邻水县第二中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：6.2狭义相对论的两个基本假设 巩固练习（含解析）

6.2狭义相对论的两个基本假设
1．说法正确的是
A．爱因斯坦认为真空中光速在不同惯性系中相同
B．从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的有用信号的过程叫调谐
C．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
D．激光和自然光都是偏振光
2．下列说法正确的是（
）
A．变化的磁场周围一定产生变化的电场
B．在电磁波谱中由于y射线的贯穿能力极强，所以在医学上可用来透视人体
C．爱因斯坦相对论认为，物体的质量随物体速度的增加而增大
D．光在真空中的运动速度在不同的惯性系中测得的数值是不同的
3．关于下列说法正确的是______
A．变化的磁场一定会产生变化的电场
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红色光，则条纹间距变宽
C．如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长，这说明该星系正在远离我们而去
D．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
E.光的偏振现象说明光波是纵波
4．下列说法正确的是_____
A．当一列声波从空气传入水中时，波长一定会变长
B．同一单摆在高山山脚的振动周期一定大于在该山山巅的振动周期
C．电磁波是横波，可以观察到其偏振现象
D．爱因斯坦狭义相对论认为在不同惯性参考系中光速不同
E.若测得来自某遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长，则说明该星系正在远离我们而去
5．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
6．下列说法中正确的是（　　）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
B．用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象
C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
D．在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢
7．下列说法中正确的是（
）
A．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关
B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化的特点可测血流速度，这是利用多普勒效率
C．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可减小干涉条纹的间距
D．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
E.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
8．关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是（
）
A．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动（速度接近于真空中的光速）
B．狭义相对论只适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），不适用于低速运动
C．经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动（速度接近于真空中的光速）
D．狭义相对论既适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），也适用于低速运动
9．下列说法正确的是_________
A．在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同
C．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
D．验钞机是利用紫外线的特性工作的
E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
10．下列说法正确的是_______
A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象
B．雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光
D．红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同
E．狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
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
12．一艘太空飞船静止时的长度为30
m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，地球上的观测者测得该飞船的长度________（选填“小于”或“等于”或“大于”）30
m，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度________（选填“小于”或“等于”或“大于”）c．
13．20世纪初期，著名物理学家爱因斯坦提出了_______，改变了经典力学的一些结论．如在经典力学中，物体的质量是_____的，而狭义相对论指出质量随着物体速度变化而______；也是在这这个时期，科学家建立了_____________，这个理论能够正确地描述微观粒子的运动规律．
参考答案
1．A
【解析】
A、爱因斯坦在相对论中认为真空中光速在不同惯性系中相同，故A正确；
B、解调是从携带消息的已调信号中恢复消息的过程．所以从调谐电路接受到的高频振荡电流中，还原出声音信号的过程叫解调，故B错误；
C、只有周期性变化的磁场才能产生周期性变化的电场，从而形成电磁波，均匀变化的磁场产生恒定的电场，不能产生电磁波，故C错误；
D、自然光是沿各个方向振动，而偏振光沿特定方向振动，激光是偏振光，故D错误．
点睛：本题考查的知识点较多，需要学生在学习的过程中注意积累和应用．
2．C
【解析】根据麦克斯韦电磁场理论：变化的电场一定产生磁场；但均匀变化的电场只能产生恒定的磁场；故A错误；γ射线的贯穿能力极强，x光才用来透视人体．故B错误；根据爱因斯坦的狭义相对论认为，物体运动时的质量会随着物体运动速度的增大而增加，故C正确；根据光速不变原理，知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故D错误．故选C.
3．BCD
【解析】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生磁场，只有非均匀变化的电场周围才产生变化的磁场；在变化的磁场周围一定产生电场，只有非均匀变化的磁场周围才产生变化的电场，故A错误；
B．在光的双缝干涉实验中，根据，若仅将入射光由绿色光变为红色光，则条纹间距变宽，故B正确；
C．由多普勒效应可知，如果测量到来自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，这说明该星系正在远离我们而去，故C正确；
D．相对论认为：光速不变原理是：真空中的光速大小在不同惯性参照系中都是相同的，故D正确；
E．光的偏振现象说明光波是横波，故E错误；
故选BCD。
4．ACE
【解析】
一列声波从空气中传入水中时，波速变大，根据，且f不变，则可知波长一定会变大，故A正确；同一地区，山脚下的重力加速度大于山顶的重力加速度，结合单摆的周期公式，可知，同一单摆在高山山脚的振动周期一定小于在该山山巅的振动周期．故B错误；偏振是横波特有的现象，电磁波是横波，能观察到其偏振现象．故C正确；爱因斯坦狭义相对论指出：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故D错误；根据多普勒效应，可知，当自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，由，得接收的频率变小，因此说明该星系正在远离我们而去，故E正确．
5．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.
6．BD
【解析】
A．表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的薄膜干涉现象，A错误；
B．标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，B正确；
C．当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动，C错误；
D．根据相对论的两个基本假设，在速度v高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢，D正确。
故选BD。
7．ABD
【解析】
A．根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关，故A正确；
B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化的特点可测血流速度，这是利用多普勒效率，故B正确；
C．红光的波长大于黄光，根据可知，在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距，故C错误；
D．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，故D正确；
E．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故E错误。
故选ABD。
8．AD
【解析】经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，狭义相对论是普遍适用的，故A、D项正确．
9．ADE
【解析】
A．在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长，故A正确；
B．根据相对论原理，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；
C．γ射线穿透力强，波长短，衍射现象不明显，故C错误；
D．钞票上某些位置的荧光物质在紫外线照射下发光，故验钞机是利用紫外线的荧光效应，故D正确；
E．做简谐运动的物体每次通过同一位置时，到平衡位置的距离相等，故回复力不变，那么加速度相同；但是，前后两次经过同一位置时，根据振动方向可知：速度大小相同，方向相反，故E正确。
故选ADE。
10．CDE
【解析】A、水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分发生了全反射现象;不是衍射.故A错误;?
B、电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,均匀变化的电场或磁场产生稳定的磁场或电场,不能产生电磁波.故B错误;?
C、反射光属于偏振光,拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片能减弱橱窗玻璃表面的反射光,提高拍摄的效果.所以C选项是正确的;?
D、光速与介质有关,红色和蓝色的激光的频率不同,在同种介质中的波长是不同的,而在不同介质中传播时波长可能相同.所以D选项是正确的;?
E、根据爱因斯坦的狭义相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的.故E正确.?
故选CDE
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．小于
等于
【解析】
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：=24m＜30m；根据狭义相对论的光速不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于c．
13．狭义相对论
不变
变化
量子力学
【解析】
根据爱因斯坦的相对论，可知质量、长度、时间都是相对的，它们的测量结果都是随物体与观测者的相对运动状态而改变；在经典力学中，物体的质量是不变的；经典力学适用于低速运动、宏观物体．不适用于高速和微观物体．量子力学能够正确地描述微观粒子的运动规律．