15.1相对论的诞生 试卷（含答案） (2)

15.1相对论的诞生
试卷（含答案）
1.关于狭义相对论的两个假设,下列说法正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　
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
答案:AC
2.以下说法中正确的是(　　)
A.经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的
B.经典物理规律也适用于高速运动的物体
C.力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的
D.力学规律在任何惯性系里都是等价的
答案:D
3.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.0.4c　　　B.0.5c　　　C.0.9c　　　D.1.0c
答案:D
解析:真空中的光速在不同的惯性参考系中都相同。
4.如图所示,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是(　　)
A.同时被照亮
B.A先被照亮
C.C先被照亮
D.无法判断
答案:C
解析:当铁塔B发出一个闪光,同时到达A、C两铁塔被反射,但列车沿AC方向以接近光速行驶,经铁塔A反射的光相对列车的速度远小于经铁塔C反射的光相对列车的速度,经铁塔C反射的光先到达观测者,看到C先被照亮,C正确。
5.下列说法中正确的是(　　)
A.研究铅球的运动,可以用牛顿定律和运动学公式
B.研究电子的运动可用牛顿定律和运动学公式
C.研究电子运动要用狭义相对论原理
D.研究铅球和电子的运动都要用牛顿运动定律
答案:AC
解析:以牛顿运动定律为基础的经典物理学处理低速、宏观物体的运动是相当完美的,但对于高速的微观的运动就无能为力了。显然,铅球的运动可以用牛顿定律来解决,而电子的运动则不能用牛顿定律来解决,而要用狭义相对论原理来解决。本题主要考查经典物理学的适用范围。
6.A、B两架飞机沿地面上一足球场的长度方向在其上空高速飞过,且vA>vB,在飞机上的人观察结果正确的是(　　)
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宽度比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
答案:D
解析:因为当一个惯性系的速度比较大时,根据l=l0知,足球场的长度沿飞行方向减小,而且速度越大,长度越小,故A、C均错误;而垂直于运动方向上,宽度是不随速度而变化的,因此B错误,D正确。
7.一观察者测得运动着的米尺为0.5
m长,求此米尺以多大的速度移动。
答案:2.60×108m/s
解析:以观察者为一参考系测得的长度为l,米尺为另一参考系,测得米尺的长度为l',根据公式l=l',可得:v=c
c=3.0×108m/s,l'=1
m,l=0.5
m
所以:v=0.866c=2.60×108m/s。
8.(1)以8×103m/s的速度运行的人造卫星上一只完好的手表走过1
min,地面上的人认为它走过这1
min“实际”上花去的时间是多少
(2)若卫星以0.9c(c为真空中的光速)的速度在太空中飞行,其中一只完好的手表走过了1
min,地面上的人认为它走过这1
min“实际”上花去的时间为多少
(3)若卫星以0.9c的速度在太空中飞行,地面上的观察者看到卫星上有一只完好的手表走过了1
min,则卫星上的观察者认为这只手表已经走过了多少时间
答案:(1)(1+1.33×10-10)min　(2)2.3
min　(3)0.436
min
解析:(1)卫星上观测到的时间为Δt'=1
min,卫星运动的速度为v=8×103m/s,所以地面上观测到的时间为Δt==(1+1.33×10-10)
min
结论:对于该卫星来说,相对论效应微不足道。
(2)地面上观察的时间为
Δt==2.3
min。
(3)飞船上的人认为这只表走时为
Δt'=Δt=0.436
min。