5.2狭义相对论的基本原理基础巩固（word 含答案）

5.2狭义相对论的基本原理基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．下列物理学史，错误的是
A．牛顿发现了万有引力定律
B．卡文迪许第一次在实验室比较精确的测出了引力常量G
C．开普勒指提出了所有行星的运行轨道都是椭圆
D．加利略提出了狭义相对论
2．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
3．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，下列符合史实的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”的第一人
B．卡文迪许测出了引力常量的值，让万有引力有了实际意义
C．天王星是通过计算发现的，被人们称为“笔尖下发现的行星”
D．相对论和量子力学建立，意味着经典力学已经没有存在的必要
4．下列说法正确的是 （　　）
A．波的图象表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
B．当波源与观察者相互远离时，观察到的频率变大
C．光的偏振现象说明光是纵波
D．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场，均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
E.狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，真空的光速都是相同的
5．下列说法不正确的是（　　）
A．绝对时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的
B．相对论时空观认为物体的长度会因物体的速度不同而不同
C．牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题
D．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仍有很大的区别
6．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，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．卡文迪许发现了万有引力定律
B．牛顿通过实验证实了万有引力定律
C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域
7．关于相对论时空观与牛顿力学，下列说法正确的是（　　）
A．大到天体，小到微观粒子，牛顿力学均适用
B．相对论与量子力学的出现，否定了牛顿力学的成就
C．相对论时空观认为，物体的长度和质量会随着物体的速度不同而不同
D．当物体的速度远小于光速时，相对论和牛顿力学仍有很大的区别
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与创新，下列说法正确的是：
A．电容器的电容大小与带电量有关
B．根据麦克斯韦电磁理论，变化的磁场一定能产生变化的电场
C．根据狭义相对论原理可知，在不同惯性参考系中，光在真空中的光速是不同的
D．电视机遥控器使用的是红外线
9．物理学的发展丰富了人类对动物世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，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．开普勒发现了万有引力定律
B．牛顿测出了万有引力常量
C．相对论的创立表明经典力学失去存在价值
D．爱因斯坦创立了狭义相对论，把物理学推进到高速发展领域
10．以下关于相对论的说法，正确的是
A．观察者与光源相向运动时，观测到的光速大于m/s
B．在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸都相同
C．对于同一个物理过程经历的时间，在任何惯性系中观测结果都相同
D．当物体相对某一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关
11．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
12．谁也没有我跑得快！我是( )
A．高速奔驰的磁悬浮列车
B．高空翱翔的超音速战机
C．让万物生长的阳光
D．把“神六"送上天的“长征”运载火箭
13．下列说法正确的是（　　）
A．狭义相对论表明物体运动时的质量总小于静止时的质量
B．不管光源与观察者是否存在相对运动，观察者测得的光速是不变的
C．飞机远离卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率
D．“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢长度将明显变短
14．下列说法中正确的是
A．经典力学是以牛顿的三大定律为基础的
B．经典力学能够描述微观粒子运动的规律性
C．当物体的速度接近光速时，经典力学还是适用的
D．相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义
15．下列说法中不正确的是（　　）
A．开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动
B．牛顿推导万有引力的过程中用到牛顿第二第三定律及开普勒第三定律
C．爱因斯坦创立了狭义相对论
D．牛顿通过扭秤实验测出万有引力常量
二、填空题（共4题）
16．牛顿、爱因斯坦对物理学的发展做出了卓越贡献，根据你对牛顿、爱因斯坦的了解，请完成下表：
牛顿 爱因斯坦
主要贡献1 ________ ________
主要贡献2 ________ ________
17．下列说法正确的是__________．（填正确答案前标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分）
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．如图所示，是“_____”的微标，它象征着物理学家_____在时空相对论上有着渊博的见解和洞察力。观察这个徽标，提出一个相关问题，并分析回答自己所提出的问题。
问题：_____。
分析与回答：_____。
19．相对论时空观
（1）19世纪，英国物理学家______根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度______光速c；
（2）1887年的迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度______！这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系______（填“相符”或“不符”）；
（3）爱因斯坦假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是______的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的；
（4）时间延缓效应
（a）如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt，那么两者之间的关系是；
（b）Δt与Δτ的关系总有Δt>Δτ（填“>”“<”或“=”），即物理过程的快慢（时间进程）与运动状态______；（填“有关”或“无关”）
（5）长度收缩效应：
（a）如果与杆相对静止的人测得杆长是l0，沿着杆的方向，以v相对杆运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是；
（b）l与l0的关系总有l”“<”或“=”），即运动物体的长度（空间距离）跟物体的运动状态______。（填“无关”或“有关”）
三、综合题（共4题）
20．地球绕太阳公转的速度是3×104 m/s，设在美国伊利诺斯州费米实验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到0.999 999 999 987倍光速的速度，请思考：
（1）在狭义相对论中，地球的公转速度属于低速还是高速？被加速器加速后的电子的速度属于低速还是高速？
（2）在地面上校准的两只钟，一只留在地面上，一只随宇宙飞船遨游太空，隔一段时间飞船返回地面时，两只钟显示的时间相同吗？有什么差别？
21．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？
22．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
23．简述爱因斯坦在狭义相对论中提出的两个基本假设。
参考答案
1．D
2．C
3．B
4．E
5．D
6．D
7．C
8．D
9．D
10．D
11．B
12．C
13．B
14．A
15．D
16．牛顿运动三定律 光子说 万有引力定律 相对论
17．ACE
18．2005年世界物理年 爱因斯坦 为什么把2005年定为世界物理年？ 为了纪念爱因斯坦关键性科学发现（相对论等）一百周年
19．麦克斯韦 等于 都是一样的 不符 相同 有关 有关
20．（1）地球的公转速度属于低速，被加速器加速后的电子的速度属于高速；（2）不相同，随飞船旅行的时钟变慢。
21．1.155 倍
22．
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。
23．
两个基本假设为：
狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。
光速不变原理：真空中的光速在不同惯性系中是相同的。