5.2 相对论中的神奇时空 —2020-2021学年【新教材】鲁科版（2019）高中物理必修第二册同步测试（word含答案）

相对论中的神奇时空 同步测试
1.日常生活中,我们并没发现物体的质量随物体运动的速度变化而变化,其原因是 (　　)
A.运动中的物体无法称量质量
B.物体的速度远小于光速,质量变化极小
C.物体的质量太大
D.物体的质量不随速度的变化而变化
2．根据狭义相对论的两个基本假设，下列推论正确的是(　　)
A．运动的时钟变慢
B．运动的时钟变快
C．运动的尺子变长
D．物体的质量随速度的增加而减小
3．假设有兄弟两个，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，则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
C．由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢
D．这是神话，科学无法解释
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
5．关于爱因斯坦质能关系式，下列说法中正确的是(　　)
A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能
B．E＝mc2是物体的核能
C．E＝mc2是物体各种形式能的总和
D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm与放出的能量ΔE存在一定关系
6．(2019·泰安高一检测)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，高速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，高速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中的人扁一些
D．当物体运动的速度v?c时，“时间延缓”和“长度收缩”效应可忽略不计
7．一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以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 m
B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m
C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c
D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c
8．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．地球上的人观测到两钟一样快
D．地球上的人观测到地球上的钟较慢
9．某星际飞船正在遥远的外太空飞行，假如它的速度可以达到0.7c，在地球上观测到其经过8.76×104 h的时间到达某星球，则在飞船上的人看来，其到达此星球需要的时间是(　　)
A．8.76×104 h B．6.26×104 h
C．12.27×104 h D．16.52×104 h
10.(多选)甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子,同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子,则下列说法正确的是 (　　)
A.甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大
B.甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小
C.乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度大
D.乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度小
11．人马星座α星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.3×1016 m。设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座α星之间。若宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算飞船往返一次需多少时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？

12．带电π介子静止时的平均寿命是2.6×10－8 s，某加速器射出的带电π介子的速率是2.4×108 m/s。试求：
(1)在实验室中测得这种粒子的平均寿命；
(2)上述π介子衰变前在实验室中通过的平均距离。


参考答案：
1.选B。2.选A　3.选C　4.选D　5.选D6.选A　7.选B　8.选A　9.选B　10.选B、D。
11.解析：以地球上的时钟计算：τ＝＝ s≈2.87×108 s＝9年；
若以飞船上的时钟计算：因为τ＝，
所以得τ0＝τ＝2.87×108× s≈1.28×107 s＝0.4年。
答案：9年　0.4年
12.解析：(1)由τ＝得，
π介子的平均寿命是τ＝ s＝4.33×10－8 s。
(2)π介子衰变前在实验室中通过的平均距离s＝τ·v＝4.33×10－8 s×2.4×108 m/s＝
10.4 m。
答案：(1)4.33×10－8 s　(2)10.4 m