惠阳区第三中学2019-2020学年高中物理粤教版选修3-4：5.1狭义相对论的基本原理 课时练（含解析）

5.1狭义相对论的基本原理
1．下列说法正确的是（　　）
A．可以利用紫外线的热效应对物体进行烘干
B．根据麦克斯韦的电磁理论，变化的电场周围一定可以产生电磁波
C．光的偏振现象证明了光是一种纵波
D．火车以接近光速行驶时，我们在地面上测得车厢前后的距离变小了
2．关于相对论，下列说法正确的是(　　)
A．狭义相对论认为，如果物体在地面上静止不动，任何人在任何参考系里面测出物体的长度都是一样的
B．狭义相对论认为，对于一切物理规律，所有的参考系都是平权的
C．狭义相对论认为相对于观察者静止的钟走得是最慢的
D．广义相对论认为一个做匀加速运动的参考系和一个均匀的引力场是等效的
3．以下有关波动和相对论内容的若干叙述正确的是(　　)
A．单摆的摆球振动到平衡位置时，所受的合外力为零
B．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
C．波在传播的过程中，介质质点将沿波传播的方向做匀速运动
D．两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化
4．设想有一艘飞船以v＝0.8c的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿其运动方向抛出一物体，该物体相对于飞船的速度为0.9c，从地面上的人看来，物体的速度为(　　)
A．1.7c
B．0.1c
C．0.99c
D．无法确定
5．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
6．关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是(　　)
A．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
B．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
C．牛顿物理学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
D．牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
7．(多选)下面说法中正确的是(　　)
A．当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别
B．当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别
C．当普朗克常量h()可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别
D．当普朗克常量h()不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别
8．下列关于经典力学的时空观说法正确的是(　　)
A．经典力学的时空观中，同时是绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的
B．在经典力学的时空观中，时间间隔是绝对的，即任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关
C．在经典力学的时空观中，空间间隔是相对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点距离与参考系选取有关
D．经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关
E.绝对时空观认为，参考系不同，某事件经历的时间也会不同
9．下列说法中正确的是(　　)
A．在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理
B．在不同的参考系中，物理规律都是不同的，例如牛顿运动定律仅适用于惯性参考系
C．一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理
D．一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理
E.
物体的运动速度不能无限增加
10．在狭义相对论中，下列说法正确的是(　　)
A．所有惯性系中基本规律都是等价的
B．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关
C．在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向传播速度不相同
D．质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态的改变而改变
E.
时间与物体的运动状态有关
11．下列说法中正确的是(
)
A．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的
B．红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度小
C．在机械波的传播过程中，介质质点的振动速度等于波的传播速度
D．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率
E.根据麦克斯韦的电磁理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场
12．以下效应属于狭义相对论的是（　　）
A．时间延缓
B．长度收缩
C．质量变大
D．时空弯曲
13．下列说法正确的有________
A．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
B．相对论认为时间和空间与物质的运动状态无关
C．在干涉现象中，振动加强点的位移可能比减弱点的位移小
D．在单缝衍射实验中，减小缝的宽度，中央条纹变宽变暗
参考答案
1．D
【解析】
红外线的热效应显著，可以利用红外线的热效应对物体进行烘干，故A错误；根据麦克斯韦的电磁理论，变化的电场周围一定可以产生磁场，但如果是均匀变化的电场会产生恒定的磁场，不会形成电磁波，故B错误；光的偏振现象证明了光是一种横波，即电磁振动矢量与传播方向垂直，故C错误；火车以接近光速行驶时，根据爱因斯坦相对论的尺缩效应，我们在地面上测得车厢前后的距离变小了，故D正确；故选D。
【点睛】
本题考查了麦克斯韦的电磁理论、光的本性、红外线的热效应、爱因斯坦狭义相对论效应等，知识点多，难度小，关键是记住基础知识．
2．D
【解析】A、根据尺缩效应，相对论时空观认为运动的尺子会变短，如果物体在地面上静止不动，在相对于地面运动的参考系里面测出物体的长度和在地面上测出物体的长度是不一样的，故A错误；
B、狭义相对论认为，一切的惯性参考系都是平权的，即物理规律的形式在任何的惯性参考系中是相同的，故B错误；
C、根据钟慢效应得运动的钟比静止的钟走得慢，狭义相对论认为相对于观察者静止的钟走得是最快，故C错误；
D、广义相对论是一种新的时空与引力的理论，广义相对论认为一个做匀加速运动的参考系和一个均匀的引力场是等效的，故D正确；
故选：D。
【名师点睛】
狭义相对论的几个重要的效应：钟慢效应、尺缩效应、质量变大。广义相对论将经典的牛顿的万有引力定律包含在狭义相对论的框架中，并在此基础上应用等效原理而建立。
3．B
【解析】
单摆在平衡位置回复力为零，但是合力不为零，合力提供向心力；
在波的传播过程中，质点不随波迁移，移动的是波形；
在干涉现象中，振动加强区始终是振动加强区，减弱区始终是减弱区，是固定不变的．
【详解】
A.单摆的摆球振动到平衡位置时，所受的合外力不为零，拉力和重力的合力提供向心力，故A错误；
B.根据光速不变原理知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故B正确；
C.在波的传播过程中，质点在平衡位置两侧振动，不随波迁移，故C错误；
D.两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域是固定的，故D错误．故选B
【点睛】
本题考查了选修3-4中的内容，关键要熟悉教材，牢记课本中的基本概念和基本规律．
4．C
【解析】
若对于低速物体，地面上人看来物体相对于地面的速度应为0.8C+0.9C=1.7C，
由狭义相对论理论可以知道，洛伦兹变换下的相对速度：，将题中数值代入公式，可以得到所求解0.99c，
故选C.
【名师点睛】
根据洛伦兹变换下的相对速度公式进行分析，明确物体的速度．
5．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．
6．BC
【解析】
爱因斯坦创立狭义相对论为的是研究物体在高速运动时所遵循的规律．牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律．故BC正确，选BC.
7．AC
【解析】
经典力学可以认为是相对论物理学在低速、宏观状态下的特例，因此正确的选项为A、C.选AC.
8．ABD
【解析】
经典力学的时空观认为，时间、空间均是绝对的，与物体的运动状态无关.同时也是绝对的，即在一个参考系中同时发生的两个事件，对不同参考系中的观察者来说也是同时发生的，ABD正确，CE错误．
9．ADE
【解析】
在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理，而牛顿运动定律仅适用于惯性参考系，A正确B错误；一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理，C错误D正确；物体的速度不能超过光速，E正确．
【点睛】
在任何参考系中，物理规律都是相同的，而牛顿运动定律仅适用于惯性参考系；一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理，从而即可求解．
10．ABE
【解析】
根据相对论的观点：在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的；且在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都相等；质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态的改变而改变，AB正确CD错误；在狭义相对论中，时间与物体的运动状态有关，E正确．
11．ADE
【解析】
A.根据光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故A正确；
B.根据，且红光在玻璃砖中的折射率小，则有红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大，故B错误；
C.在机械波传播过程中，介质中质点的振动速度和波的传播速度并不相同，故C错误；
D.根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率,故D正确；
E.依据麦克斯韦的电磁理论可知，变化的电场也一定会产生磁场，变化的磁场会一定产生电场，故E正确；
故选ADE。
12．ABC
【解析】
知道狭义相对论的质量、时间、长度效应和光子说是解决此题的关键。
【详解】
A、时间延缓：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了，故A正确；
B、长度收缩：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点，故B正确；
C、质量随着速度的增大而增大，故C正确；
D、时空弯曲属于广义相对论中的内容，故D错误。
【点睛】
此题考查狭义相对论的基本结论，要求能牢记相对论的有关结论，并能应用解释相关现象。
13．CD
【解析】
均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项A错误；相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，长度缩短，时间变长，故B错误；振动加强质点的位移不总是最大，在随着时间在变化，加强点可能处于波峰，也可能波谷，也可能在平衡位置；在某一时刻，振动加强质点处于平衡位置时，其位移等于零，所以小于振动减弱点的位移，因此可能存在，故C正确；根据发生明显衍射的条件可知，在单缝衍射中缝的宽度越小，衍射现象越明显，即条纹变宽变暗，故D正确；故选CD.