本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,考试时间90分钟。
第Ⅰ卷 (选择题,共40分)
一、选择题(1~6为单选,7~10为多选,每小题4分,共40分)
1.对相对论的基本认识,下列说法正确的是( )
A.相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
B.爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量
C.在高速运动的飞船中的钟走得比地球上的钟快
D.我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
答案 A
解析 爱因斯坦的质能方程阐明了质量和能量的相互联系,质量和能量是物体存在的两种形式,质量和能量是不同的概念,B错误;再由相对论的基本原理可知,A正确,C、D错误。
2.如图所示,按照狭义相对论的观点,火箭B是“追赶”光的;火箭A是“迎着”光飞行的,若火箭相对地面的速度均为v,则两火箭上的观察者测出的光速分别为( )
A.c+v,c-v B.c,c
C.c-v,c+vD.无法确定
答案 B
解析 根据光速不变原理,观察者测出的光速都为c,故B正确。
3.对于公式m=,下列说法不正确的是( )
A.公式中的m0是物体以速度v运动时的质量
B.当物体运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,但当v较小时,经典力学仍适用
C.当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微小,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动
D.通常由于物体的速度太小,质量的变化引不起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化
答案 A
解析 公式中的m0是物体静止时的质量,A错误;在v远小于光速时,质量的变化不明显,经典力学依然成立,B、C、D正确。故A正确。
4.用著名的公式E=mc2(c是光速),可以计算核反应堆中为了产生一定的能量所需消耗的质量。下面的哪种说法是正确的( )
A.公式E=mc2同样也可以用来计算一个手电筒发出一定能量光时所丢失的质量
B.公式E=mc2适用于核反应堆中的核能,不适用于电池中的化学能
C.公式E=mc2不是普遍适用的
D.以上说法均不对
答案 A
解析 质能关系式E=mc2适用于任何类型的能量,当然也包括电池的能量,故A正确。
5.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
答案 B
解析 Δt′=Δt=8.76×104× h≈6.26×104 h,故B正确。
6.假设地面上有一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
答案 D
解析 根据长度的相对性,相对运动方向长度减小,垂直于运动方向上的长度不变,所以这个人瘦但不高,D正确。
7.分别站在地面和匀速向前行驶的车厢中点的甲、乙两人,都看到了在车厢前、后壁发生的事件,下列说法正确的是( )
A.若乙观察两事件是同时的,则甲观察到前壁事件发生得早
B.若乙观察两事件是同时的,则甲观察到后壁事件发生得早
C.若甲观察两事件是同时的,则乙观察到前壁事件发生得早
D.若甲观察两事件是同时的,则乙观察到后壁事件发生得早
答案 AD
解析 乙观察两事件是同时的,即光从前后壁到乙的时间相等,但对甲而言,光从前壁到甲的传播距离变小,用时少,因而认为前壁事件先发生。故A正确,B错误;同理甲认为同时,乙一定认为前壁事件发生得晚,故D正确,C错误。