5.1初识相对论基础巩固（word版含答案）

5.1初识相对论基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．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．
2．下列说法正确的有（ ）
A．光速不变原理是广义相对论的两个基本假设之一
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了光的电磁理论
C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、X射线
D．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
3．爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它( )
A．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说
C．否定了牛顿力学的原理
D．修正了能量、质量互相转化的理论
4．以下说法中正确的是（　　）
A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关
C．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
5．当前，新型冠状病毒正在威胁着全世界人民的生命健康，红外测温枪在疫情防控过程中发挥了重要作用。红外线是电磁波，下列关于电磁波的说法错误的是
A．一切物体都在不停地发射红外线
B．紫外线有助于人体合成维生素D
C．医学上用X射线透视人体，检查体内病变等
D．光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值可能不同
6．爱因斯坦冲破传统思想的束缚，提出了一种新的观念并建立起相对论，这个新观念是（ ）
A．真空中的光速是自然界中速度的极限
B．牛顿定律仅适用于低速、宏观领域
C．牛顿定律适用于一切领域
D．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大
7．以下说法正确的是（　　）
A．卡文迪许测量出万有引力常量，并提出万有引力定律
B．牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力
C．开普勒提出日心说，并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆
D．洲际导弹的速度有时可达到，此速度在相对论中属于高速，导弹的质量会明显增大
8．如图所示，假设一根10 m长的梭镖以0.9c的速度穿过一根 10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的．以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子的情况的是（ ）
A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它
B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来
C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖
D．所有这些都与观察者的运动情况有关
9．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位物理学家科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　）
A．英国物理学家牛顿用实验的方法准确测出了万有引力常量G的数值
B．天王星是利用万有引力定律计算出其轨道的，故其被称为“笔尖下发现的行星”
C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学
D．开普勒根据第谷对行星运动的观测数据，应用严密的数学运算，发现了行星运动的规律
10．下列说法正确的是（ ）
A．在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质量也不随运动状态而改变
B．在经典力学中,物体的质量随运动速度的增加而减小,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大
C．在经典力学中,物体的质量是不变的,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大
D．上述说法都是错误的
11．下列说法正确的是（ ）
A．世界的过去、现在和将来都只有量的变化，而不会发生质的变化
B．时间和空间不依赖人们的意识而存在
C．时间和空间是绝对的
D．时间和空间是紧密联系、不可分割的
12．以下物理学知识的相关叙述中正确的是（ ）
A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B．变化的电场周围一定产生变化的磁场
C．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距
D．狭义相对论认为，在惯性参考系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关
13．爱因斯坦是近代最著名的物理学家之一，曾提出许多重要理论，为物理学的发展做出过卓越贡献，下列选项中不是他提出的理论是（　　）
A．物质波理论 B．相对性原理 C．光速不变原理 D．质能关系式
14．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钟走得比地球上快
D．我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
15．下列关于牛顿经典力学和爱因斯坦相对论中说法正确的是（　　）
A．不论宏观物体，还是微观粒子，经典力学和相对论都适用
B．爱因斯坦相对论无论是宏观低速还是微观高速运动的物体都适用
C．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论是不一致的
D．随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论
二、填空题（共4题）
16．经典相对性原理：________规律在任何________中都是相同的．还可以表述为：在一个________内进行的任何力学实验都不能判断这个________是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性参考系都是________的．
17．下列说法正确的是__________．
A．当声源相对于观察者远离时，观察者听到的声音频率会变低
B．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率
C．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡特别明亮是光的全反射现象
D．雷达是利用电磁波中的长波来测定物体位置的无线电设备
E．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关
18．设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．
19．万有引力定律由物理学家________提出，行星运动的三大定律由德国天文学家________提出．引力常量G的大小由英国物理学家________测得．狭义相对论由物理学家________提出．（选填“爱因斯坦”“卡文迪许”“开普勒”“牛顿”）
三、综合题（共4题）
20．如果真空中的光速为c＝3.0×108m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108m/s时，质量为3 kg.当它的速度为1.8×108m/s时，质量为多少？
21．地球以3×104m/s的速度绕太阳公转时，它的质量增大到静止质量的多少倍？如果物体的速度达到0.8c（c为真空中的光速）它的质量增大到静止质量的多少倍？
22．试分析伽利略相对性原理与狭义相对论中相对性原理的区别和联系．
23．简单分析伽利略相对性原理和爱因斯坦相对性原理的相同点和不同点．
参考答案
1．D
2．D
3．A
4．D
5．D
6．A
7．B
8．D
9．D
10．C
11．D
12．D
13．A
14．A
15．B
16．力学 惯性系 惯性参考系 惯性系 平权
17．ACE
18．k；
19．牛顿 开普勒 卡文迪许 爱因斯坦
20．2.25 kg
21．倍，1.6666667倍
22．
经典相对性原理（伽利略相对性原理）：任何密闭惯性参照系内的试验，不能判断参照系是静止还是做匀速直线运动。
狭义相对论中相对性原理：物理体系的状态变化的定律，同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系。
不同点是经典力学相对性原理只适用于描述机械运动的力学规律，采用的是各惯性系不变的绝对时空观，推导出的是伽利略变换，可以保证机械力学规律的坐标变换不变性，但不能保证电磁运动规律的坐标变换不变性，所以本质上只适用于低速力学现象。
两种情况下的相对性原理都是在惯性系中成立的，同时性不随惯性系的选择而变化。
23．相同点：原理中参考系均指的是惯性系，也即牛顿运动定律在其中成立的参考系，或者是相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系，描述的物理规律对所有惯性系都是等价的；
不同点：伽利略相对性原理中的物理规律指力学规律，仅对低速物体适用；爱因斯坦相对性原理中的物理规律指的是一切物理过程的规律，这里的物理过程也包括光现象在内。