5.2相对论时空观基础巩固（word版含答案）

5.2相对论时空观基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册
一、选择题（共12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．你现在正在完成100分钟的期末物理考试，假设一艘飞船相对你以0.3C的速度匀速飞过（C为真空中的光速），则飞船上的观察者根据相对论认为你考完这场考试所用时间
A．大于100分钟 B．等于100分钟 C．小于100分钟 D．不能确定
3．有兄弟两人，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，该现象的科学解释是( )
A．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了
B．弟弟思念哥哥而加速生长了
C．由相对论可知，物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢
D．这是神话，科学无法解释
4．与相对论有关的问题，下列说法正确的是（　　）
A．火箭内有一时钟，当火箭高速运动后，此火箭内观察者发现时钟变慢了
B．一根杆的长度静止时为，不管杆如何运动，杆的长度均小于
C．如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，则与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了
D．相对论只适用于高速运动（速度接近真空中的光速的运动），不适用于低速运动
5．继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明( )
A．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分
B．人的认识具有能动性，都能够正确地反映客观世界
C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识
6．如图所示，一同学在教室上课，教室的长度为9m，教室中间位置有一光源。有一飞行器从前向后高速通过教室外侧，已知光速为c、飞行器中的飞行员认为（　　）
A．教室中的时钟变快
B．教室的长度大于9m
C．从光源发出的光先到达教室后壁
D．光源发出的光，向后的速度小于c
7．关于经典物理学和相对论，下列说法正确的是（ ）
A．经典物理学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B．相对论完全否定了经典物理学
C．相对论和经典物理学是两种不同的学说，二者没有联系
D．经典物理学作为相对论在宏观物体低速运动时的特例，在自己的适用范围内仍然成立
8．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
9．某物体在静止时的质量为，在速度为v的高速（接近光速）情况下质量为m，则由狭义相对论可知物体速度v为（ ）
A． B．
C． D．
10．历史上很多物理学家对物理学的发展做出了重要的贡献，下面有关描述符合物理学史实的是
A．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在，开创了现代通信技术
B．爱因斯坦创立了狭义相对论，颠覆了人类固有的时空观
C．查德威克发现了电子，揭开了人类探究原子结构的序幕
D．德布罗意提出能量子假说，一举解决了经典理论在黑体辐射上遇到的困难
11．像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性。下列说法正确的是（ ）
A．量子论和狭义相对论否定了经典力学
B．牛顿的万有引力理论适用于白矮星表面
C．相对论适用于任何情况下的任何物体
D．狭义相对论是时空观发展史上的一次大变革
12．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
二、填空题（共4题）
13．万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”）
14．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：_____。
15．下列说法正确的是________．
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理
B鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比增大
C．地面上的人观察在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变快
D．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰
E无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理
16．经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是________的．相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是________的，惯性系________越大，惯性系中的________越慢．非但如此，惯性系中的一切________．相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔，Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝ ________.
三、综合题（共4题）
17．在粒子对撞机中，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？
18．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。
19．一支静止时长为l的火箭以速度v从观察者的身边飞过。
(1)火箭上的人测得的火箭长度应为多少？
(2)观察者测得的火箭长度应为多少？
(3)如果火箭的速度变为光速的二分之一，观察者测得的火箭长度应为多少？
20．在静止坐标系中的正立方体边长为l0，另一坐标系以相对速度v平行于正立方体的一边运动。问在后一坐标系中的观察者测得的立方体的体积是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．A
3．C
4．C
5．C
6．C
7．D
8．D
9．B
10．B
11．D
12．B
13． 牛顿 开普勒 卡文迪许 爱因斯坦
14． 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
15．ABD
16． 相同 不同 相对运动 时间进程 物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏都变慢了
17．1.155倍
18．(1)0.946c　(2)4.0s
19．(1)l；(2)；(3)
20．l03
答案第1页，共2页