2025年高职物理学（相对论）试题及答案

2025年高职物理学（相对论）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）每题5分，每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.狭义相对论的基本假设不包括以下哪一项（）A.相对性原理B.光速不变原理C.时间延缓效应D.同时的相对性2.关于相对论中的时间延缓效应，以下说法正确的是（）A.运动的时钟走得比静止的时钟快B.运动的时钟走得比静止的时钟慢C.时间延缓效应只在高速情况下明显D.时间延缓效应与参考系无关3.当物体的速度接近光速时，以下哪个物理量会发生显著变化（）A.质量B.长度C.时间D.以上都是4.相对论中，物体的质量与速度的关系是（）A.速度越大，质量越小B.速度越大，质量越大C.质量与速度无关D.质量先随速度增大而减小，后随速度增大而增大5.一飞船以0.8c的速度相对于地球飞行，飞船上的人测得飞船的长度为L0，地球上的人测得飞船的长度为L，则L与L0的关系是（）A.L>L0B.L<L0C.L=L0D.无法确定6.一列火车以速度v相对地面运动，在地面上的人看来，火车上的时间间隔Δt'与地面上的时间间隔Δt相比（）A.Δt'<ΔtB.Δt'>ΔtC.Δt'=ΔtD.不确定7.狭义相对论中，以下哪个变换是正确的（）A.洛伦兹变换B.伽利略变换C.傅里叶变换D.拉普拉斯变换8.关于相对论中的质能关系E=mc²，以下理解正确的是（）A.质量和能量可以相互转化B.质量和能量是等价的C.能量增加时质量一定增加D.以上说法都不对第II卷（非选择题共60分）9.（10分）简述狭义相对论的两个基本假设。10.（15分）在相对论中，长度收缩效应是如何产生的？请简要说明。11.（15分）根据相对论，当物体的速度接近光速时，会出现哪些奇特的现象？12.（10分）给出一段关于相对论中时间延缓效应的材料：有两个相对静止的惯性系S和S'，S'系以速度v相对于S系运动。在S系中同一地点发生了两个事件，时间间隔为Δt。在S'系中观测这两个事件，时间间隔为Δt'。已知v=0.6c，求Δt与Δt'的关系。13.（10分）给出一段关于相对论中质能关系的材料：太阳在不断地向外辐射能量，其辐射功率约为P=3.86×10²⁶W。已知太阳的质量约为M=2×10³⁰kg，假设太阳的能量完全由质量亏损产生，求太阳每秒因辐射而亏损的质量。答案：1.C2.B3.D4.B5.B6.A7.A8.B9.狭义相对论的两个基本假设：一是相对性原理，即在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；二是光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动状态无关。10.长度收缩效应是由于同时的相对性导致的。在不同的惯性系中，对于物体两端的同时性定义不同。当物体相对于某一惯性系运动时，在这个惯性系中看来，物体后端的事件先于前端的事件发生，使得测量到的物体长度比物体静止时的固有长度要短，即发生了长度收缩。11.当物体速度接近光速时，会出现时间延缓效应，运动的时钟走得比静止的时钟慢；长度收缩效应，运动的物体在运动方向上的长度会收缩；质量增大效应，物体的质量会随着速度的增大而增大；质能关系E=mc²体现出质量和能量的等价性等奇特现象。12.根据时间延缓效应公式\(\Deltat'=\frac{\Deltat}{\sqrt{1-(\frac{v}{c})^2}}\)，已知v=0.6c，则\(\Deltat'=\frac{\Deltat}{\sqrt{1-(\frac{0.6c}{c})^2}}=\frac{\Deltat}{\sqrt{1-0.36}}=\frac{\Deltat}{0.8}\)，即\(\Deltat'=1.25\Deltat\)。13.根据质能关系E=mc²，可得\(m=\frac{E}{c²}\)。已知太阳辐射功率P=3.86×10²⁶W，每秒辐射的能