2019-2020年高中物理課時(shí)跟蹤檢測十五牛頓眼中的世界愛因斯坦眼中的世界魯科版 一、選擇題(共6小題，每小題5分，共30分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確。) 1．下列關(guān)于狹義相對性原理的說法中正確的是(　　) A．狹義相對性原理是指力學(xué)規(guī)律在一切參考系中都相同 B．狹義相對性原理是指一切物理規(guī)律在一切參考系中都相同 C．狹義相對性原理是指一切物理規(guī)律在所有慣性參考系中都相同 D．狹義相對性原理與經(jīng)典相對性原理沒有區(qū)別 2．下列說法中正確的是(　　) A．相對性原理能簡單而自然地解釋電磁學(xué)的問題 B．在真空中，若物體以速度v背離光源運(yùn)動(dòng)，則光相對物體的速度為c－v C．在真空中，若光源向著觀察者以速度v運(yùn)動(dòng)，則光相對于觀察者的速度為c＋v D．邁克耳孫－莫雷實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：不論光源與觀察者做怎樣的相對運(yùn)動(dòng)，光速都是一樣的 3．A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面的某處，vA＞vB，在A火箭上的人觀察結(jié)果正確的是(　　) A．火箭A上的時(shí)鐘走得最快 B．地面上的時(shí)鐘走得最快 C．火箭B上的時(shí)鐘走得最快 D．火箭B上的時(shí)鐘走得最慢 4.慣性系S中有一邊長為l的正方形，如圖1所示，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象是圖2中的(　　) 圖1 圖2 5．用相對論的觀點(diǎn)判斷下列說法中正確的是(　　) A．時(shí)間和空間都是絕對的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長度總不會(huì)改變 B．在地面上的人看來，以 10 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變快，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘可能是準(zhǔn)確的 C．在地面上的人看來，以10 km/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不到，地面上的人看起來比飛船中的人扁一些 D．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度v遠(yuǎn)小于c時(shí)，“長度收縮”和“時(shí)間膨脹”效應(yīng)可忽略不計(jì) 6．在高速運(yùn)動(dòng)的火車上，設(shè)車對地面的速度為v，車上的人以速度u′沿著火車前進(jìn)的方向相對火車運(yùn)動(dòng)，那么他相對地面的速度u與(u′＋v)的關(guān)系是(　　) A．u＝u′＋v　　　　　 　B．u＜u′＋v C．u＞u′＋v D．以上均不正確 二、非選擇題(共2小題，共20分) 7．(10分)一張宣傳畫是邊長為5 m的正方形，一高速列車以2108 m/s的速度接近此宣傳畫，在司機(jī)看來，這張宣傳畫是什么樣子？ 8．(10分)假如有一對孿生兄弟A和B，其中B乘坐速度為v＝0.9c的火箭飛往大角星(牧夫座a)，而后又飛回地球。根據(jù)A在地球上的觀測，大角星離地球有40 萬光年遠(yuǎn)，這次B往返飛行經(jīng)歷的時(shí)間為80.8年。如果B在離開地球時(shí)，他們的年齡都為20歲，試問：當(dāng)B回到地球時(shí)，他們的年齡各有多大？ 答 案 1．選C　根據(jù)狹義相對論的基本原理以及經(jīng)典相對論的原理可知選項(xiàng)C正確。 2．選D　相對性原理簡單而自然，但在電磁學(xué)的領(lǐng)域里，涉及到相對哪個(gè)參考系才成立的問題，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)狹義相對論的光速不變原理，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確。 3．選A　根據(jù)相對論理論知，相對觀察者速度越小的時(shí)鐘走得越快，火箭A上的時(shí)鐘相對觀察者的速度最小是零，故A正確。 4．選C　飛行器與被測正方形沿x方向發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)。由相對論時(shí)空觀可知，在該方向上會(huì)發(fā)生長度收縮效應(yīng)，因此該方向測得的長度小于l，y方向與相對運(yùn)動(dòng)方向垂直，故y方向上測得的長度仍為l，故正確選項(xiàng)為C。 5．選D　時(shí)間和空間都是相對的，沒有絕對準(zhǔn)確的時(shí)間和空間，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；由l＝l0 可知，兩處的人都感覺l＜l0，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)公式可知，當(dāng)v遠(yuǎn)小于c時(shí)，尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)都可以忽略不計(jì)，所以選項(xiàng)D正確。 6．選B　按照經(jīng)典時(shí)空觀，u＝u′＋v，實(shí)際上，根據(jù)相對論速度變換公式：u＝，1＋＞1，所以嚴(yán)格地來說，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。 7．解析：l＝l′＝5 m＝3.7 m，在垂直運(yùn)動(dòng)方向上長度不變，所以看到的是一張3.75 m2的宣傳畫。 答案：看到的是一張3.75 m2的宣傳畫 8．解析：設(shè)B在飛船慣性系中經(jīng)歷時(shí)間為t′，根據(jù)時(shí)間延緩效應(yīng)得t′＝，即80.8＝ 解得t′＝35.2年 所以B回到地球時(shí)的年齡為20＋35.2＝55.2(歲) 此時(shí)A的年齡為20＋80.8＝100.8(歲)。 答案：A的年齡為100.8歲　B的年齡為55.2歲