上海市丰华高中2019-2020学年物理沪科版选修3-4：5.3奇特的相对论效应 课时训练（含解析）

5.3奇特的相对论效应
1．如果你以接近于光速的速度朝一星体匀速飞行,你可以发觉( )
A．你的质量在增加
B．你的心脏跳动在慢下来
C．你在变小
D．你永远不能由自身的变化知道你的速度
2．下列说法正确的是（ ）
A．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
C．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波很容易产生衍射现象
D．质点做简谐运动时，若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
E.地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了
3．下列说法正确的是(　　)
A．在双缝干涉实验中，保持入射光的频率不变，增大双缝间的距离，干涉条纹间距也增大
B．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片，可以使景象更清晰，这是利用了光的偏振原理
C．我们发现竖直向上高速运动的球体，在水平方向上长度变短了
D．用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，这是利用紫外线的荧光效应
E. 太阳光经过三棱镜的两次折射，会发散成彩色光带
4．下列说法中正确的是_______
A．雷达是利用声波的反射来测定物体的位置的
B．受迫振动的物体总以它的固有频率振动
C．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物
D．当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率大于声源振动的频率
E.火车以接近光速通过站台时，火车上乘客观察到站在站台上的旅客身高不变
5．下列说法正确的是( )
A．单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
C．机械波传播过程中，某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离
D．地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了
E. 当系统做受迫振动时，如果驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大
6．下列说法中正确的是_____________
A．人耳能听见的声波比超声波更易发生明显衍射
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，只要振幅足够太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
E.光纤通信的工作原理是全反射,光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点
7．下列说法正确的有( )
A．激光全息照相是利用了激光相干性好的特性
B．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关
C．声波频率的大小取决于在某种介质中传播的速度和波长的大小
D．在光的双缝干涉实验中，若只将入射光由绿光改为紫光，则条纹间隔变窄
8．下列说法正确的有
A．光的偏振说明光是横波
B．高速运动的物体沿运动方向会变长
C．可见光中，紫光的波长最短
D．声波从空气进入水中，频率变大
9．下列说法正确的是（___）
A．一根长为L的长杆相对观察者以速度v运动时，观察者测得的长度为
B．光的偏振现象说了光是一种电磁波
C．无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越弱
D．一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大
E.根据单摆的周期公式，在地面附近，如果L→∞，则其周期T→∞
F.利用红外摄影可以不受天气（阴雨，大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物
10．下列说法正确的是________
A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象
B．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C．“彩超”是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，测出反射波的频率编号就能知道血流的速度，这是利用了多普勒效应
D．相对论认为：竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
E.在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短
11．下列说法正确的是． （ ）
A．肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现像，露珠呈现的彩色是光的色散现像，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现像
B．光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
C．做双缝干涉实验时，用绿光照射单缝，在光屏上观察到干涉条纹，用红光代替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样
D．相对论认为：竖直向上高速运动的球，无论谁去观察在水平方向上都会变扁
E.在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，波长变短
12．以下说法中正确的是 （　　）
A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
C．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
13．下面的说法中正确的是(　　)
A．因为时间是绝对的，所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的
B．空间与时间之间是没有联系的
C．有物质才有空间和时间
D．在一个确定的参考系中观察，运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
相对论的基本概念是:当你被关在一个封闭的房子中时，你绝对无法知道房子是否在做匀速运动．当房子突然停止运动时，在其中的人是能够感知这一点的;当房子突然开始运动时，其内部的人也能有感觉;当房子旋转时，关在其内部的人也能说出它在转动，但如果房子是在做匀速直线运动，即没有任何加速度，则在其内部的人就无法知道房子是否在移动，即使房子有一个窗户，你从窗户向外看，看见某些东西在朝你移动，但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动，还是这些东西在向你的房子移动．
A．你的质量在增加 ，与结论不相符，选项A错误；
B．你的心脏跳动在慢下来 ，与结论不相符，选项B错误；
C．你在变小，与结论不相符，选项C错误；
D．你永远不能由自身的变化知道你的速度，与结论不相符，选项D正确；
故选D。
2．BCE
【解析】
【分析】
【详解】
A．物体做受迫振动时，当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，受迫振动的物体振幅最大，A错误；
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，B正确；
C．发生衍射的条件是：小孔或障碍物体的尺寸跟波长差不多或比波长小的多的情况下，会发生明显的衍射现象。由于声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波很容易产生衍射现象，C正确；
D．质点做简谐运动时，若位移为负值，速度可能为正，也可能为负值，但加速度一定为正值，D错误；
E．根据爱因斯坦相对论，地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了，E正确。
故选BCE。
3．BDE
【解析】
【详解】
A.根据双缝干涉条纹间距公式Δx＝λ可知，增大双缝间的距离d，干涉条纹间距减小，故A错误；
B.日落时分拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上滤光片可以使景象更清晰，这是利用了光的偏振原理，故B正确；
C.竖直向上高速运动的球体在水平方向上长度不变，沿运动方向上的长度会变短，选项C错误；
D.用紫外线照射大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光，利用了紫外线的荧光效应，故D正确；
E.太阳光经过三棱镜的两次折射，由于三棱镜对各种色光的折射率不同，所以折射角也就不同，那么经过两次折射就会发散成彩色光带，故E正确.
4．CDE
【解析】
【分析】
【详解】
A．雷达是利用电磁波的反射来测定物体的位置的，故A错误；
B．受迫振动的物体的振动频率总是与驱动力的频率相等，与固有频率无关，故B错误；
C．光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，利用了激光的频率单一性的特点，故C正确；
D．根据多普勒效应知，当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率变大，故接收到的声音的频率大于声源振动的频率，故D正确；
E．根据尺缩效应，沿物体运动的方向上的长度将变短，火车以接近光束通过站台时，车上乘客观察到站在站台上旅客变瘦，高度不变，故E正确。
故选CDE。
5．BDE
【解析】单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越不明显，A错误；光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，B正确；质点只在平衡位置上下振动，不随波迁移，C错误；钟慢效应：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D正确；当系统做受迫振动时，如果驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，E正确．
6．ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A．人耳能听见的声波比超声波的波长更长，更容易发生明显衍射现象，故A正确；
B．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；
C．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象．衍射现象是否明显与振幅无关，故C错误；
D．用光照射很窄的狭缝时，有衍射现象发生，透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯能看到彩色条纹，就是光的衍射现象，故D正确；
E．光纤通信利用了全反射的原理，光纤通信的主要优点是容量大，此外，光纤通信还有衰减小、抗干扰性强等多方面的优点．故E正确。
故选ADE。
7．AD
【解析】激光全息照相是利用了激光相干性好，获得两频率相同的光，从而进行光的干涉，故A正确；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；声波频率的大小取决于产生声波的振源频率，C错误；在光的双缝干涉实验中，条纹的间距与波长成正比，绿光的波长比紫光的波长长，所以将入射光由紫光改为绿光时条纹间距变窄，故D正确．
8．AC
【解析】
A、光的偏振现象说明光是横波，故A正确；
B、根据相对论可知，高速运动的物体，沿运动方向的长度会变短；故B错误；
C、可见光中，紫光的频率最高，波长最短，故C正确；
D、声波从空气传入水中， 频率不变，波长变大，波速变大，故D错误；
故选AC．
9．ADF
【解析】
【分析】
【详解】
A．沿着长杆方向，相对观察者以速度v运动时，观察者测得的长度为，故A错误；
B．光的偏振现象说了光是横波，故B错误；
C．无线电波的发射能力与频率成正比，频率越高发射能力越强，故C错误；
D．单摆的周期公式，其放在某高山之巅，重力加速度变小，其振动周期一定大，故D正确；
E．根据单摆的周期公式，在地面附近，如果L→∞，则重力加速度变化，故E错误；
F．因为红外线比可见光波长长，更容易发生衍射，则容易绕过障碍物，故F正确；
故选ADF．
【点睛】
只有沿着长杆的方向运动，长度才缩短，光的偏振说明光是横波，频率越高发射能力越强，根据周期公式，放在某高山之巅,重力加速度变化，导致周期变化，若L无穷长时，则重力加速度发生变化，当波长越长，越容易发生衍射现象，从而即可各项求解．
10．ACE
【解析】
肥皂泡呈现的彩色是光的等厚干涉现象，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现象，A正确；光纤通信和医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，全息照相在记录物光的相位和强度分布时，利用了光的干涉，B错误；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，测出反射波的频率编号就能知道血流的速度，利用了多普勒效应，C正确；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，D错误；在真空中传播的电磁波，波速不变，根据v＝λf可知，当它的频率增加时，波长变短，E正确；故选ACE.
11．ACE
【解析】
肥皂泡呈现的彩色是光的干涉现像，露珠呈现的彩色是光的色散现象，通过狭缝看太阳光呈现的彩色是光的衍射现像，现象A正确；光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理，全息照相不是利用全反射，是和光的干涉有关的结果，故B错误．做双缝干涉实验时，红光的波长大于绿光，根据可知，用绿光照射单缝，在光屏上观察到干涉条纹，用红光代替绿光照射单缝将得到相邻条纹间距更大的干涉图样，选项C正确；相对论认为：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；在真空中传播的电磁波，当它的频率增加时，它的传播速度不变，周期变小，则波长变短，选项E正确；故选ACE.
12．BD
【解析】光的偏振现象说明光是一种横波，而不是纵波，故A错误；相对论认为：空间和时间与物质的运动快慢有关，故B正确；麦克斯韦预言了电磁波，而赫兹证实电磁波的存在，故C错误；光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红光，波长变长，则由△x=λ，可知，条纹间距变宽，故D正确；故选BD．
13．CD
【解析】经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间与时间之间也是没有联系的，其实是错误的，故AB错误．因为相对论中空间和时间与物质的运动状态有关，在长度的相对性和时间的相对性上都得到了验证．选项DC正确；故选CD.