5.2狭义相对论的基本原理 课时练（Word版含答案）

5.2狭义相对论的基本原理 课时提升练（解析版）
一、选择题
1．关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法中正确的是（　　）
A．相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，彻底否认了经典力学
B．相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的
C．牛顿定律不适用于研究中国空间站天和核心舱的高速发射
D．经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例
2．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
3．下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性
C．雨后阳光下公路积水表面漂浮的油膜呈现彩色，这是光的折射现象
D．考虑相对论效应，杆沿自身长度方向高速运动时比静止时长
4．在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献．以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　）
A．牛顿建立了相对论
B．伽利略提出了“日心说”
C．卡文迪许首次比较精确地测出引力常量
D．牛顿发现了行星运动三定律
5．下列说法正确的是
A．做简谐运动的单摆，其振动能量与振幅和摆球质量无关
B．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相利用了激光的衍射原理
C．质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的
D．高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的偏振现象
6．牛顿时代的科学家们围绕天体之间引力的研究，经历了大量曲折而又闪烁智慧的科学实践，在万有引力定律的发现及其发展历程中，下列叙述不符合史实的是（　　）
A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律
B．卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值
C．根据天王星的观测资料，天文学家利用万有引力定律计算出了海王星的轨道
D．20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和低速运动物体
7．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
8．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的革命和创新，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是（ ）
A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的衍射现象
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，并通过实验加以证实
C．机械波和电磁波在介质中传播速度大小均只与介质有关．
D．根据狭义相对论的原理可知,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
9．下列描述中正确的是
A．相对论和量子力学的出现说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，那么经典力学就失去了它的意义
B．交流感应电动机就是利用电磁阻尼的原理工作的
C．地磁场在北半球的上空有垂直于地表向上的磁场分量
D．电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为该电路的内能
10．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是(　　)
A．狭义相对论和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论
B．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
C．经典力学只适用于宏观物体的运动，量子力学只适用于微观粒子的运动
D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
11．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
12．2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对物理学的贡献。爱因斯坦对物理学的贡献之一是（　　）
A．发现“电流的磁效应” B．创立“相对论”
C．发现“能量守恒定律” D．发现“万有引力定律”
13．下面关于经典力学、狭义相对论和量子力学的说法中正确的是（ ）
A．牛顿运动定律不适用于研究“天问一号”探测器的高速发射
B．经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形
C．狭义相对论和量子力学的出现彻底否定了经典力学
D．真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的
14．下列说法中正确的是（ ）
A．全息照片的拍摄利用了光的衍射原理
B．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力频率
C．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢
D．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大
15．下列说法正确的是（　　）
A．波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率
B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C．当某列声波产生多普勒效应时，相应声源的振动频率一定发生变化
D．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
E.X射线的频率比无线电波的频率高
二、解答题
16．狭义相对论的两个前提为什么叫作假设 两个基本假设又是如何经过实践检验的
17．查阅资料，比较爱因斯坦的狭义相对性原理与经典力学的相对性原理有什么不同。
参考答案
1．D
【详解】
A．相对论和量子力学并没有否定经典力学，认为经典力学是在一定条件下的特殊情形，故A错误；
B．根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，故B错误；
C．牛顿定律属于经典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，低速和高速的标准是相对于光速，可判定牛顿定律适用于研究中国空间站天和核心舱的高速发射，故C错误；
D．经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例，它包含于相对论和量子力学中，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】
A．爱因斯坦提出了相对论，它认为真空中的光速是自然界中速度的极限，故A正确；
BC．牛顿定律是经典物理学的基础，它仅适用于低速、宏观领域，并不适用于一切领域，但这不是爱因斯坦提出的新观念，爱因斯坦提出的是相对论的观念，故BC错误；
D．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大，这是爱因斯坦狭义相对论的几个重要的效应，不是新的观念，故D错误。
故选A。
3．B
【详解】
A．根据麦克斯韦理论可知，只有周期性变化的电场产生变化的磁场，故A错误；
B．衍射是波的特有现象，电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性，故B正确；
C．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉造成的，故C错误；
D．考虑相对论效应，根据长度与速度关系公式
可知，沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短，故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
爱因斯坦建立了相对论，故A错误；哥白尼提出了“日心说”，故B错误；卡文迪许首次比较精确地测出引力常量，故C正确；开普勒发现了行星运动三定律，故D错误；故选C．
5．C
【详解】
A、做简谐运动的单摆机械能守恒，其数值等于最大位移处摆球的重力势能或平衡位置处摆球的动能．摆球质量越大、振幅越大，其振动能量越大，所以做简谐运动的单摆，其振动能量与振幅和摆球质量有关，故A错误；
B、 泊松亮斑是光的衍射现象产生的，全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，故B错误；
C、 在狭义相对论中，质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的，即都是相对的，故C正确；
D、 高级照相机镜头在阳光下呈现淡紫色是光的干涉现象，故D错误．
6．D
【详解】
A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律，A正确，不符合题意；
B．卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值，B正确，不符合题意；
C．根据天王星的观测资料，天文学家利用万有引力定律计算出了海王星的轨道，C正确，不符合题意；
D．20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体，D错误，符合题意。
故选D。
7．B
【详解】
A．真空中的光速在不同惯性参考系中是相同的，A错误；
B．根据狭义相对论的几个基本结论可得，物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变短，B正确；
C．根据狭义相对论的几个基本结论可得，质量的测量结果会随物体相对观察者的相对运动状态的改变而改变，C错误；
D．相对论的出现，并没有否定经典物理学，经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形，D错误。
故选B。
8．D
【详解】
试题分析：A．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是光的干涉现象，A错
B．麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过实验加以证实，B错
C．机械波在介质中传播速度大小只与介质有关，C错
D．根据狭义相对论的原理可知,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的，D正确
考点：物理学中的相关现象
点评：本题考查了物理学中的一些现象的理解，通常这类在高考选择题中以光学等非主干知识居多
9．D
【详解】
试题分析：相对论和量子力学的出现说明人类对自然界的认识更加广泛和深入，经典力学仍然有它的意义，故选项A错误；交流感应电动机是利用通电导体在磁场中受力转动的原理工作的，选项错误；地磁场在北半球的上空有垂直于地表向下的磁场分量，故选项C错误；电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为该电路的内能，故选项D正确．
考点：物理学史，地磁场，电磁感应等．
10．B
【详解】
AB．相对论没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形，选项A错误B正确；
CD．经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，量子力学适用于任何大小的物体系统，选项CD错误；
故选B。
11．A
【详解】
AB．牛顿总结出万有引力定律，卡文迪许利用扭秤装置比较精确地测出引力常量，故A正确，B错误；
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相同的，故C错误；
D．开普勒总结了行星运动的规律，她并没有找出行星按照这些规律运动的原因，故D错误。
故选A。
12．B
【详解】
爱因斯坦对物理学的贡献之一是创立“相对论”。
故选B。
13．BD
【详解】
A．牛顿运动定律属于经典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，低速和高速的标准是相对于光速而言的，可判定牛顿运动定律适用于研究“天问一号”探测器的高速发射，A错误；
B．相对论的出现，并没有否定经典物理学，经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形，B正确；
C．相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，但并没有否认经典力学，C错误﹔
D．根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，D正确。
故选BD。
14．CD
【详解】
：全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，所以A错误；做受迫振动的物体，其频率等于驱动力的频率，与是否共振无关，所以B错误；地球相对高速飞离地球的飞船中的宇航员是高速运动的，所以宇航员认为地球上的时钟变慢，故C正确；根据多普勒效应，鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的相比增大，所以D正确．
15．ABE
【详解】
A．波在传播过程中，质点的振动频率由波源的振动频率决定所以质点的振动频率等于波源的振动频率，A正确；
B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中部是相同的，即光速不变原理，B正确；
C．波在传播过程中，质点的振动频率由波源的振动频率决定，当某列声波发生多普勒效应时，相应声源的振动频率一定不变，C错误；
D．物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，当系统的固有频率等于驱动力的频率时，振幅达最大，这种现象称为共振，D错误；
E．根据电磁波谱的分布可知，X射线的频率比无线电波的频率高，E正确。
故选ABE。
16．见详解
【详解】
1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的。虽然相对论的两个假设可以由迈克尔逊-莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度，所以狭义相对论仍然叫假设。
17．见详解
【详解】
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，本质上只适用于低速力学现象；
狭义相对论的原理适用于包括力学规律和电磁学规律的一切物理现象，采用的是各惯性系不同的相对时空观，推导出的是相对论变化，本质上既适用于低速力学现象也适用于告诉现象。