2019备战高考物理选修3-4第十五章-相对论简介（含解析）一、单选题1.下列几种说法：a所有惯性系统对物理基本规律都是等价的.b在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.c在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同.关于上述说法( ) A. 只有ab是正确的 B. 只有ac是正确的 C. 只有bc是正确的 D. 三种说法都是正确的2.有兄弟两人，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，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了C. 由相对论可知，物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢D. 这是神话，科学无法解释3.下列说法中正确的是( ) A. 万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释 B. 电磁力无法用狭义相对论做出正确的解释C. 万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架 D. 狭义相对论是非惯性参考系之间的理论4.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为3光年，则他所乘飞船相对地球的速度为( ) A. 0.5C B. 0.6C C. 0.8C D. 0.9C5.惯性系s中有一边长为l的正方形，从相对s系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是图中的（ ） A. B. 第 1 页


际物理年”.对于爱因斯坦
提出的质能方程 ,下列说法中不正确的是（ ） A. 表
明物体具有的能量与其质量成正比B. 根据
可以计算核反应中释放的核能C. 一
个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D. E=mc2中的E是发生
核反应中释放的核能10.在一高速列车通过
洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为( ) A. 洞口
为椭圆形，长度变短 B. 洞口为圆形、长度不变C. 洞口
为椭圆形、长度不变 D. 洞口为圆形，长度变短二
、多选题11.下列说法正确的是（ ） A. 在以 的速度沿竖直方向
升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大B. 在以 的速度沿竖直方向
升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小第 2 页
C. D. 6.已知电子的静止能量为0.511 MeV，若电子的动能为0.25 MeV，则它所增加的质量Δm与静止质量m0的比值近似为( ) A. 0.1 B. 0.2 C. 0.5 D. 0.97.经典力学有一定的适用范围和局限性，不适合用经典力学描述的运动是（　　） A. 子弹的飞行 B. 粒子接近光速的运动 C. 高速列车的运行 D. 飞船绕地球的运行8.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宇航员会发现飞船中的时钟与他观察到的地球上的时钟走得同样快D. 我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上长度变短了9.为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2019年定为“国


升空的火箭上沿水平方向发出的光，对地速度为cD. 在以 的速度沿竖直方向
升空的火箭上沿任一方向发出的光，对地速度都为c12.关于非惯性系，下列说法正确的是（ ） A. 匀速运动的参考系是非惯性系 B. 变速运动的参考系是非惯性系C. 牛顿
定律在非惯性系中不再成立 D. 牛顿定律在非惯性系中仍然成立13.以下说法中，
错误的是( ) A. 矮
星表面的引力很强 B. 在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快
些C. 在引力
场越弱的地方，物体长度越长 D. 在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移14.下列说法中正确的是( ) A. 在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是
广义相对性原理B. 在不同的参考系中，物理规律都是不同的，
例如牛顿运动定律仅适用于惯性参考系C. 一
个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理D. 一
个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理15.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，同时乙在地面上看甲手中沿
火车前进方向放置的尺，则下列说法正确的是（ ） A. 甲看
到乙手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度大B. 甲看
到乙手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度小C. 乙看
到甲手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度大D. 乙看
到甲手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度小16.下列物体的运动
服从经典力学规律的是（ ） A. 自行车、
汽车、火车、飞机等交通工具的运动 B. 发射导弹、人造卫星、宇宙飞船的运动C. 物体运动的速率接近真空中的光速 D. 能量的不
连续现象三、
填空题17.经典的时空观：一
条杆的长度不会因为观察者是否与杆做________而不同． 相对论的时空观：长度也
具有________，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度________，
但在垂直于杆的运动方向上，杆的长度________．相对长度公式：设相对于杆
静止的观察者认为杆的长度为l0 ， 称为固有长度，与杆有相对运动的人认为杆的长度为l，
杆相对于观察者的速度为v，则l，l0 ， v的关系是l＝________. 18.________的参考系
称为惯性系，匀速运动的汽车、轮船等作为参考系时就是惯性系．________不
成立的参考系称为非惯性系．例如我们坐在加速的车厢里，以车厢为参考系观察到路边的
树木、房屋向后方加速运动，根据牛顿运动定律，房屋树木应该受到不为零的合外
力作用，但事实上没有，也就是牛顿运动定律不成立，这里加速的车厢就是非惯性系． 19.狭义相对论的两
个基本假设是：________、________. 20.经典的时空观：某两
个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是第 3 页
C. 在以 的速度沿竖直方向


．相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔
是________的，惯性系________越大，惯性系中的________越慢．非但如此，惯性系中的一
切________．相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间
隔，Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝ ________. 21.关于宇宙的
成因，目前比较易被接受的是宇宙起源于________ . 22.以8×103 m/s的速度运行的人
造卫星上一只完好的手表走过1 min,地面 上的人认为它走过这1 min“实际”
上花去的时间是________min.若卫星以0.9C（C为真空中的光速）的速度在太空中飞行，
其中一只完好的手表走过了1 min，地面上的人认为它走过这1 min“实际”
上花去的时间是________min.若卫星以0.9C的速度在太空中飞行，地面上的观察
者看到卫星上有一只完好的手表恰好走过了1 min，则卫星上的观察者认为这只表已经走了________min. 四
、计算题23.如果
总能量是静能的k倍，求该粒子的速度. 24.太
阳在不断地辐射能量，因而其质量不断地减少．若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026J，
试计算太阳在一秒内失去的质量．估算5000年内总共减少了多少质量，并与太
阳的总质量2×1027t比较之． 25.假
定一列火车沿着固定在惯性参考系K中的直线轨道以不变的速度u运动（u较大）,第
二惯性参考系K连接在火车上，与火车一起运动，假定从火车的前后每一端发出一个闪电，有人出现在K系B点
，B在A和C正中间，如图所示，他观测到闪电同一瞬时到达B点
，则坐在火车上中点B的另一个观察者观测到什么样的“事件”？26.请
同学们考虑并回答以下几个问题：①如图所
示，参考系 相对于参考系 静止时，人看到的光速应是多少？②参考系 相对于参考系 以速度v向
右运动，人看到的光速应是多少？第 4 页
________的


左运动，人看到的光速又是多少？ 27.如图所
示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收
器，今使光源发出一闪光，问： （1）在地
面参考系中观测，谁先接收到光信号？ （2）在沿A B方向高速运动的
火车参考系中观测，谁先接收到光信号？ 28.根据
爱因斯坦的狭义相对论，质量要随着物体运动速度的增大而增大，即m＝.请讨
论： （1）如果
你使一个物体加速、加速、再加速，它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗？
为什么？ （2）光有静止质量
吗？如果有，情况将会怎样？ 答案
解析部分一、单选题1.【答案】D 【
考点】相对论 【
解析】【解答】狭义相对论认为：物体所具有的一些物理量可以因所选参考系的不同而不同，
但它们在不同的参考系中所遵从的物理规律却是相同的，即（1）（2）都是正确的.光速不变
原理认为：在不同的惯�