5.2相对论时空观简介基础巩固（Word版含答案）

5.2相对论时空观简介基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，a、b、c为三个完全相同的时钟，a放在水平地面上，b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上，且vb大于vc，则地面上的观察者认为走得最慢的钟为（　　）
A．a B．b C．c D．无法确定
2．如图所示，小明乘速度为（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的小军，小军的飞行速度为，小明向小军发出一束光进行联络，则小明观测到该光束的传播速度为（　　）
A． B． C． D．
3．A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度和朝同一方向飞行的两个火箭上，且。地面上的观察者认为走得最快的时钟是（　　）
A．A时钟 B．B时钟
C．C时钟 D．无法确定
4．能用来计时的钟表有多种，如图所示，从左到右依次为沙漏计时仪器、电子表、机械闹表、生物钟。由相对论的知识可知，物体的运动可以使得某一种计时仪器变慢，则也一定能使所有的计时仪器变得一样慢。则对上述表述理解正确的是( )
A．正确，对各式计时仪器的影响一定相同
B．错误，对各式计时仪器的影响不一定相同
C．AB两个选项分别说明了两种不同情况下的影响
D．以上答案均错误
5．下列说法中正确的是
A．医学上检查人体内部器官的“CT”，使用的是γ射线
B．雨后公路积水表面漂浮的油膜阳光下呈现彩色，这是光的折射现象
C．利用多普勒效应原理，可以测量运动物体的速度
D．考虑相对论效应，静止的人测量沿自身长度方向高速运动的杆比静止时的杆长
6．在物理学发展的过程中，有许多科学家做出了重要的贡献。下列说法正确的是（　　）
A．卡文迪许利用扭秤装置比较精确地测出引力常量
B．牛顿总结出万有引力定律并用实验测出引力常量
C．爱因斯坦的相对论指出在不同的参照系中测量到的光速是不同的
D．开普勒总结了行星运动的规律，并找出行星按照这些规律运动的原因
7．下列说法正确的有（　　）
A．单摆的周期与振幅无关，仅与当地的重力加速度有关
B．相对论认为时间和空间与物质的运动状态无关
C．在干涉现象中，振动加强点的位移一定比减弱点的位移大
D．声源与观察者相互靠近，观察者接收的频率大于声源的频率
8．一辆轿车在山区的高速公路上以接近光速行驶，穿过众多隧道，已知隧道口为圆形，在将要抵达隧道时，下列说法正确的是（ ）
A．司机观察到的隧道口为椭圆形隧道的总长度变短
B．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度不变
C．司机观察到的隧道口为椭圆形，隧道的总长度不变
D．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度变短
9．下列说法正确的是 .
A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定产生变化的磁场
B．振动的物体通过平衡位置时，其合外力一定为零
C．以的速度靠近地球的火箭向地球发出的光，在地球上测得其速度为
D．照相机镜头呈淡紫色，是光的衍射结果
10．下列说法中正确的是（　　）
A．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是不同的
B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
D．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率
11．以下说法正确的是（　　）
A．狭义相对论认为，在不同的参考系中，一切物理规律都是相同的
B．传感器主要是通过感知电压的变化来传递信号
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉是利用涡流
D．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
12．下列说法正确的是
A．伽利略发现了行星运动的规律
B．库仑定律适用于点电荷，点电荷其实就是体积很小的球体
C．最早将实验和逻辑推理(包括数学演算)和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法的科学家是牛顿
D．爱因斯坦是最先预言了引力波的科学家
13．爱因斯坦于1905年在德国《物理年鉴》发表了论文《论动体的电动力学》，论文首先提出狭义相对论。根据狭义相对论，下列说法正确的是（　　）
A．真空中的光速在不同惯性参考系中是不相同的
B．物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变短
C．质量的测量结果与物体相对观察者的相对运动状态无关
D．狭义相对论彻底推翻了牛顿的经典物理学
14．如果你以接近于光速的速度朝一星体匀速飞行,你可以发觉( )
A．你的质量在增加
B．你的心脏跳动在慢下来
C．你在变小
D．你永远不能由自身的变化知道你的速度
15．在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合历史事实的是（　　）
A．卡文迪许通过实验测出了引力常量G
B．牛顿总结出了行星运动的三大规律
C．爱因斯坦发现了万有引力定律
D．开普勒建立了狭义相对论
二、填空题（共4题）
16．列车静止时，车厢长度与沿轨道方向排列的相邻电线杆间距离相等．当列车以接近光速行驶，车上的乘客观测车厢长度与相邻电线杆间距离，所得出的结论是__．
A．车厢长度大于相邻电线杆间距离
B．车厢长度小于相邻电线杆间距离
C．向前观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
D．向后观测时车厢长度小于相邻电线杆间距离
17．关于下列四幅图的说法，正确的是______
A．图甲中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大
B．图乙为两列水波在水槽中产生的干涉图样，这两列水波的频率一定相同
C．图丙是两种光现象图案，上方为光的干涉条纹、下方为光的衍射条纹
D．图丁中飞快行驶的火车车厢中央发出一闪光，地面上的人认为光同时到达前后壁
18．如图所示，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以0.9c(c为真空中的光速)远离地球，地球上的人看到宇宙飞船宽度________(选填“大于”“等于”或“小于”)l.飞船和地面上各有一只铯原子钟，地球上的人观察到________(选填“飞船上钟较快”“地面上钟较快”或“两只钟一样快”)．
19．有不同相对速度的情况下,时钟的频率是不同的,它们之间的关系如图所示．由此可知,当时钟和观察者的相对速度达到0.6c(c为真空中的光速)时,时钟的周期大约为________．在日常生活中,我们无法察觉时钟周期性变化的现象,是因为观察者相对于时钟的运动速度__________________．若在高速运行的飞船上有一只表,从地面上观察,飞船上的一切物理、化学过程和生命过程都变________________(选填“快”或“慢”)了．
三、综合题（共4题）
20．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．
21．设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行，5.0s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞。试问：
(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动；
(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以避免与彗星碰撞。
22．微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量．在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响。1988年中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功。
在粒子对撞中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.5倍。试求此时电子的质量变为静止时的多少倍？
23．生活中，我们常能看到物体的能量发生了变化，为什么觉察不到物体质量发生的变化？
参考答案
1．B
2．D
3．A
4．A
5．C
6．A
7．D
8．D
9．C
10．D
11．C
12．D
13．B
14．D
15．A
16．A
17．BC
18．等于 地面上钟较快
19．2.5s 远小于光速c 慢
20．一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价
21．(1)0.946c　(2)4.0s
22．1.155 倍
23．
因为宏观低速世界中，物体的速度远小于光速，根据质量与速度的关系 可知物体的质量基本保持不变，所以难以察觉到质量的变化。又根据 可知，当质量略微变化时将有非常大的能量变化。因此我们一般觉察不到物体质量发生的变化。