上海市民立中学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．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定产生变化的磁场
B．振动的物体通过平衡位置时，其合外力一定为零
C．以的速度靠近地球的火箭向地球发出的光，在地球上测得其速度为
D．照相机镜头呈淡紫色，是光的衍射结果
2．在狭义相对论中，下列说法中正确的是　　
A．经典物理学可视为相对论在低速运动时的特例
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中是不相同的
C．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
D．狭义相对论全面否定了经典物理学
3．美国全球定位系统卫星上要用一些装置去纠正卫星运动所造成的时间偏差，这一应用技术的理论来源是 （ ）
A．牛顿的经典力学理论
B．达尔文的进化论
C．爱因斯坦的相对论
D．普朗克的量子论
4．下列不符合狭义相对论的是( )
A．真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
B．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
C．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小
D．物体的质量不变，因为它是物体的固有属性，与运动状态无关
5．若一列火车以接近光速的速度在高速行驶，车上的人用望远镜来观察地面上的一只排球，如果观察的很清晰，则观察结果是(　　)
A．像一只乒乓球(球体变小) B．像一只篮球(球体变大)
C．像一只橄榄球(竖直放置) D．像一只橄榄球(水平放置)
6．下列说法正确的是
A．机械波只能传播振动的形式，不能传递能量
B．波长为5m、振动图象如上图所示的波的波速为1.25m/s
C．单摆运动的回复力是摆球所受的合力
D．只有频率相同的同种性质的波才能发生干涉
E.狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律都是相同的
7．下列说法正确的是（ ）
A．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场一定产生变化的磁场
C．杨氏双缝干涉实验中观察到了明暗条纹，证明光是一种波，如果用激光进行实验则效果没有那么明显
D．经典力学理论的成立具有一定的局限性
E.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者间的相对运动无关
8．以下对物理学知识的相关叙述，其中正确的是
A．医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理
B．鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与波源相比减小
C．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰
D．在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变快
9．下列说法正确的是(　 　)
A．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
B．光的偏振现象说明光是一种横波
C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生变化的磁场
D．验钞机是利用红外线使钞票上的荧光物质产生发光效应进行防伪的
10．下列说法正确的是(　　)
A．使用同一装置进行双缝干涉实验，红光干涉条纹比紫光干涉条纹更宽
B．均匀变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．“和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得其车厢的长度明显变短
D．在任何惯性系中，光在真空中的速率都相等
11．下列说法正确的是（?? ）
A．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
B．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场
C．部队过桥不能齐步走而要便步走,是为了避免桥梁发生共振现象
D．狭义相对论认为：一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同
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
12．下列说法正确的是(　　)
A．经典力学中物体的质量是不变的
B．经典力学中的时间和空间是独立于物体及其运动的
C．万有引力定律适用于强作用力
D．物体的速度可以是任意值
13．经典相对性原理：________规律在任何________中都是相同的．还可以表述为：在一个________内进行的任何力学实验都不能判断这个________是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性参考系都是________的．
14．经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是________的．相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是________的，惯性系________越大，惯性系中的________越慢．非但如此，惯性系中的一切________．相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔，Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝?________.
15．如果总能量是静能的k倍，求该粒子的速度.
参考答案
1．C
【解析】
根据麦克斯韦的电磁场理论可知，不均匀变化的电场周围会产生变化的磁场，均匀变化的电场周围会产生恒定的磁场，所以A错误．振动的物体通过平衡位置时，其回复力一定为零，并不是合外力一定为零，B错误．根据光速不变原理可以知道，以的速度靠近地球的火箭向地球发出的光，在地球上测得其速度仍然为，C正确．照相机镜头呈淡紫色，是薄膜干涉的结果，D错误．故选择C.
【点睛】(1)麦克斯韦理论（2）回复力与合外力的关系（3）光速不变原理（4）薄膜干涉
2．A
【解析】
A、相对论的出现，并没有否定经典物理学，经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形，故A正确，D错误；
B、根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，故B错误；
C、根据狭义相对论的相对性原理，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，故C错误．
点睛：要知道经典物理学和相对论研究的范围，以及记住狭义相对论的两个基本原理是解本题的关键．
3．C
【解析】根据爱因斯坦的相对论，空间和时间会随着物体运动速度的变化而变化。卫星和地球的运动速度存在差异，因而双方使用的时间也必然存有偏差。故C正确；
故选C
4．D
【解析】
A项：光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，故A正确；
B项：狭义相对论两个基本假设：一是在不同惯性参考系中，一切物理定律都是相同的，故B正确；
C项：狭义相对论指出，根据，知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，故C正确；
D项：根据狭义相对论公式可知，物体的质量与运动的速度有关，故D错误．
【点睛】
狭义相对论两个基本假设：一是在不同惯性参考系中，一切物理定律都是相同的，二是光速不变，爱因斯坦相对论揭示了时间、空间并非绝对不变的属性．
5．C
【解析】
根据长度收缩效应可知，排球的水平方向的线度变短，在竖直方向线度不变，因此观察的结果是像一只竖直放置的橄榄球，故应选C．
6．BDE
【解析】
机械波不仅可以传播振动的形式,还可以传递能量.A错误．波长为5m,周期为4s，根据
，B正确．单摆运动的回复力并不是白球所受的合力，而是重力在切向方向的分力，所以C错误．频率相同的同种性质波才能发生干涉，D正确．由狭义相对论知，在不同的惯性参考系中，物理规律都是相同的．E正确．所以选择BDE.
7．ADE
【解析】
泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，选项A正确；根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场一定产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场可产生稳定的磁场，选项B错误；杨氏干涉观察到了明暗条纹证明光是一种波，如果用激光，由于是相干光源，则进行实验则效果更明显，故C错误；经典力学理论的成立具有一定的局限性，它只适应宏观低速物体的运动，选项D正确；根据性对论的原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者间的相对运动无关，选项E正确；故选ADE.
8．AC
【解析】
【详解】
A.医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理，A正确；
B.当鸣笛汽车驶近路人的过程中，两者间距变小，则路人听到的声波频率与波源相比增加，B错误；
C.照相机镜头的偏振滤光片，从而阻碍其它反射光的进入，使得所拍影像清晰，C正确；
D.在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变慢，D错误．
故选AC
9．AB
【解析】
相对论认为：空间和时间与物质的运动快慢有关，故A正确；光的偏振现象说明光是一种横波，B正确；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，周期性变化的电场周围一定可以产生周期性变化的磁场，选项C错误；验钞机是利用紫外线使钞票上的荧光物质产生发光效应进行防伪的，选项D错误；故选AB.
10．AD
【解析】
【详解】
利用同一装置做双缝干涉实验，干涉条纹的宽度：△x＝λ，波长比较长的红光的干涉条纹比紫光的干涉条纹宽，故A正确．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B错误；由相对论原理可知，当速度接近光速时，沿着速度方向长度才明显变短，故C错误．根据光速不变原理，在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同，故D正确．故选AD.
11．BCD
【解析】
【分析】
狭义相对论的两条基本假设：①物理体系的状态据以变化的定律，同描述这些状态变化时所参照的坐标系究竟是用两个在互相匀速移动着的坐标系中的哪一个并无关系．②任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的．
【详解】
A、拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了滤去反射光而不是增加透射光的强度，故A错误．B、由麦克斯韦的电磁理论，变化的电场一定产生磁场，同样，变化的磁场产生电场，故B正确．C、部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象，故C正确．D、狭义相对论的两条基本假设是光速不变原理和相对性原理，相对性原理是：一切物理规律在不同的惯性参考系中都相同，故D正确．E、用标准平面来检查光学面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，不是光的偏振现象，故E错误．故选BCD．
【点睛】
本题综合考查了3-4模块的狭义相对论、光的偏振、麦克斯韦电磁场理论以及共振的防止与应用．
12．AB
【解析】
【详解】
A．经典力学中物体的质量是不变的，而相对论认为物体的质量随速度发生变化．故A正确；
B．经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，故B正确；
C．万有引力定律属于弱引力作用，不适用于强作用力，故C错误；
D．根据相对论力学，物体的能量是不连续的，所以速度也是不连续的，故D错误；
故选AB．
点睛：本题考查的是经典力学的适用范围：宏观低速物体；什么是经典力学，经典力学的基本假设即成立的基础：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定．
13．力学 惯性系 惯性参考系 惯性系 平权
【解析】
【分析】
【详解】
经典力学的相对性原理是力学规律在任何惯性系中都是相同的．或者说在一个惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；换言之，经典力学定律在任何一个惯性系中数学形式不变，所有惯性系都是等价（平权）的．
14．相同 不同 相对运动 时间进程 物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏都变慢了
【解析】
【详解】
按照经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的．按照相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是不同的，惯性系相对运动越大，惯性系中的时间进程越慢．非但如此，惯性系中的一切物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏都变慢了．相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔，Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝
15．
【解析】
【分析】
【详解】
由题意，粒子总能量为：E=mc2=km0c2
所以：m=km0=
所以粒子运动的速度为：
【点睛】
由题意，根据已知条件结合E=mc2，可以求出粒子运动和静止时的质量关系，于是该粒子的速度不难求出．