PAGE階段驗(yàn)收評(píng)估（二）相對(duì)論簡(jiǎn)介一、選擇題(本題共8小題，每小題6分，共48分。第1～5小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第6～8小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1．山區(qū)修建的高速公路穿過(guò)好多的隧道，已知隧道口為圓形，一輛在高速路上快速行駛的轎車在將要抵達(dá)隧道時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．司機(jī)觀察到的隧道口為橢圓形，隧道的總長(zhǎng)度變短B．司機(jī)觀察到的隧道口為圓形，隧道的總長(zhǎng)度不變C．司機(jī)觀察到的隧道口為橢圓形，隧道的總長(zhǎng)度不變D．司機(jī)觀察到的隧道口為圓形，隧道的總長(zhǎng)度變短解析：選D根據(jù)狹義相對(duì)論，在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度變短，故隧道長(zhǎng)度變短，在垂直運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度不變，故洞口為圓形，故選D。2．在一列勻速行駛的列車上，一小孩相對(duì)列車從同一高度從各個(gè)方向以相同大小的水平初速度拋球，則下列敘述正確的是()A．球的速度方向與列車前進(jìn)的方向相同時(shí)，球在列車上同一水平面上的落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平間距最大B．球的速度方向與列車前進(jìn)的方向相反時(shí)，球在列車上同一水平面上的落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平間距最大C．球的速度方向與列車前進(jìn)的方向垂直時(shí)，球在列車上同一水平面上的落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平間距最小D．無(wú)論朝哪個(gè)方向拋球，球在列車上同一水平面上的落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平間距均相同解析：選D一切慣性系中物理規(guī)律相同，此時(shí)和小孩在靜止的列車上拋球是一樣的，所以無(wú)論朝哪個(gè)方向拋球，球在列車上同一水平面上的落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平間距均相同，D正確。3．屬于狹義相對(duì)論基本假設(shè)的是在不同的慣性系中()A．真空中光速不變B．時(shí)間間隔具有相對(duì)性C．物體的質(zhì)量不變D．物體的能量與質(zhì)量成正比解析：選A狹義相對(duì)論的基本假設(shè)有：(1)狹義相對(duì)論的相對(duì)性原理：一切彼此做勻速直線運(yùn)動(dòng)的慣性參考系，對(duì)于描寫運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律來(lái)說(shuō)都是等價(jià)的；(2)光速不變?cè)恚簩?duì)任一慣性參考系，真空中的光速都相等，所以只有A項(xiàng)正確。4．在地面上觀測(cè)一個(gè)物體，由于物體以一定速度運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)該物體質(zhì)量比靜止時(shí)的質(zhì)量增加了10%，求在地面上觀測(cè)時(shí)，此物體相對(duì)于靜止時(shí)的尺度在運(yùn)動(dòng)方向上縮短了()A．91% B．10%C．18% D．9.1%解析：選D先根據(jù)質(zhì)速方程：m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))，由題意eq\f(m－m0,m0)＝eq\f(10,100)得：eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2)＝eq\f(1,1.1)，再由動(dòng)尺變短公式：l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2)，則解得：eq\f(l0－l,l0)≈9.1%。5．在高速運(yùn)動(dòng)的火車上，設(shè)車對(duì)地面的速度為v，車上的人以速度u′沿著火車前進(jìn)的方向相對(duì)火車運(yùn)動(dòng)，那么他相對(duì)地面的速度u與u′＋v的關(guān)系是()A．u＝u′＋vB．u＜u′＋vC．u＞u′＋v D．以上均不正確解析：選B按照經(jīng)典時(shí)空觀，u＝u′＋v，實(shí)際上，根據(jù)相對(duì)論速度變換公式：u＝eq\f(u′＋v,1＋\f(u′v,c2))，1＋eq\f(u′v,c2)＞1，所以嚴(yán)格地來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)u＜u′＋v，而經(jīng)典時(shí)空觀u＝u′＋v，是在u′v?c2時(shí)的一種近似，而只有在u′v的積與c2相比較不能忽略時(shí)，才能顯明地看出u＜u′＋v，故只有B正確。6．A、B兩火箭沿地面上一足球場(chǎng)的長(zhǎng)軸方向在其上空高速飛過(guò)，且vA>vB，在火箭上的人觀察結(jié)果正確的是()A．A火箭上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度比B火箭上的人觀察到的大B．A火箭上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度比B火箭上的人觀察到的小C．兩火箭上的人觀察到的足球場(chǎng)的長(zhǎng)度相同D．兩火箭上的人觀察到的足球場(chǎng)的寬度相同解析：選BD因?yàn)楫?dāng)一個(gè)慣性系的速度比較大時(shí)，符合l＝l′eq\r(1－\f(v2,c2))，速度越大，l越小。因?yàn)関A>vB，所以lA<lB。7．根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)知識(shí)，關(guān)于人們對(duì)時(shí)間和空間的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．時(shí)間和空間是絕對(duì)的，與物質(zhì)的存在和物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)都無(wú)關(guān)B．時(shí)間和空間可以脫離物質(zhì)而獨(dú)立存在，兩者之間也無(wú)聯(lián)系C．時(shí)間和空間可以脫離物質(zhì)而獨(dú)立存在，兩者之間存在一定的聯(lián)系D．時(shí)間和空間不能脫離物質(zhì)而獨(dú)立存在，兩者之間存在一定的聯(lián)系解析：選AB經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的，可以脫離物質(zhì)而獨(dú)立存在，二者之間沒(méi)有聯(lián)系，故A、B正確。8．直升機(jī)在搶險(xiǎn)救災(zāi)中能發(fā)揮特殊的作用，在某次搶險(xiǎn)救災(zāi)中，飛行員憑借自己的經(jīng)驗(yàn)，在抵達(dá)救災(zāi)地點(diǎn)前，調(diào)為以某一恒定的速度勻速飛行，在距離救災(zāi)地一定距離時(shí)，將救災(zāi)物資自由釋放。地面上的人看到該救災(zāi)物資的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線，而飛行員觀察到救災(zāi)物資做自由落體運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，救災(zāi)物資剛好落在救災(zāi)地點(diǎn)。由經(jīng)典的時(shí)空觀可確定()A．飛行員為非慣性系B．飛行員為慣性系C．地面上的人為非慣性系D．地面上的人為慣性系解析：選BD物資投放后，僅受重力作用，飛行員看到物資是做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)，符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，故飛行員為慣性參考系，B正確，A錯(cuò)誤；地面上的人看到物資做初速度不為零的拋體運(yùn)動(dòng)，符合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，D正確，C錯(cuò)誤。二、計(jì)算題(本題共3小題，共52分)9．(14分)根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論，一把米尺，在它與觀察者有不同相對(duì)速度的情況下，米尺長(zhǎng)度是不同的，它們之間的關(guān)系如圖。由此可知，當(dāng)米尺和觀察者的相對(duì)速度達(dá)到0.8c(c為光速)時(shí)，米尺長(zhǎng)度大約是________m。在日常生活中，我們無(wú)法察覺(jué)到米尺長(zhǎng)度變化的現(xiàn)象，是因?yàn)橛^察者相對(duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)速度________。解析：由圖可以對(duì)應(yīng)看出，米尺的長(zhǎng)度大約為0.6m，在日常生活中，我們無(wú)法觀察到米尺長(zhǎng)度變化的現(xiàn)象，是因?yàn)橛^察者相對(duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)速度太小。答案：0.6太小10．(16分)一支靜止時(shí)長(zhǎng)10m的飛行物以3km/s的速度從觀察者的身邊掠過(guò)，觀察者測(cè)得飛行物的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？飛行物上的人測(cè)得飛行物的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？如果飛行物的速度為光速的三分之一呢？解析：飛行物相對(duì)于飛行物上的人是靜止的，所以不管飛行物的速度是多少，飛行物上的人測(cè)得的飛行物長(zhǎng)與靜止時(shí)相同，為L(zhǎng)0＝10m。如果飛行物的速度為v1＝3×103m/s。地面觀察者測(cè)得的飛行物長(zhǎng)L1＝L0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v1,c)))2)＝10×eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3×103,3×108)))2)m≈10m，如果飛行物的速度為v2＝c/3，地面觀察者測(cè)得的飛行物長(zhǎng)L2＝L0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,c)))2)＝10×eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(c/3,c)))2)m≈9.43m。答案：10m10m9.43m11．(22分)一個(gè)原來(lái)靜止的電子，經(jīng)過(guò)100V的電壓加速后它的動(dòng)能是多少？質(zhì)量改變了百分之幾？速度是多少？此時(shí)還能否使用經(jīng)典的動(dòng)能公式？(m0＝9.1×10－31kg)解析：由動(dòng)能定理：Ek＝eU＝1.6×10－19×100J＝1.6×10－17J根據(jù)質(zhì)能方程：ΔE＝Δmc2得：Δm＝eq\f(Ek,c2)，質(zhì)量的改變是原來(lái)的：eq\f(Δm,m0)＝eq\f(Ek,m0c2)＝eq\f(1.6×10－17J,9.1×10－31×3×1