2017-2018学年高中物理 章末通关演练（六）相对论与天体物理 鲁科版选修3-4

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1、章末通关演练(六)　相对论与天体物理(时间：60分钟　满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项正确。)1．关于相对论的下列说法，正确的是(　　)A．狭义相对论只研究力学规律B．狭义相对论只研究惯性系C．广义相对论的等效原理是指惯性系和非惯性系等效D．强引力可导致光线和空间弯曲是狭义相对论的结论2．如图1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(　　)图1A．同时被照亮　　　　　　B．A先被照亮C．C先被照亮D．无法判断3．坐在

2、做匀速直线运动的公共汽车上的售票员，观察到车的前、后门是同时关上的，地面上的观察者观察到的是(　　)A．同时关上B．前门先于后门关上C．后门先于前门关上D．不能确定4．假设地面上有一列火车以接近光速的速度运动，其内站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．这个人瘦但不高B．这个人矮但不胖C．这个人是个瘦高个儿D．这个人是个矮胖子5．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

3、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6．设某人在速度为0.5c的飞船上，打开了一个光源，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可能小于cD．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c7．经典物理学家认为，一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。但在相对论理论中，对杆长度的说法中正确的是(　　)A．一条沿自身长度运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小B．一条沿自身长度运动的杆，其长度与静止时

4、杆的长度相等C．在垂直于自身长度方向上运动的杆，其长度小于静止时的长度D．如果两条平行的杆在沿自身的长度方向上运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆变长了8．宇宙飞船相对于地面以速度v做匀速直线飞行，某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号，经过Δt(飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知飞船的固有长度为(　　)A．c·Δt　　　　　　　　　B．v·ΔtC．c·Δt·D.二、非选择题(共4小题，共52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。有数值计算的要注明单位)9．(12分)若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测

5、得光速为c，问在地面上的观察者看来，光速应为v＋c吗？10．(12分)“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关。根据爱因斯坦的理论，一把米尺，在它与观察者有不同相对速度的情况下，米尺长度是不同的，它们之间的关系如图2所示。图2由此可知，当米尺和观察者的相对速度达到0.8c(c为光速)时，米尺长度大约是________m。在日常生活中，我们无法觉察到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度____________________________________________________________________________________

6、____________________________________________________。11．(14分)假设宇宙飞船从地球射出，沿直线到达月球，距离是3.84×108m。它的速度在地球上被测得为0.30c，根据地球上的时钟，这次旅行要用多长时间？根据宇宙飞船所做的测量，地球和月球的距离是多少？怎样根据这个算得的距离，求出宇宙飞船上时钟所读出的旅行时间？12．(14分)π＋介子是一不稳定粒子，平均寿命是2.6×10－8s(在它自己参考系中测得)。(1)如果此粒子相对于实验室以0.8c的速度运动，那么在实验室坐标系中测量的π＋介子寿命多长？(2)π＋介子在衰变前

7、运动了多长距离？答案1．选B　根据狭义相对论和广义相对论的原理知，B项正确。2．选C　因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C先被照亮，答案为C。3．选C　由于车是运动的，后门的光先于前门的光传至观察者，因此地面上的人先看到后门关上。4．选A　由狭义相对论知在运动方向上长度变短，在垂直运动方向上长度不变，故A项正确。5．选D　因为当一个惯性系的速度比较大时，根据l＝l0知，沿飞行方向长度减小，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