第2节相对论中的神奇时空 同步练习（Word版含答案）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第五章第2节相对论中的神奇时空
挑战学霸
一、单选题
1． 年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为，地球质量为，引力常量为。则（ ）
A．，
B．，
C．地面上的观察者观察到飞船上的钟在近地点比在远地点走得更慢
D．根据相对论，飞船中的观察者发现静止于地面的钟走快了
2． 在地面附近有一高速飞行的火箭，关于地面上的观察者和火箭中的工作人员观察到的现象，下列说法正确的是（ ）
A．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了
B．地面上的人观察到火箭变长了，火箭上的时间进程变慢了
C．火箭中的工作人员观察到火箭的长度不变而时间进程却变化了
D．地面上的人观察到火箭变长了，火箭上的时间进程变快了
3． 下列关于物理史实说法正确的是（ ）
A．哥白尼提出日心说，并总结出行星运行的规律
B．开普勒认为所有行星轨道的半长轴的二次方跟它公转周期的三次方的比值都相等
C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量
D．爱因斯坦认为时间和空间都是绝对的
4． 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
5． 下列说法正确的是（ ）
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频率相比减小
6． 如图所示，两艘飞船A，B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为（接近光速）。地面上测得它们相距为，根据相对论时空观，则A测得两飞船间的距离（ ）
A．大于 B．等于 C．小于 D．与无关
7． 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
8． 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
9． 在一高速列车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为( )
A．洞口为椭圆形，长度变短 B．洞口为圆形、长度不变
C．洞口为椭圆形、长度不变 D．洞口为圆形，长度变短
10．按照相对论的时空观，下列说法正确的是（ ）
A．时间和空间都是独立于物体及其运动而存在的
B．在不同的惯性参考系中，光的传播速度都是相同的
C．运动物体的长度跟物体的运动快慢无关
D．在高速运动的飞机上，原子钟的计时会变快
二、多选题
11．在相对论效应下，系相对系向右速度，系中杆向上运动，速度为，那么在系看来杆的形态如何（ ）
A．杆倾斜，端偏上，A端偏下 B．杆倾斜，端偏下，A端偏上
C．杆不倾斜 D．杆的整体长度缩短
12．下列说法正确的是___
A．一根长为L的长杆相对观察者沿杆方向以速度v运动时，观察者测得的长度为
B．光的偏振现象说了光是一种电磁波.
C．无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越弱.
D．一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大.
E．根据单摆的周期公式，在地面附近，如果L→∞，则其周期T→∞.
F．利用红外摄影可以不受天气（阴雨，大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物.
13．A、B两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且vA＞vB，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是（ ）
A．A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的大
B．A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的小
C．两飞机上的人观察到足球场的长度相同
D．两飞机上的人观察到足球场的宽度相同
E．A飞机上的人观察B飞机的长度和时间进程均有微小变化
14．在物理学发展的过程中，许多物理学家的发现推动了人类历史的进步，下列说法正确的是（ ）
A．伽利略发现了单摆振动的周期性，惠更斯确定了计算单摆周期的公式
B．杨氏干涉实验证明了光具有波动性
C．泊松亮斑的发现有力地支持了光的粒子学说
D．麦克斯韦预言并用实验证明了电磁波的存在
E．爱因斯坦的相对论认为，长度、质量和时间都是随速度而变化的
15．关于经典力学的时空观与相对论的时空观，下列说法正确的是（ ）
A．在经典力学的时空观中，同时是绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一个参考系中的观察者来说也是同时的
B．在相对论的时空观中，时间间隔是绝对的，即任何事件（或物体运动）所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关
C．在经典力学的时空观中，空间距离是绝对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点的距离是绝对的不变的量值，而与参考系的选取无关
D．相对论的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间物体的运动无关
E．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
三、解答题
16．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？
17．生活中，我们常能看到物体的能量发生了变化，为什么觉察不到物体质量发生的变化？
2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第五章第2节相对论中的神奇时空（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A C D C A B D D B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BD ADF BDE ABE ACE
三、解答题
16．l03
17．因为宏观低速世界中，物体的速度远小于光速，根据质量与速度的关系 可知物体的质量基本保持不变，所以难以察觉到质量的变化。又根据 可知，当质量略微变化时将有非常大的能量变化。因此我们一般觉察不到物体质量发生的变化。
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