5.2相对论时空观简介 同步提升作业(Word版含答案)

5.2相对论时空观简介 同步提升作业（含解析）
一、选择题
1．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
2．关于经典力学、相对论和量子力学，下列说法中正确的是（　　）
A．相对论和量子力学的出现彻底否认了经典力学
B．真空中光速在不同的惯性参考系中是不相同的
C．经典力学适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体
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
3．美国科学家于2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是 （　　）
A．牛顿力学完全适用于物体的运动
B．牛顿力学取得了巨大成就，在宏观物体低速运动中是普遍适用的
C．随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
4．下列有关物理知识和史实的说法，正确的是（　　）
A．做圆周运动的物体，其所受合力的方向必定指向圆心
B．牛顿发现了万有引力定律，被称为“测出地球质量第一人”
C．电场强度E=，电阻R=，电流强度I=都应用了比值定义法，定义的物理量不随定义所用的物理量大小而改变
D．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了牛顿力学
5．下列说法正确的是（　　）
A．产生多普勒效应的原因是波源的频率发生了变化
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．相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的
D．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，都能在真空中传播
6．下列说法正确的是（ ）
A．根据爱因斯坦的相对论可判断物体的质量与运动快慢无关
B．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫调制
C．偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱
D．麦克斯韦在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在
7．一枚静止时长30m的火箭以1.5×108m/s的速度从观察者的身边掠过，已知光速为3×108m/s，观察者测得火箭的长度约为（　　）
A．30m B．15m C．34m D．26m
8．下列说法不正确的是（　　）
A．麦克斯韦预言了电磁波存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
B．库仑得出库仑定律并最早提出电场线的概念
C．法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了判断感应电流方向的规律
D．在一个参考系中同时发生的两件事，在另一参考系中可能不同时发生
9．下列叙述错误的是（　　）
A．激光的反射也遵循反射定律
B．振荡的磁场会产生同频率的振荡的电场
C．只有声波才能发生多普勒效应
D．真空中的光速在不同的惯性参考系中测得的数值都是相等的
10．一个质量为的物体，从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的不断增大，下列说法正确的是（ ）
A．物体的速度越大，它的质量就越小
B．物体的速度越小，它的质量就越大
C．物体的质量与其速度无关
D．随着速度的增大，物体的质量将变大
11．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
12．爱因斯坦建立了广义相对论，并根据这一理论推导得出三个著名的预言：水星轨道近日点的进动；太阳引起的光线偏折；光波的重力红移。经过科学实验的检验，最终证实这些预言的理论计算与实验结果都能吻合。这说明广义相对论（　　）
A．是人类对客观世界的最终反映
B．被观察结果证实了理论的合理性
C．是客观事实检验过的绝对真理
D．比牛顿引力理论更具实用价值
13．下列说法正确的是（ ）
A．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
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
C．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波很容易产生衍射现象
D．质点做简谐运动时，若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
E．地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了
14．下列说法中正确的是（ ）
A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一
B．变化的电场一定产生变化的磁场
C．光的偏振现象说明光是横波
D．无影灯是利用光的衍射原理
15．下列说法正确的是（　　）
A．经典力学包含在相对论之中，是相对论的特例
B．广义相对论时一种新的时空与引力理论
C．物理学家牛顿在实验室利用扭称装置测出了万有引力常量
D．如果物体在地面上静止不动。任何人在任何参考系里测出的物体长度都是一样的
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．请同学们讨论一下狭义相对论为什么叫做假设而不叫做原理
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
根据狭义相对论可知，时间间隔具有相对性，满足关系式
由于A相对观察者静止，而B、C均相对观察者高速运动，所以地面上的观察者认为走得最快的时钟是A。
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
A．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，选项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，选项B错误；
C．经典力学适用于宏观低速物体，不能适用于微观高速物体；选项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，选项D正确。
故选D。
3．B
【解析】
AB．牛顿力学适用于低速运动、宏观物体，A错误，B正确；
C．在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，C错误；
D．虽然相对论、量子论的提出，但经典力学仍是有一定的价值。对于低速、宏观的物体经典力学仍然适用，D错误。
故选B。
4．C
【解析】
A．做匀速圆周运动的物体所受合力的方向必定指向圆心，但做变速圆周运动的物体所受合力沿半径方向分力指向圆心，故A错误；
B．根据物理学史可知，牛顿现了万有引力定律，卡文迪许测定了万有引力常量，从而被称为“测出地球质量第一人”，故B错误；
C．电场强度E=，电阻R=，电流强度I=都应用了比值定义法，定义的物理量不随定义所用的物理量大小而改变，故C正确；
D．爱因斯坦建立了相对论，成功地解释了物体高速运动（接进光速）的规律，但并没有否定经典力学，只有当物体的速度接进光速时，才需要考虑相对论效应，故D错误。
故选C。
5．C
【解析】
A．当声源与观察者的间距发生变化时，出现多普勒效应的现象，原因是接收的频率发生变化，故A错误；
B．当变化是非均匀变化的则一定能产生变化的电场或磁场，当变化是均匀变化时，则不能产生变化的电场或磁场，只能产生稳定的电场或磁场，故B错误；
C．根据狭义相对论光速不变原理可知，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，故C正确；
D．电磁波和机械波都都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，这是波的特有现象，机械波的传播需要介质，在真空中不能传播，故D错误。
故选C。
6．C
【解析】
A．根据爱因斯坦的相对论可判断高速运动的物体的质量与运动快慢有关，A错误；
B．在电磁波接收过程中，使声音信号或图像信号从高频电流中还原出来的过程叫解调，B错误；
C．从实验现象可知，偏振光的振动方向与偏振片的偏振化方向（也称透振方向）的夹角从0°增大到90°的过程中，透过的光的强度越来越弱，C正确；
D．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，赫兹在实验中发现，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环的空隙中产生火花，由此证实了电磁波的存在，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
根据狭义相对论得火箭上的人测得火箭的长度为30m，根据长度的相对性
代入解得观察者测得火箭的长度
故ABC错误，D正确。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A正确，不合题意；
B．库伦提出了库仑定律，法拉第提出了电场线，故B错误，符合题意；
C．法拉第发现了电磁感应现象，楞次研究并提出了判断感应电流方向的规律，即楞次定律，故C正确，不合题意；
D.．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来不一定是同时的，故D正确，不合题意。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
A．激光的反射也遵循反射定律，故A正确，不符合题意；
B．根据电磁波理论可知，振荡的磁场会产生同频率的振荡的电场，故B正确，不符合题意；
C．所有类型的波都能发生多普勒效应，故C错误，符合题意；
D．真空中的光速在不同的惯性参考系中测得的数值都是相等的，故D正确，不符合题意。
故选C。
10．D
【解析】
根据相对论时空观可知，物体的质量与它的速度有关，当物体的速度很大时，质量也会变得很大，故选项D正确，ABC错误。
故选D。
11．B
【解析】
AB．牛顿发现了万有引力定律，但是卡文迪许测出了引力常量，让万有引力有了实际意义，故卡文迪许被称为“称量地球质量”的第一人，A错误，B正确；
C．海王星是通过计算发现的，被人们称为“笔尖下发现的行星”，C错误；
D．相对论和量子力学建立，并没有否定经典力学，而是在其基础上建立起来的，有各自的成立范围，D错误。
故选B。
12．B
【解析】
A．些预言的理论计算与实验结果都能吻合，但是人类对客观世界的认识是无止境的，不是人类对客观世界的最终反映，A错误；
B．些预言的理论计算与实验结果都能吻合，已经被证实了理论的合理性，B正确；
C．这些预言的理论计算与实验结果都能吻合，但是都有一定的使用条件，不是绝对的真理，C错误；
D．水星轨道近日点的进动；太阳引起的光线偏折；光波的重力红移，与牛顿引力理论使用价值各有千秋，没法比较，D错误。
故选B。
13．BCE
【解析】
A．物体做受迫振动时，当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的物体振幅最大，A错误；
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，B正确；
C．发生衍射的条件是：小孔或障碍物体的尺寸跟波长差不多或比波长小的多的情况下，会发生明显的衍射现象。由于声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波很容易产生衍射现象，C正确；
D．质点做简谐运动时，若位移为负值，速度可能为正，也可能为负值，但加速度一定为正值，D错误；
E．根据爱因斯坦相对论，地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了，E正确。
故选BCE。
14．AC
【解析】
【详解】
A．狭义相对论的两条基本假设是光速不变原理和相对性原理, 故A正确；
B．均匀变化的电场一定产生恒定的磁场，故B错误；
C．偏振是横波的特有现象，光的偏振现象说明光是一种横波，故C正确；
D．无影灯是利用光的直线传播原理制成的，故D错误。
故选AC。
15．AB
【解析】
A．经典力学是狭义相对论在低速（ ）条件下的近似，因此经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例，A正确；
B．广义相对论相是一种新的时空与引力的理论，它能很好地解释水星近日点的旋进现象，B正确；
C．牛顿发现了万有引力定律后，物理学家卡文迪许利用扭称装置比较精确地测出了引力常量，C错误；
D．根据狭义相对论的相对性原理，在不同的参考系中，测量的物体的长度不一定相同，D错误。
故选AB。
16．见详解
【解析】
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．在提出了假设之后，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
【解析】
在提出了假设之后，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．
【点睛】
虽然这两个假设可以由麦克尔孙—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.
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