)變更B．在地面上的人看來(lái)，以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變慢，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是精確的C．在地面上的人看來(lái)，以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄，而飛船中的宇航員卻感覺(jué)到地面上的人看起來(lái)比飛船中的人扁一些D．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度v?c時(shí)，“時(shí)間膨脹”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽視不計(jì)解析：依據(jù)相對(duì)論的觀點(diǎn)，時(shí)間和空間都是相對(duì)的，A錯(cuò)誤；由Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))可知，運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢了，但飛船中的時(shí)鐘相對(duì)宇航員靜止，時(shí)鐘精確，B正確；由l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))可知，地面上的人看飛船，和飛船上的人看地面上的人都沿運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度減小，C正確．當(dāng)v?c時(shí)，“時(shí)間膨脹”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽視不計(jì)，故D也正確．8．依據(jù)伽利略相對(duì)性原理，可以得到下列結(jié)論(AC)A．力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的B．同一力學(xué)規(guī)律在不同的慣性系中可能不同C．在一個(gè)慣性參考系里不能用力學(xué)試驗(yàn)推斷該參考系是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．在一個(gè)慣性參考系里可以用力學(xué)試驗(yàn)推斷該參考系是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：由伽利略相對(duì)性原理可知A、C正確．9．下列說(shuō)法正確的是(CD)A．電磁波不能產(chǎn)生衍射現(xiàn)象B．電磁波和機(jī)械波都只能在介質(zhì)中傳播C．依據(jù)多普勒效應(yīng)可以推斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度D．光在真空中運(yùn)動(dòng)的速度在不同慣性系中測(cè)得的數(shù)值是相等的解析：干涉和衍射是波特有的性質(zhì)，電磁波也可以發(fā)生衍射現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；電磁波可以在真空中傳播，故B錯(cuò)誤；由于波源與接受者的相對(duì)位移的變更，而導(dǎo)致接受頻率的變更，稱為多普勒效應(yīng)，所以可以推斷遙遠(yuǎn)天體相對(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)速度，故C正確；依據(jù)光速不變?cè)恚诓煌瑧T性系中，光在真空中傳播速度大小相等，故D正確．10．如圖所示，你站在水平木桿AB的中心旁邊，并且看到木桿落在地面上時(shí)是兩端同時(shí)著地的，所以，你認(rèn)為該木桿是平著落到了地面上；若此時(shí)飛飛小姐正以接近光速的速度從你前面拂過(guò)，她看到B端比A端先落地，因而她認(rèn)為木桿是向右傾斜著落地的．她的看法是(AC)A．正確的B．錯(cuò)誤的C．她應(yīng)感覺(jué)到木桿在朝她運(yùn)動(dòng)D．她應(yīng)感覺(jué)到木桿在遠(yuǎn)離她運(yùn)動(dòng)解析：當(dāng)飛飛小姐拂過(guò)木桿時(shí)，在她看來(lái)，木桿不僅在下落，而且還在朝她運(yùn)動(dòng)．因此，在你看來(lái)同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事務(wù)，在飛飛小姐看來(lái)首先在B端發(fā)生．因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述取決于選擇的參考系．對(duì)于你來(lái)說(shuō)木桿是平著下落的，對(duì)飛飛小姐來(lái)說(shuō)木桿是向右傾斜著下落的，雖然難以置信，但你和她都是正確的．三、非選擇題(共30分)11．(12分)如圖所示，某車沿水平方向高速行駛，車廂中心的光源發(fā)出一個(gè)閃光，閃光照到了車廂的前、后壁，則地面上的視察者認(rèn)為該閃光先到達(dá)后壁(選填“先到達(dá)前壁”“先到達(dá)后壁”或“同時(shí)到達(dá)前、后壁”)，同時(shí)他視察到車廂的長(zhǎng)度比靜止時(shí)變短(選填“長(zhǎng)”或“短”)了．解析：地面上的視察者認(rèn)為地面是一個(gè)慣性系，閃光向前、后傳播的速度相對(duì)地面是相同的，但是在閃光飛向兩壁的過(guò)程中，車廂向前行進(jìn)了一段距離，所以向前的光傳播的路程長(zhǎng)些，到達(dá)前壁的時(shí)間也就晚些，即地面上的視察者認(rèn)為該閃光先到達(dá)后壁．依據(jù)長(zhǎng)度的相對(duì)性可知：一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小．故可以得出視察者視察到車廂的長(zhǎng)度比靜止時(shí)變短．12．(18分)(1)以8×103m/s的速度運(yùn)行的人造衛(wèi)星上一只完好的手表走過(guò)了1min，地面上的人認(rèn)為它走過(guò)這1min“實(shí)際”上花去的時(shí)間是多少？(2)若衛(wèi)星以0.9c(c為真空中的光速)的速度在太空中飛行，其中一只完好的手表走過(guò)了1min，地面上的人認(rèn)為它走過(guò)這1min“實(shí)際”上花去的時(shí)間為多少？(3)若衛(wèi)星以0.9c的速度在太空中飛行，地面上的視察者看到衛(wèi)星上有一只完好的手表走過(guò)了1min，則衛(wèi)星上的視察者認(rèn)為這只手表已經(jīng)走過(guò)了多少時(shí)間？答案：(1)(1＋3.6×10－10)min(2)2.3min(3)0.436min解析：(1)衛(wèi)星上觀測(cè)到的時(shí)間為Δt′＝1min，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度為v＝8×103m/s，所以地面上觀測(cè)到的時(shí)間為Δt＝eq\f(Δt′,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))≈(1＋3.6×10－10)m