6.2狭义相对论的基本原理
课时作业（含解析)
1．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（
）
A．同时的绝对性与同时的相对性
B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D．相对性原理与光速不变原理
2．下列说法中正确的是________。
A．电磁波是纵波
B．单摆的摆长越长，摆动周期越小
C．照相机的镜头涂有一层增透膜，
利用的是光的衍射原理
D．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
3．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
4．以下说法正确的是（）
A．光的偏振现象说明光是一种横波
B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象
C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关
D．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率
5．一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆特殊的有轨电车，都被加速到接近光速，在我们的静止参考系中进行测量，下列说法正确的是（
）
A．摩托车的质量增大
B．有轨电车的质量增大
C．摩托车和有轨电车的质量都增大
D．摩托车和有轨电车的质量都不增大
6．在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，以下对几位物理学家所做科学贡献的叙述正确的是（
）
A．牛顿运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”
B．安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律
C．爱因斯坦创立相对论，提出了一种崭新的时空观
D．法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，总结出了法拉第电磁感应定律
7．如图所示，一根10
m长的梭镖以相对论速度穿过一根10
m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的，以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的情况( )
A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它
B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来
C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖
D．所有这些都与观察者的运动情况有关
8．建立经典电磁场理论，并预言了电磁波存在的物理学家和创立相对论的科学家分别是( )
A．麦克斯韦 法拉第
B．麦克斯韦 爱因斯坦
C．赫兹 爱因斯坦
D．法拉第 麦克斯韦
9．爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为( )
A．否定了经典力学的绝对时空观
B．揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性
C．打破了经典力学体系的局限性
D．使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界
10．下列说法正确的是_________
A．做简谐运动的物体，当速度为正时，位移一定为负，加速度一定为正
B．当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅最大
C．夜晩，高速公路上的路牌在车灯的照射下特別明亮是利用了光的干涉
D．电磁波的接收是利用了电谐振把有用信号选择出来
E.狭义相对论中假设在不同惯性参考系中，物理规律(包括力学的和电磁的)都是一样的
11．下列有关叙述正确的是___________。
A．第四代移动通信系统（4G）采用1880MHz—2690MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的
B．狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上时钟变快
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
D．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接受，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理
E.泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
12．万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”）
参考答案
1．D
【解析】
爱因斯坦提出的狭义相对论两条基本假设是：
相对性原理与光速不变原理，其他内容均建立在这两点的基础之上；故选D.
2．D
【解析】
A．电磁波是横波，A项错误；
B．根据得出摆长越长，摆动周期越大，B项错误；
C．增透膜利用的是光的干涉原理，C项错误；
D．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，D项正确。
故选D。
3．D
【解析】
A．一切物体都在不停地发射红外线，选项A正确，不符合题意；
B．适量照晒紫外线有助于人体合成维生素D，选项B正确，不符合题意；
C．医学上用X射线透视人体，检查体内病变等，选项C正确，不符合题意；
D．根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度大小相等，故D错误，符合题意。
故选D。
4．A
【解析】
A．光的偏振现象说明光是一种横波，选项A正确；
B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，选项B错误；
C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，选项C错误；
D．光导纤维中内层的折射率大于外层的折射率，选项D错误；
故选A．
【考点】
光的偏振；光的干涉；相对论；光导纤维
5．B
【解析】
在相对论中，普遍存在一种误解，认为运动物体的质量总是随速度的增加而增大，当速度接近光速时，质量趋于无穷大。正确的理解是，物体质量增大只发生在给它不断输入能量的时候。对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入，而摩托车的能量却是它自己带来的。能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车。能量与质量相对应，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度的增加而增大。选项B正确，ACD错误。
故选B。
6．C
【解析】
A、伽利略运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”,故A错误;?
B、库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律,故B错误;?
C、爱因斯坦创立相对论,提出了一种崭新的时空观,所以C选项是正确的;?
D、法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系;是韦德与库柏在对理论和实验资料进行严格分析后,总结出了法拉第电磁感应定律,故D错误;?
综上所述本题答案是：C
7．D
【解析】
如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部．然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子．假如你在梭镖和管子之间运动，运动的速度是在梭镖运动的方向上，而大小是其一半，那么梭镖和管子都相对于你运动，且速度的大小一样；你看到这两样东西都缩短了，且缩短的量相同，所以你看到的一切都是相对的，依赖于你的参考系．
A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它，与结论不相符，A错误；
B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来，与结论不相符，B错误；
C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖，与结论不相符，C错误；
D．所有这些都与观察者的运动情况有关，与结论相符，D正确。
故选D。
8．B
【解析】
在19世纪60年代建立经典电磁场理论，并预言了电磁波存在的物理学家是麦克斯韦，创立相对论的科学家是爱因斯坦．
A．麦克斯韦、法拉第，与结论不相符，选项A错误；
B．麦克斯韦、爱因斯坦，与结论相符，选项B正确；
C．赫兹、爱因斯坦，与结论不相符，选项C错误；
D．法拉第、麦克斯韦，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
9．BC
【解析】
A、运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大，这是狭义相对论的几个重要的效应，揭示了时间、空间并非绝对不变的属性，故A错误，B正确；
C、爱因斯坦相对论解释了经典牛顿力学不能解释的高速、微观范围，但狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭义相对性原理，它打破了经典力学体系的局限性，故C正确；
D、普拉克提出的量子理论使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界，故D错误．
点睛：解决本题需要了解狭义相对论的两个基本假设以及狭义相对论的几个重要的效应，在学习过程中注意加强积累．
10．BDE
【解析】
A.做简谐运动的物体，当速度为正时，位移可能为正，也可能为负，加速度可能为正，也可能为负，故A错误；
B.当驱动力的频率等于固有频率时，物体做受迫振动的振幅最大，出现共振现象，故B正确；
C.夜晩，高速公路上的路牌在车灯的照射下特別明亮是全反射现象，故C错误；
D.电磁波的接收是利用了电谐振把有用信号选择出来，故D正确；
E.狭义相对论中假设在不同惯性参考系中，物理规律(包括力学的和电磁的)都是一样的，故E正确；
故选BDE。
11．ACE
【解析】
A．第四代移动通信系统(4G)采用1880MHz?2690MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的，是非均匀变化的，故A正确；
B．狭义相对论中有运动延迟效应，即“动钟变慢”，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上时钟变慢，故B错误；
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期有驱动力的周期决定，与单摆的固有周期无关，故与摆长无关，故C正确；
D．向人体发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法是根据多普勒效应原理，俗称“彩超”，故D错误；
E．泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故E正确。
故选ACE。
12．牛顿
开普勒
卡文迪许
爱因斯坦
【解析】
开普勒在第谷观测的基本上提出了行星的三大定律；牛顿发现了万有引力定律，但是卡文迪许测得了引力常量；爱因斯坦建立了狭义相对论；
【点睛】
本题比较简单考查了学生对物理学史的了解情况，在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献，大家熟悉的牛顿、爱因斯坦、卡文迪许等，在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献，是解答类似问题的关键．6.2狭义相对论的基本原理
课时作业（含解析)
1．关于相对论效应，下列说法中正确的是（
）
A．我们观察不到高速飞行火箭的相对论效应，是因为火箭的体积太大
B．我们观察不到机械波的相对论效应，是因为机械波的波速近似等于光速
C．我们能发现微观粒子的相对论效应，是因为微观粒子的体积很小
D．我们能发现电磁波的相对论效应，因为真空中电磁波的波速是光速
2．在以光速c前进的特殊“列车”上向前发射一束光，在地面上的观察者看来这束光的速度是（
）
A．0
B．c
C．2c
D．
3．下列说法正确的是（
）
A．以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值
B．物理学的发展，使人们认识到经典力学有它的适用范围
C．相对论和量子力学的出现，是对经典力学的全盘否定
D．经典力学对处理高速运动的宏观物体具有相当高的实用价值
4．经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是建立了人们对牛顿物理学的尊敬.20世纪以来，人们发现了一些新的事实，用经典力学无法解释．下列说法正确的是( )
A．由于经典力学有局限性，所以它是错误的
B．当物体的速度接近光速时，经典力学仍成立
C．狭义相对论能描述微观粒子运动的规律
D．量子力学能描述微观粒子运动的规律
5．对相对论的基本认识，下列说法正确的是
A．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
B．爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量
C．在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上快
D．我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
6．爱因斯坦是近代最著名的物理学家之一，曾提出许多重要理论，为物理学的发展做出过卓越贡献，下列选项中不是他提出的理论是（ ）
A．物质波理论
B．相对性原理
C．光速不变原理
D．质能关系式
7．以下说法错误的是
A．爱因斯坦提出光子说成功地解释了光电效应，说明光具有粒子性
B．光的波长越大，光子能量越小
C．以不同的惯性系观察同一物体的运动，物体的加速度可能不同，但速度一定相同
D．光既有波动性，有具有粒子性，二者并不矛盾
8．以下关于物理学知识的叙述，其中正确的是( )
A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在
C．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
D．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
9．以下关于振动、波动和相对论的叙述正确的是(
)
A．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，应从平衡位置处开始计时
B．光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C．两列波叠加产生干涉现象，振动加强区域与减弱区域应交替变化
D．光的偏振现象说明光波是横波
E.用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为△X，如果只增大双缝到光屏之间的距离，△X将减小
10．下列说法正确的是________．
A．受迫振动的频率总等于驱动力的频率
B．一切波都能发生干涉，干涉是波特有的现象
C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的频率不变
D．红外线是一种光波
E.狭义相对论认为,物体的质量随着物体速度的增大而减小
11．设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．
12．设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．
参考答案
1．D
【解析】
A．我们观察不到高速飞行火箭的相对论效应，是因为火箭的速度与光速相比很小，选项A错误；
B．我们观察不到机械波的相对论效应，是因为机械波的波速远远小于光速，选项B错误；
C．我们能发现微观粒子的相对论效应，是因为微观粒子的速度很大，与光速接近，选项C错误；
D．我们能发现电磁波的相对论效应，因为真空中电磁波的波速是光速，选项D正确。
2．B
【解析】
光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的。即光在真空中沿任何方向的传播速度也是相同的；
A．
0，与结论不相符，选项A错误；
B．c，与结论相符，选项B正确；
C．2c，与结论不相符，选项C错误；
D．-c，与结论不相符，选项D错误；
3．B
【解析】
牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题，在生产、生活及科技方面起着重要作用；解决问题时虽然有一定误差，但误差极其微小，可以忽略不计；故经典力学仍可在一定范围内适用．虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律，它是科学的进步，但并不表示对经典力学的否定，故选项B正确．A、C错误；经典力学不能用于处理高速运行的物体；故D错误．
故选B
4．D
【解析】
相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形．故A错误．当物体的速度接近光速时，经典力学不成立，故B错误．量子力学能够描述微观粒子运动的规律．故C错误，D正确．故选D．
点睛：该题考查经典力学的使用范围，记住：经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体．
5．A
【解析】
A．相对论认为：真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的，故A正确．
B．由可知，质量与能量相互联系，但质量与能量是两个不同的物理量，不能说质量就是能量，能量就是质量，故B错误；
C．在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上慢．故C错误；
D．我们发现竖直向上高速运动的球，水平方向上没有变化，竖直方向变短了，故D错误；
故选A．
【点睛】
本题关键是记住相对论有关时间间隔的相对性公式、相对论质量公式，明确相对论的等效原理．质量与能量是两个不同的物理量，它们间存在联系．
6．A
【解析】
质能方程、光电效应方程、光速不变原理都是爱因斯坦的理论，而物质波是德布罗意提出的理论．
【详解】
质能方程、光电效应方程、相对性原理、光速不变原理都是爱因斯坦的理论，而物质波理论不是爱因斯坦的理论，是德布罗意提出的理论，又称德布罗意波，故选项A符合题意，选项BCD不符合题意．
故选A。
【点睛】
爱因斯坦是现代物理学中最著名的科学家之一，中学阶段爱因斯坦的理论主要有三方面：质能方程、光子说、相对论．
7．C
【解析】
A．爱因斯坦提出光子说成功地解释了光电效应，说明光具有粒子性，选项A正确，不符合题意；
B．根据
可知，光的波长越大，光子能量越小，选项B正确，不符合题意；
C．根据相对论原理，以不同的惯性系观察同一物体的运动，物体的加速度和速度都不相同，选项C错误，符合题意；
D．光既有波动性，又具有粒子性，光具有波粒二象性，故D正确，不符合题意．
故选C.
8．BD
【解析】
A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，A错误；
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确；
C．交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒效应，C错误；
D．根据狭义相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D正确．
故选BD。
9．ABD
【解析】
考查振动、波动和相对论．
【详解】
A．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，应从平衡位置处开始计时，A正确；
B．光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，B正确；
C．两列波叠加产生干涉现象，振动加强区域与减弱区域是固定不变的，C错误；
D．光的偏振现象说明光波是横波，D正确；
E
．由
，如果增大双缝到光屏之间的距离L，将增大，E错误．故选ABD．
10．ABD
【解析】
简谐运动的受迫振动的频率总等于驱动力的策动频率；
干涉与衍射是波特有的现象；
根据多普勒效应可以解释接受频率的变化；
红外线是一种光波，且任何物质都发射红外线；
【详解】
A．简谐运动的受迫振动的频率总等于驱动力的策动频率，故A正确；
B．一切波都能发生干涉和衍射，干涉与衍射是波特有的现象，故B正确；
C．根据多普勒效应，波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的频率会发生变化，故C错误；
D．红外线是一种光波，生物体和非生物体都可以辐射红外线，因此红外遥感技术应用十分广泛，在军事、医疗、勘测，甚至日常生活中都有广泛的应用，故D正确；
E．狭义相对论认为：物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加，故E错误．
故选ABD。
11．k；
【解析】
根据相对论的知识，静止物体的能量是E=m0c?(m0是静止时的质量),运动时的能量E′=mc?（m为运动时的质量）
E′/E=K
m/m0=K；由相对论的质量关系式，解得．
12．k；
【解析】
根据相对论的知识，静止物体的能量是E=m0c?(m0是静止时的质量),运动时的能量E′=mc?（m为运动时的质量）
E′/E=K
m/m0=K；由相对论的质量关系式，解得．
