济南济北中学2019-2020学年鲁科版选修3-4：6.2爱因斯坦眼中的世界 配套作业（含解析）

6.2爱因斯坦眼中的世界
1．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
2．用相对论的观点判断下列说法是否正确（
）
A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变
B．在地面上的人看来，以的速度升空的火箭中的时钟会变快，但是火箭中的宇航员却看到时钟可能是准确的
C．在地面上的人看来，以的速度升空的火箭在运动方向上会变短，而火箭中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些
D．当物体运动的速度时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计
3．关于相对论，下列说法中正确的是（　　）
A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同
C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大
D．微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量
E.在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关
4．以下关于物理学知识的相关叙述，符合实际的有（　　）
A．单摆的振动周期随着摆球质量的增大而减小
B．一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m
C．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
D．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更加清晰
5．自然界中有质量的实际物体运动的最大速度不会超过（
）
A．空气中的光速
B．真空中的光速
C．电子绕原子核运动的速度
D．宇宙飞船运动的速度
6．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．
7．下列说法正确的是（　　）
A．由于相对论、量子论的提出，经典力学己经失去了它的意义
B．经典力学在今天广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍可普遍适用
C．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变
D．狭义相对论认为，质量、长度、时间的测量结果都与物体运动状态有关
8．一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，隧道长度变短
B．洞口为圆形、隧道长度不变
C．洞口为椭圆形、隧道长度不变
D．洞口为圆形，隧道长度变短
9．假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下列说法正确的是(　　)
A．甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大
B．甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小
C．乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大
D．乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同
10．如图所示，鸡蛋和乒乓球都静止在地面上，关于二者所具有的能量关系，下列说法中正确的是（
）
A．鸡蛋大
B．乒乓球大
C．一样大
D．无法进行比较
11．经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是________的．相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是________的，惯性系________越大，惯性系中的________越慢．非但如此，惯性系中的一切________．相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔，Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝?________.
12．以速度v绕地球旋转的人造卫星，它的时间Δt′和地球上同时测量的时间Δt关系是____________________；卫星上的长度l′，在地球上测量的长度是____________________。
13．带电π介子静止时的平均寿命是2.6×10－8
s，某加速器射出的带电π介子的速率是2.4×108
m/s，则在实验室中测得这种粒子的平均寿命是________。
参考答案
1．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．
2．CD
【解析】
A．经典力学理论的观点认为时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变；而相对论的观点认为时间和空间都是相对的，在不同的参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度会发生改变，故Ａ错误．
B．根据时间间隔的相对性：可知，时间延缓效应，因此地面上的人看飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的，故B错误；
C．根据长度的相对性：，可知，在运动方向上长度缩短，所以在地面上的人看来，以３km/s?的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的航天员却感到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些，故C正确；
D．当低速宏观物体时，v＜＜c时，△t≈△t′，l≈l0，可知“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计，故D正确；
3．ADE
【解析】
【详解】
在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故A正确；相对论告诉我们，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故B错误；一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故C错误；微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，选项D正确；在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关，故E正确；故选ADE.
4．BD
【解析】
A.根据单摆的周期公式：可知，单摆的周期与摆球的质量无关．故A错误；
B.地球上的观测者测得该飞船的长度是以0.6c的速度沿长度方向飞行时长度，为：，故B正确；
C.赫兹用实验证实了电磁波的存在．故C错误；
D.日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以可以滤掉水面反射的偏振光，使景像更清晰，这是利用光的偏振现象，故D正确；
5．B
【解析】
根据爱因斯坦相对论原理，自然界中有质量的实际物体运动的最大速度不会超过真空中的光速；
A．空气中的光速，与结论不相符，选项A错误；
B．真空中的光速，与结论相符，选项B正确；
C．电子绕原子核运动的速度，与结论不相符，选项C错误；
D．宇宙飞船运动的速度，与结论不相符，选项D错误；
6．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；
7．D
【解析】
AB.相对论、量子论的提出,没有否定经典力学,经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观状态下的特殊情形,对于高速、微观的情形经典力学不适用。故AB错误；
C.
在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变。故C错误；
D.
狭义相对论认为，质量、长度、时间的测量结果都与物体运动状态有关，故D正确。
8．D
【解析】
在运动方向上由于有“尺缩效应”，故隧道长度变短；在垂直运动方向上，没有“尺缩效应”，即洞口为圆形
A.
洞口为椭圆形，隧道长度变短与上述分析结论不相符，故A不符合题意；
B.
洞口为圆形、隧道长度不变与上述分析结论不相符，故B不符合题意；
C.
洞口为椭圆形、隧道长度不变与上述分析结论不相符，故C不符合题意；
D.
洞口为圆形，隧道长度变短与上述分析结论相符，故D符合题意．
9．B
【解析】
由可知运动的观察者观察静止的尺子和静止的观察者观察运动的尺子时，都发现对方手中的尺子比自己手中的变短了，故B正确，A、C、D错误．
思路分析：由可知运动的观察者观察静止的尺子和静止的观察者观察运动的尺子时，都发现对方手中的尺子比自己手中的变短了
试题点评：本题考查了长度的相对性,根据公式分析
10．A
【解析】
物体所具有的能量和其质量有关，根据质能方程，质量越大，所具有的能量越大，所以鸡蛋具有的能量大于乒乓球具有的能量．
A.
鸡蛋大与上述分析结论相符，故A符合题意；
B.
乒乓球大与上述分析结论不相符，故B不符合题意；
C.
一样大与上述分析结论不相符，故C不符合题意；
D.
无法进行比较与上述分析结论不相符，故D不符合题意；
11．相同
不同
相对运动
时间进程
物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏都变慢了
【解析】
按照经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的．按照相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是不同的，惯性系相对运动越大，惯性系中的时间进程越慢．非但如此，惯性系中的一切物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏都变慢了．相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔，Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝
12．
【解析】根据狭义相对论的钟慢效应公式得：地球上同时测量的时间
尺缩效应公式得：在地球上测量的长度
13．4.33×10－8
s
【解析】由得
π介子的平均寿命是