怀仁县巨子高中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-4：6.2爱因斯坦眼中的世界 学业测评（含解析）

6.2爱因斯坦眼中的世界
1．下列说法正确的是______________
A．只有机械波能产生多普勒效应，电磁波不会产生多普勒效应
B．由爱因斯坦的相对论得出运动的时钟会变慢
C．电磁波能发生偏振现象，说明电磁波是横波
D．红光和绿光通过同一干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距大
E.用单摆测重力加速度实验时，为了减小实验误差，应从单摆摆到最低点时开始计时
2．在狭义相对论中，下列说法正确的有（
）
A．在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的
B．质量、长度的测量结果与物体相对观察者的相对运动状态无关
C．物体的质量永远不变
D．物体的能量与质量成正比
E.真空中光速在不同的惯性系中都是相同的
3．下列说法正确的是（　　）
A．从地面上观察，飞船上的时间进程比地面上慢
B．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射
C．用超声波被血流反射回来其频率发生变化可测血流速度，这是利用多普勒效应
D．做受迫振动的物体，其稳定时的振动频率不一定等于驱动力的频率
E.用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的偏振现象
4．以下说法正确的是（
）
A．无论是什么波，只要振幅足够大，就可以产生明显的衍射现象
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波
C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，观察者接收到的波的频率都会发生变化
D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化
E.全息照片往往用激光拍摄，主要是利用了激光的相干性
5．用相对论的观点判断，下列说法正确的是(　　)
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10
km/s的速度运动的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
C．在地面上的人看来，以10
km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船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v?c时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计
E.
狭义相对论的创立表明经典力学在任何情况下都不再适用
6．A、B两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且vA＞vB，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是(　　)
A．A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的大
B．A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的小
C．两飞机上的人观察到足球场的长度相同
D．两飞机上的人观察到足球场的宽度相同
E.
A飞机上的人观察B飞机的长度和时间进程均有微小变化
7．以下说法中正确的是(　　)
A．矮星表面的引力很强
B．时钟在引力场弱的地方比在引力场强的地方走得快些
C．在引力场越强的地方，物体长度越长
D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移
E.
引力场越强，时钟变慢的效应越明显
8．下列说法正确的是________
A．摆钟偏快时可增长摆长进行校准
B．“和谐号”动车组高速行驶时，地面上测得其车厢的长度会明显缩短
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
D．甲、乙两束光照射同一双缝装置时甲光的条纹间距较小，则在同一介质中乙光传播得快
E.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在
9．下列说法中正确的是:
A．测量某星球上某些元素发出的光的频率，与地球上这些元素静止时的发光频率对照，就可以得出该星球靠近或者远离地球的速度，这利用了多普勒效应
B．在生产和生活中，共振现象危害较大，因此要尽量避免发生共振
C．高速飞离地球的飞船中宇航员认为地球上的时钟变慢
D．照相机镜头的偏振滤光片可使拍摄水下物体的影像更清晰，是利用光的干涉原理滤去了水面的反射光
10．在物理学发展过程中，许多科学家作出了卓越的贡献，下列说法与事实相符合的是（
）
A．爱因斯坦提出了相对论
B．第谷通过对前人积累的观测资料的仔细分析研究，总结出行星运动规律
C．牛顿建立了万有引力定律，并利用扭秤装置测定了万有引力常量
D．伽利略通过多年的潜心研究，提出了“日心说”的观点
11．一列长为L的列车以速度0.5c相对地面运动，地面上的人测得该列车的长度为L′．则L′_________L（填“>”、“<”或“=”）．地面上的人测得，列车上的时钟比地面上的时钟要________（填“快”或“慢”）．
12．20世纪初，著名的物理学家爱因斯坦建立了________，使人们对时空观的认识产生了根本性的变革．
13．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．BCE
【解析】
机械波和电磁波都能产生多普勒效应，选项A错误；由爱因斯坦的相对论得出运动的时钟会变慢，选项B正确；电磁波能发生偏振现象，说明电磁波是横波，选项C正确；根据
，因红光的波长大于绿光，则红光和绿光通过同一干涉装置，绿光形成的干涉条纹间距小，选项D错误；用单摆测重力加速度实验时，为了减小实验误差，应从单摆摆到最低点时开始计时，选项E正确；
故选BCE.
2．ADE
【解析】
A．狭义相对论的两个基本假设是：光速不变原理和相对性原理；即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；
B．根据狭义相对论，质量和长度会随着速度的改变而改变，故B错误；
C．根据狭义相对论的基本结论可知，质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对状态而改变，故C错误；
D．根据E=mc2知，爱因斯坦质能方程给出了物体的能量与它的质量成正比关系，故D正确；
E．在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值c，这叫光速不变原理，故E正确。
故选ADE。
3．ABC
【解析】
A．根据狭义相对论的时空观可知，由
从地面上观察，飞船上的时间进程比地面上慢，故A正确；
B．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时，声波比可见光容易发生衍射，因为声波的波长比可见光长，故B正确；
C．利用多普勒效应，当间距变化时，接收的频率与发出频率不相同，则可测量血流速度，故C正确；
D．受迫振动的物体，其稳定时的振动频率一定等于驱动力的频率，但不一定等于固有频率，故D错误；
E．检查光学面的平整程度是利用光的干涉现象，利用两平面所夹空气薄层的反射，获得频率相同的光波，从而进行相互叠加，故E错误。
故选ABC。
4．CDE
【解析】
A．能否产生产生明显的衍射现象看障碍物与波长的尺寸关系，与振幅无关，当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时能产生明显的衍射现象；故A错误；
B．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但不一定能产生电磁波，只有周期性变化的电场周围才一定可以产生电磁波，故B错误；
C．波源与观察者互相靠近或者互相远离时，会产生多普勒效应，观察者接收到的波的频率都会增大或减小，故C正确；
D．火车以接近光速行驶时，根据相对论，沿着物体的运动方向，我们在地面上测得车厢前后距离变小了，而车厢的高度没有变化，故D正确；
E．全息照片往往用激光拍摄，主要是利用了激光的高相干性，故E正确；
故选CDE。
5．BCD
【解析】
根据长度相对性和时间间隔的相对性分析讨论；
【详解】
按照相对论的观点，时间和空间都是相对的，A错误；由可知，运动的时钟变慢了，但飞船中的钟相对飞船中的观察者静止，时钟准确，B正确；由可知，地面上的人看飞船和飞船上的人看地面上的人都沿运动方向长度减小，C正确；当时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计，D正确；在宏观、低速情况下，经典力学仍适用，E错误．
【点睛】
解题要掌握以下知识：
1、“同时”的相对性；
2、长度的相对性，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；
3、时间间隔的相对性．时间延缓效应：在静止系中，同一地点发生的两事件的时间间隔称为固有时间，即τ．相对于物理事件运动的惯性系中测得两事件的时间间隔比固有时间长．
6．BDE
【解析】
根据长度的相对性，分别讨论足球场的长度与宽度的变化即可．
【详解】
由
(其中l0是相对足球场静止时的长度)，可以看出，速度越大，“动尺变短”的效应越明显，即A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的小，A错误B正确；但是足球场的短轴与飞机速度方向垂直，所以两飞机上的人观察到足球场的宽度相同，C错误D正确；因A、B两飞机有相对运动，所以A飞机上的人观察B飞机的长度和时间进程均有微小变化，E正确．
【点睛】
记住并理解狭义相对论的基本假设和几个基本结论，记住公式是解决此题的关键．
7．ABE
【解析】
因矮星体积很小，质量却不小，所以矮星表面引力很强，A正确；根据广义相对论的结论可知，引力场越强，时间进程越慢，物体长度越短，B正确C错误；在引力场强的地方，光谱线向红端偏移，称为“引力红移”，D错误；引力场越强，时钟变慢的效应越明显，E正确．
8．ADE
【解析】
A．摆钟偏快说明周期太小，由知应适当增大摆长，故A正确；
B．根据狭义相对性原理，在地面上测得高速行驶的动车组长度比在以相同速度运动的惯性系中测得的长度短，但由于动车组的速度远小于光速，这个差别并不明显，故B错误；
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，镜头上加上偏振片是为了减弱反射光的强度，使照片更加清晰，故C错误；
D．甲光条纹间距小，说明甲光的波长短，频率高，在同一介质中传播速度小，故D正确；
E．由物理学史可知麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故E正确。
故选ADE。
9．AC
【解析】
A．根据多普勒效应，当接收频率小于发出频率的时，星球离我们而去，若接收频率大于发出频率时，则星球向我们靠近，故A正确；
B．共振现象在生产和生活中有利也有弊，因此要会利用和防止共振，选项B错误；
C．根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对性：，可知在宇宙中高速飞行的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，故C正确；
D．反射光是偏振光，摄影爱好者常在照相机镜头前装一片偏振滤光片使景像更清晰是利用光的偏振现象，故D错误；
故选AC.
10．A
【解析】
A、爱因斯坦提出了狭义相对论和广义相对论，故A正确．B、开普勒发现了行星运动的规律，故B错误．C、卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故C错误；D、波兰天文学家哥白尼，经过长期天文观察，利用工作余暇写成以“日心说”为主要论点的《天体运行论》一书，故D错误；故选A．
【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
11．<
慢
【解析】
[1][2]．列车以速度0.5c相对地面运动，地面上的人测得该列车的长度为L′，根据相对论尺缩效应知，L′＜L．根据钟慢效应，知地面上的人测得，列车上的时钟比地面上的时钟要慢．
12．狭义相对论
【解析】
爱因斯坦的狭义相对论认为时间和空间都不是绝对的，都是相对的，时间和空间是不能割裂是紧密相连的，使人们对时空观的认识产生了根本性的转变．
13．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．