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
过 关 演 练
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． 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
3． 下列说法中正确的是（ ）
A．红外线比红光波长短，它的显著作用是热作用
B．紫外线的频率比可见光低，它的显著作用是荧光作用
C．阴极射线来源于核外的自由电子，β射线来源于原子核内部核衰变得到的电子
D．在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的时钟与他观察到的地球上的时钟走得同样快
4． 如果你以接近于光速的速度朝一星体匀速飞行,你可以发觉( )
A．你的质量在增加
B．你的心脏跳动在慢下来
C．你在变小
D．你永远不能由自身的变化知道你的速度
5． 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
6． 如图所示，假设一根10cm长的梭镖以接近光速穿过一根10cm长静止的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子情况的是（ ）
A．静止的观察者看到梭镖收缩变短，因此在某个位置，管子能完全遮住梭镖
B．静止的观察者看到梭镖变长，因此在某个位置，梭镖从管子的两端伸出来
C．静止的观察者看到两者的收缩量相等，因此在某个位置，管子仍恰好遮住梭镖
D．如果梭镖和管子都以光速c相向运动，则二者的相对速度是2c
7． 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
8． 甲、乙、丙是三个完全相同的时钟，甲放在地球上，乙、丙分别放在两个高速运动的火箭上，以速度和朝同一方向远离地球飞行，<．地面上的观察者看
A．甲时钟走得最慢 B．乙时钟走得最慢
C．丙时钟走得最慢 D．甲、乙、丙时钟快慢一样
9． 有两只对准的标准钟，一只留在地面上，另一只放在高速飞行的飞船上，则下列说法正确的是（ ）
A．飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走得慢
B．地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得慢
C．地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快
D．因为是两只对准的标准钟，所以两钟走时快慢相同
10．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
二、多选题
11．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
12．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
13．广义相对论的两个基本原理是（ ）
A．光速不变原理 B．广义相对性原理
C．等效原理 D．同时的相对性
14．下列说法中正确的是（ ）
A．光的偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象
B．火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄
D．某人在速度为0.5c的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5c
15．下列说法中正确的是（ ）
A．做简谐运动的质点，经过四分之一周期，所通过的路程不一定等于振幅
B．声波从空气传入水中时频率变大，波长不变
C．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
D．假设火车以接近光速通过站台时，站台上旅客观察到车上乘客在变矮
E．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
三、解答题
16．一支静止时长10 m的飞行物以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得飞行物的长度应为多少？飞行物上的人测得飞行物的长度应为多少？如果飞行物的速度为光速的三分之一呢？
17．同时的相对性是什么意思？为什么会有这种相对性？如果光速是无限大，是否还有这种相对性？
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 D C D B A A C C B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AB ABE BC ABC ACE
三、解答题
16．10 m　10 m　9.43 m
17．（1）在某一参考系中，如一物理事件在某地 ，某时刻发生，另一物理事件在另一地，某时刻发生，若，我们就说这两个事件是同时发生的，但这个同时是在同一参考系中发生的，所以具有相对性。
（2）在参考系K中，两个事件是同时发生的，而在相对于K系以某一速度v运动的参考系中，两个事件不是同时发生的，即事件的同时性因参考系的选择而异，所以有这种相对性。
（3）如果光速c是无穷大，若两个事件在某一参考系中是同时发生的，则在所有参考系中，这两个事件都是同时发生的。因此，就没有同时的相对性，或者说同时性是绝对的。
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