上海市南汇中学2019-2020学年高中物理沪科版选修3-4：新时空观的确立 章末综合复习测评（含解析）

新时空观的确立
1．下列说法正确的是________．
A．机械波和电磁波都能在真空中传播
B．光的干涉和衍射说明光是横波
C．铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
D．狭义相对论指出，物理规律对所有惯性参考系都一样
2．关于科学家在物理学上做出的贡献，下列说法正确的是
A．奥斯特发现了申磁感应现象 B．爱因斯坦发现了行星运动规律
C．牛顿提出了万有引力定律 D．开普勒提出了狭义相对论
3．以下说法中正确的是（　　）
A．红外线的波长比可见光的波长长,银行利用红外线灯鉴别钞票的真伪
B．麦克斯韦提出了电磁场理论,并用实验证实了电磁波的存在
C．多普勒效应说明波源的频率发生改变
D．狭义相对论认为:在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的
4．物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程在以下叙述中，正确的说法是　　
A．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星
B．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G被誉为能“称出地球质量的人
C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学
D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
5．下列说法正确的是(　　)
A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比
B．水面波是一种机械波
C．两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇时，波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2
D．一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比频率不变
E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
6．在狭义相对论中，下列说法不正确的是（ ）
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
7．下列说法中正确的是（ ）
A．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的研究领域
B．经典力学在任何情况下都适用
C．相对论和量子力学否定了经典力学
D．狭义相对论指出：质量要随着物体运动速度的增大而增大
8．关于相对论，下列说法正确的是（　　）
A．根据狭义相对论，物体运动的速度是可以大于光速的
B．质量、长度的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变
C．根据爱因斯坦的相对论，我们之前所学的物理知识、规律都是错误的
D．惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时，会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些
9．下列说法正确的是
A．肥皂泡上出现彩色是由于肥皂水对光的折射造成的
B．周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场
C．无线发射和接收中的解调是将待传递的信号加到高频电磁波中的过程
D．在真空中,红光和绿光的传播速度相等
E.相对论认为:一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
10．下列说法正确的是()
A．均匀变化的磁场在周围空间一定产生均匀变化的电场
B．蝙蝠利用超声脉冲导航，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率
C．在光的折射现象中，光路是可逆的
D．狭义相对论原理指出：在非惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
E.光的偏振现象说明了光是横波
11．关于经典时空观与相对论时空观，下列说法正确的（ ）
A．任何情况下物体的质量与物体的运动状态都无关
B．当物体的速度接近光速时，物体的质量随物体速度的增大而增大
C．经典时空观认为位移的测量、时间的测量都与参考系有关
D．相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的
12．下列说法正确的是（ ）
A．拍摄玻璃橱窗里的物体时，在镜头前装偏振滤光片可以减弱玻璃表面反射光的影响
B．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的
C．医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应
D．机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪使用的是紫外线
13．如图所示，一列火车以速度v相对地面运动．地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁．若此光源安放在地面上，则火车上的人的测量结果是闪光先到达________(选填“前”或“后”)壁；若此光源安放在火车上；则火车上的人的测量结果是闪光先到达________(选填“前”或“后”)壁．
14．下列说法正确的是_________。
A．不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关
B．游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变
C．当光从一种介质射入另一种介质时，如果入射角足够大，就会发生全反射现象
D．麦克斯韦电磁场理论的主要论点是变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场
E.相对论认为：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
15．如图所示，宇航飞行器以接近光速的速度经过地球．宇航舱内点光源S与前壁M和后壁N距离都是L．某时刻光源S发出一个闪光，宇航舱内仪器观测到M、N同时接收到光信号，则地面观测站观测到闪光_____（选填“是”或“不是”）同时到达M、N；地面观测站观测到宇航舱前后壁间距离_____（选填“＞”“＝”或“＜”）2L．
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A.电磁波可以在真空中传播，而机械波只能在介质中传播，故A错误．
B. 光的干涉和衍射说明光是一种波动，而光的偏振说明光是横波，故B错误．
C.安检用的穿透力较强的射线，红外线不能用于内部物品的检测，故C错误．
D.根据狭义相对论的原理可知，在不同的惯性参考中，一切物理规律都是相同的，故D正确．
2．C
【解析】
奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；开普勒发现了行星运动规律，选项B错误；牛顿提出了万有引力定律，选项C正确；爱因斯坦提出了狭义相对论，选项D错误.
3．D
【解析】
（1）红外线的波长比可见光的波长长，但银行是利用紫外线灯鉴别钞票的真伪；故A错误；
（2）麦克斯韦1860年提出了电磁场理论，一直到1888年赫兹才用实验证实了电磁波的存在；故B错误；
（3）多普勒效应是接收者接收到的波的频率发生改变，而波源本身的频率并未改变．故C错误；
D、狭义相对论认为：在惯性系中，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，故D正确．
故本题选D．
【点睛】
红外线的波长比可见光的波长长，银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在；多普勒效应说明接受者接受到的波的频率发生改变；光速不变是相对论的两个基本假设之一．
4．B
【解析】
【详解】
美国天文学家汤博发现冥王星，海王星是英国人亚当斯发现的，故A错误；英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G被誉为能“称出地球质量的人”，选项B正确；爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学并不否定经典物理学，选项C错误；哥白尼经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点，选项D错误.
5．ABE
【解析】
【详解】
在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式T＝2π可知，周期的平方与摆长成正比，A正确；水面波是有机械振动的，在介质（水）中传播的一种波，是一种机械波，B正确；波峰与波峰相遇处质点的振动加强，其振幅为两者振幅的和，但质点依然在平衡位置附近做往复运动，因此位移不断变化，C错误；在同种介质中，超声波的传播速度保持不变，根据多普勒效应可知，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率大于波源发出的频率，频率会变高，D错误；相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，E正确．
6．ABC
【解析】
A、狭义相对论的基本假设之一是相对性原理，即在所有惯性系中基本规律都是等价的，故A正确；
BC、狭义相对论的基本第二条基本假设是光速不变原理，即在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关，在不同的惯性系中，光速是相同的，故BC正确；
D、质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态而改变，即运动质量增加、尺缩效应、运动延迟效应，故D错误；
故选ABC．
7．AD
【解析】
【详解】
AB．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的研究领域，选项A正确，B错误；
C．相对论和量子力学适用于微观高速粒子的运动，并没有否定经典力学，选项C错误；
D．狭义相对论指出：质量要随着物体运动速度的增大而增大，选项D正确．
8．BD
【解析】
【详解】
A.根据狭义相对论，物体运动的速度不能够超过光速的，A错误；
B.根据相对论，质量、长度的测量结果都随物体与观察者的相对运动状态而改变，B正确；
C.我们之前所学的物理知识、规律在宏观低速时适用的，所有我们不能够说之前所学的物理知识、规律都是错误的，C错误；
D.动杆变短，动钟变慢，这是相对论洛伦兹变换的公式得到的，D正确；
9．BDE
【解析】
【分析】
【详解】
A．肥皂泡上出现彩色是由于光的干涉造成的．故A错误．
B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场，故B正确．
C．将传递的信号从高频载波信号上分离或还原出来的过程叫解调，故C错误．
D．在真空中，所有色光的传播速度都相等，故D正确．
E．根据相对论尺缩效应可知，一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故E正确．
10．BCE
【解析】
【分析】
均匀变化的磁场周围产生恒定的电场；当声源和观察者相互靠近时，接收到的频率增加，当声源和观察者相互远离时，接收到的频率降低；物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式.这叫做相对性原理．
【详解】
A．均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故A错误；
B．蝙蝠利用超声脉冲导航，在一次正朝着表面平直的墙壁飞扑的期间，与墙壁相互靠近，故接收到从墙壁反射回来的超声脉冲频率大于它发出的频率，故B正确；
C．光的折射和反射现象中，光路均是可逆的，故C正确；
D．物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式，这叫做相对性原理，在不同的参考系中，一切物理规律都是不相同的，故D错误；
E. 光的偏振现象，说明了光是横波，故E正确．
【点睛】
本题主要考查了多普勒效应、折射规律、狭义相对论等基本知识，较为简单．
11．BD
【解析】
【详解】
A. 物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，忽略变化不计，故A错误。
B. 根据相对论原理，当物体的速度接近光速时，物体的质量随物体速度的增大而增大，故B正确。
C. 经典时空观认为位移的测量、时间的测量都与参考系无关，故C错误。
D. 相对论认为，同一过程的位移和时间的测量在不同参考系中是不同的，故D正确。
12．AC
【解析】
【分析】
【详解】
反射光是偏振光，拍摄玻璃橱窗里的物体时或拍摄水面上的物体时，往往在镜头前加装偏振片以减弱玻璃表面反射光进入照相机头，故A正确；根据狭义相对论，真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的，故B错误；向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应，故C正确；机场、车站用来检查旅客行李包的透视仪利用X射线的穿透本领，故D错误．故选AC
13．前 前
【解析】
【详解】
地面上的人以地面为参考系，光向前向后传播的速度相等，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，向前传播的路程与向后传播的路程相同，由于火车向前运动，所以点光源的到火车的前面的距离小；车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，点光源的到火车的前面的距离小，闪光先到达前壁。若此光源安放在火车上，光源和车相对静止，由于光源距前壁的距离近，所以车上的人的测量结果是闪光先到达前壁。
14．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A选项：不管系统的固有频率如何，它做受迫振动的频率总等于周期性驱动力的频率，与系统的固有频率无关，选项A正确；
B选项：游泳时耳朵在水中听到的音乐与在岸上听到的是一样的，说明机械波从一种介质进入另一种介质，频率并不改变，选项B正确；
C选项：当光从光密介质射入另一种光疏介质时，如果入射角足够大，就会发生全反射现象，选项C错误；
D选项：麦克斯韦电磁场理论的主要论点是变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场，选项D正确；
E选项：相对论认为，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，选项E错误。
故选ABD。
15．不是 ＜
【解析】
【详解】
车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁．地面上人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，故到达前壁的时刻晚些．由相对论原理可知，地面上人看到的车厢的长度比静止时要短．即观测到的宇航舱前后壁间距离小于2L．