6.2狭义相对论的基本原理
跟踪训练（含解析)
1．爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它(
)
A．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说
C．否定了牛顿力学的原理
D．修正了能量、质量互相转化的理论
2．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
3．爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它(
)
A．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说
C．否定了牛顿力学的原理
D．修正了能量、质量互相转化的理论
4．下列说法正确的是（
）
A．声波在空气中传播时是一种横波
B．波形曲线表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生变化的磁场
D．由爱因斯坦的狭义相对论可知，真空中的光速对于任何惯性参考系都相同
5．下列说法正确的是(
)
A．在经典力学中,物体的质量是不随物体运动状态而改变的
B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性,它只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界
C．相对论的出现否定了经典力学理论
D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳—演绎法”是经典力学方法的典型
6．根据气体吸收谱线的红移现象推算,有的类星体远离我们的速度竟达光速c的80%,即每秒24万千米．下列结论正确的是( )
A．在类星体上测得它发出的光的速度是(1+80%)c
B．在地球上接收到它发出的光的速度是(1-80%)c
C．在类星体上测得它发出的光的速度是c
D．在地球上测得它发出的光的速度是c
7．根据气体吸收谱线的红移现象推算,有的类星体远离我们的速度竟达光速c的80%,即每秒24万千米．下列结论正确的是( )
A．在类星体上测得它发出的光的速度是(1+80%)c
B．在地球上接收到它发出的光的速度是(1-80%)c
C．在类星体上测得它发出的光的速度是c
D．在地球上测得它发出的光的速度是c
8．下列说法正确的是(
)
A．在经典力学中,物体的质量是不随物体运动状态而改变的
B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性,它只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界
C．相对论的出现否定了经典力学理论
D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳—演绎法”是经典力学方法的典型
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．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
参考答案
1．A
【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，A正确；
B．爱因斯坦相对论借鉴法国科学家拉瓦锡的学说，但“借鉴”不等于“革命”，故B错误；
C．直接说“否定了牛顿力学的原理”是没有一分为二的认识，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，即没有否定牛顿力学的原理，C错误；
D．狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律并提示了质量与能量相当，修正了能量、质量互相转化的理论，但“修正”也算不上革命。故D错误。
故选：A。
2．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．
3．A
【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，A正确；
B．爱因斯坦相对论借鉴法国科学家拉瓦锡的学说，但“借鉴”不等于“革命”，故B错误；
C．直接说“否定了牛顿力学的原理”是没有一分为二的认识，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，即没有否定牛顿力学的原理，C错误；
D．狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律并提示了质量与能量相当，修正了能量、质量互相转化的理论，但“修正”也算不上革命。故D错误。
故选：A。
4．D
【解析】
A.声波属于纵波，故A错误；
B.波形曲线表示在同一时刻，介质中所有质点偏移平衡位置的位移矢量末端的连线，故B错误；
C.根据麦克斯韦理论，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性的变化的电场产生周期性变化的磁场，故C错误；
D.光速不变原理，是爱因斯坦狭义相对论的基本原理，即光速对于任何惯性参考系都相同，故D正确。
故选D。
5．ABD
【解析】
在经典力学中，物体的质量物质的固有属性，不会随运动状态的而改变，故A正确．经典力学理论只适用于宏观的、低速运动的物体，微观粒子、高速运动物体都不适用，故B正确．相对论和量子力学并没有否定经典力学理论，经典力学理论是相对论在低速情况下和量子力学在宏观世界中的特殊情形．故C错误．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳-演绎法”是经典力学方法的典型．故D正确．所以ABD正确，C错误．
6．CD
【解析】
根据爱因斯坦相对论的光速不变原理得：在一切惯性参考系中，测量到的真空的光速c都一样．在一切惯性系中观测到的真空中传播的同一束光，不论沿任何方向，其速度大小都为c，与光源或观察者的运动无关．所以在类星体上测得它发出的光的速度是c，在地球上上测得它发出的光的速度是c，故CD正确，AB错误．
7．CD
【解析】
根据爱因斯坦相对论的光速不变原理得：在一切惯性参考系中，测量到的真空的光速c都一样．在一切惯性系中观测到的真空中传播的同一束光，不论沿任何方向，其速度大小都为c，与光源或观察者的运动无关．所以在类星体上测得它发出的光的速度是c，在地球上上测得它发出的光的速度是c，故CD正确，AB错误．
8．ABD
【解析】
在经典力学中，物体的质量物质的固有属性，不会随运动状态的而改变，故A正确．经典力学理论只适用于宏观的、低速运动的物体，微观粒子、高速运动物体都不适用，故B正确．相对论和量子力学并没有否定经典力学理论，经典力学理论是相对论在低速情况下和量子力学在宏观世界中的特殊情形．故C错误．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳-演绎法”是经典力学方法的典型．故D正确．所以ABD正确，C错误．
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．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．6.2狭义相对论的基本原理
跟踪训练（含解析)
1．下列说法中正确的是（ ）
A．人耳能听到的声波比超声波更不易发生明显衍射
B．离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变快
C．无论什么波，只要振幅足够大就可以产生明显的衍射现象
D．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹，这是光的衍射现象
2．下列说法正确的是（
）
A．声波在空气中传播时是一种横波
B．波形曲线表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移
C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生变化的磁场
D．由爱因斯坦的狭义相对论可知，真空中的光速对于任何惯性参考系都相同
3．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
4．下列说法正确的有（
）
A．光速不变原理是广义相对论的两个基本假设之一
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了光的电磁理论
C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、X射线
D．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
5．下列说法中正确的是（
）
A．经典力学可以解决自然界中所有的问题
B．相对论与量子力学否定了经典力学理论
C．发射的导弹、人造卫星、宇宙飞船服从经典力学规律
D．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变
6．下列说法正确的是( )
A．经典力学中物体的质量是不变的
B．经典力学中的时间和空间是独立于物体及其运动的
C．万有引力定律适用于强作用力
D．物体的速度可以是任意值
7．下列说法正确的是（ ）
A．雨后天空出现彩虹是光的折射现象
B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
C．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
D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
E.咪着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的的衍射现象
8．下列说法正确的是________
A．单摆的振动周期与其质量无关
B．声波从空气进入水中，波长不变，波速变快
C．光波从空气进入水中，频率不变，波长变短
D．LC震荡回路电容C增加时，震荡频率增加
E.根据相对论，在某参考系同时发生的两事件，换参考系后可能不是同时发生
9．下列说法正确的是_____
A．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
B．机械波传播方向上各质点的振动周期与波源的振动周期相同
C．能产生衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小
D．黑洞之所以不能被看到任何光射出，是因为黑洞巨大的引力使环绕其运动的物体速度超过了光速
E.地面上的人观测到的一高速飞行的火箭长度要比火箭上的人观测到的要短一些
10．下列说法正确的是________
A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是最简单、最基本的振动
B．波长为0.5m的水波比波长为0.6m的水波绕过0.8m的障碍时衍射现象更明显
C．光导纤维传递信息是利用了光的干涉原理
D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来的
E.狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的
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．
参考答案
1．D
【解析】
因声波的波长比超声波长，则更容易发生衍射现象，故A错误；根据相对论原理可知，离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变慢，故B错误；产生明显的衍射现象的条件
是波的波长小于障碍物的尺寸，与与障碍物的尺寸差不大，与波的振幅无关，故C错误；透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹，这是光的衍射现象，故D正确；故选D.
【点睛】
此题关键是知道波长越长，越容易发生衍射，声波的波长比超声波长；相对论中，长度缩短，时间变慢；产生明显的衍射现象的条件是波的波长小于障碍物的尺寸，与与障碍物的尺寸差不大；
2．D
【解析】
A.声波属于纵波，故A错误；
B.波形曲线表示在同一时刻，介质中所有质点偏移平衡位置的位移矢量末端的连线，故B错误；
C.根据麦克斯韦理论，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性的变化的电场产生周期性变化的磁场，故C错误；
D.光速不变原理，是爱因斯坦狭义相对论的基本原理，即光速对于任何惯性参考系都相同，故D正确。
故选D。
3．A
【解析】
根据狭义相对论可知，飞船相对此考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间，可知飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间大于100分钟．选项A正确．故选A．
4．D
【解析】
A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，故A错误；
B．麦克斯韦预言了光的电磁理论，没有证实，故B错误；
C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线（伽马射线），故C错误；
D．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D．
5．C
【解析】
A.
经典力学适用于低速、宏观的物体，故A错误；
B.
经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似。在狭义相对论的所有公式中，只要令
，在数学上稍作变换，就会发现，它们将全部退化为牛顿的经典力学公式，故B错误；
C.
发射的导弹、人造卫星、宇宙飞船的速度都小于光速，所以服从经典力学规律，故C正确；
D.
在经典力学中，认为物体的质量是不变的,但在狭义相对论中质量，会随速度的增大而增大，故D错误；
故选C
6．AB
【解析】
A．经典力学中物体的质量是不变的，而相对论认为物体的质量随速度发生变化．故A正确；
B．经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，故B正确；
C．万有引力定律属于弱引力作用，不适用于强作用力，故C错误；
D．根据相对论力学，物体的能量是不连续的，所以速度也是不连续的，故D错误；
故选AB．
点睛：本题考查的是经典力学的适用范围：宏观低速物体；什么是经典力学，经典力学的基本假设即成立的基础：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定．
7．ACE
【解析】
A．雨后天空出现彩虹是光的折射造成的色散现象，选项A正确；
B．横波在传播过程中，波峰上的质点振动形式传播到相邻的波峰所用的时间为一个周期，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．机械波依赖于介质传播，但电磁波不依赖介质传播，选项D错误；
E．咪着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的的衍射现象，选项E正确。
故选ACE。
8．ACE
【解析】
A．根据可知，单摆的振动周期与其质量无关，选项A正确；
B．声波从空气进入水中，频率不变，波速变快，则波长变大，选项B错误；
C．光波从空气进入水中，频率不变，波速变小，波长变短，选项C正确；
D．根据可知，LC振荡回路电容C增加时，振荡频率减小，选项D错误；
E．根据相对论，在一个参考系中观测是同时发生的两事件，在相对于此参考系运动的别的参考系中观测就可能不是同时的，而是一先一后发生的，故E正确；
故选ACE.
9．ABE
【解析】
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，与单摆的固有频率无关，即与摆长无关，选项A正确；
B．机械波传播方向上各质点的振动周期与波源的振动周期相同，选项B正确；
C．能产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小，选项C错误；
D．黑洞之所以不能被看到任何光射出，是因为黑洞巨大使光无法脱离其引力范围被地球观测到．根据相对论可知，物体的速度不可能超过光速．故D错误；
E．根据相对论可知，地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些，故E正确；
故选ABE.
10．ADE
【解析】
A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是简谐振动，它是最简单、最基本的振动，选项A正确；
B．波长越大越容易发生衍射，则波长为0.5m的水波比波长为0.6m的水波绕过0.8m的障碍时衍射现象不明显，选项B错误；
C．光导纤维传递信息是利用了光的全反射原理，选项C错误；
D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来的，选项D正确；
E．狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的，选项E正确；
故选ADE.
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．
