上海市龙柏高中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．下列说法中正确的是（ ）
A．经典力学可以解决自然界中所有的问题
B．相对论与量子力学否定了经典力学理论
C．发射的导弹、人造卫星、宇宙飞船服从经典力学规律
D．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变
2．一颗恒星的寿命取决于它的
A．温度 B．体积 C．质量 D．颜色
3．下列说法中正确的是（ ）
A．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关
B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化的特点可测血流速度，这是利用多普勒效率
C．在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可减小干涉条纹的间距
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
E.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
4．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
5．关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是（ ）
A．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动（速度接近于真空中的光速）
B．狭义相对论只适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），不适用于低速运动
C．经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动（速度接近于真空中的光速）
D．狭义相对论既适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），也适用于低速运动
6．下列说法正确的是_________
A．在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同
C．各种电磁波中最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线
D．验钞机是利用紫外线的特性工作的
E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
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．当一列声波从空气传入水中时，波长一定会变长
B．同一单摆在高山山脚的振动周期一定大于在该山山巅的振动周期
C．电磁波是横波，可以观察到其偏振现象
D．爱因斯坦狭义相对论认为在不同惯性参考系中光速不同
E.若测得来自某遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发出的光波波长长，则说明该星系正在远离我们而去
10．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
11．地球与月球相距为L0，若飞船以接近光速的速度v经过地球飞向月球，地面上的人测得飞船经过t1时间从地球到达月球，在飞船内宇航员测得飞船经过t2时间从地球到达月球，则t1________(选填“>”“＝”或“<”)t2；在飞船内宇航员测得地球、月球相距为L，则L________(选填“>”“＝”或“<”)L0.
12．一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，地球上的观测者测得该飞船的长度________（选填“小于”或“等于”或“大于”）30 m，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度________（选填“小于”或“等于”或“大于”）c．
13．下列说法正确的是________．
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增大
C．地面上的人观察在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变快
D．照相机镜头的偏振滤光片可使水下影像清晰
E无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端是利用了干涉原理
14．在粒子对撞机中,有一个电子经过高压加速,速度达到光速的0.5倍.试求此时电子的质量变为静止时的多少倍?
15．地球以3×104m/s的速度绕太阳公转时，它的质量增大到静止质量的多少倍？
参考答案
1．C
【解析】
A. 经典力学适用于低速、宏观的物体，故A错误；
B. 经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似。在狭义相对论的所有公式中，只要令 ，在数学上稍作变换，就会发现，它们将全部退化为牛顿的经典力学公式，故B错误；
C. 发射的导弹、人造卫星、宇宙飞船的速度都小于光速，所以服从经典力学规律，故C正确；
D. 在经典力学中，认为物体的质量是不变的,但在狭义相对论中质量，会随速度的增大而增大，故D错误；
故选C
2．C
【解析】
恒星的寿命取决于恒星的质量，恒星的质量越大说明寿命越短，因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧．
A．温度，与结论不相符，选项A错误；
B．体积，与结论不相符，选项B错误；
C．质量，与结论相符，选项C正确；
D．颜色，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
点晴：解决本题关键理解恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短．
3．ABD
【解析】
A．根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关，故A正确；
B．用超声波被血流反射回来其频率发生变化的特点可测血流速度，这是利用多普勒效率，故B正确；
C．红光的波长大于黄光，根据可知，在双缝干涉实验中，用红光代替黄光作为入射光可增大干涉条纹的间距，故C错误；
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响，故D正确；
E．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故E错误。
故选ABD。
4．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.
5．AD
【解析】经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，狭义相对论是普遍适用的，故A、D项正确．
6．ADE
【解析】
A．在同一均匀介质中，经过一个周期的时间，波传播的距离为一个波长，故A正确；
B．根据相对论原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故B错误；
C．γ射线穿透力强，波长短，衍射现象不明显，故C错误；
D．钞票上某些位置的荧光物质在紫外线照射下发光，故验钞机是利用紫外线的荧光效应，故D正确；
E．做简谐运动的物体每次通过同一位置时，到平衡位置的距离相等，故回复力不变，那么加速度相同；但是，前后两次经过同一位置时，根据振动方向可知：速度大小相同，方向相反，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．ACE
【解析】
一列声波从空气中传入水中时，波速变大，根据，且f不变，则可知波长一定会变大，故A正确；同一地区，山脚下的重力加速度大于山顶的重力加速度，结合单摆的周期公式，可知，同一单摆在高山山脚的振动周期一定小于在该山山巅的振动周期．故B错误；偏振是横波特有的现象，电磁波是横波，能观察到其偏振现象．故C正确；爱因斯坦狭义相对论指出：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故D错误；根据多普勒效应，可知，当自遥远星系上某些元素发出的光波波长比地球上这些元素静止时发光的波长长，由，得接收的频率变小，因此说明该星系正在远离我们而去，故E正确．
10．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．
11．> <
【解析】
【分析】
【详解】
[1]根据相对论长度公式
可知，飞船驾驶员观测到地球、月球两点距离小于地面上人观测的距离，即
L＜L0
[2]根据位移与速度的比值，则时间为
而船驾驶员测量地球、月球两点时间是
所以
t1>t2
12．小于 等于
【解析】
地球上的观测者测得该飞船的长度是以0.6c的速度沿长度方向飞行时长度，为：=24m＜30m；根据狭义相对论的光速不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于c．
13．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
医院中用于体检的“B超”利用了超声波的反射原理，故A正确；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，故B正确；在宇宙中高速飞行的飞船中的时钟变慢，故C错误；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，故D正确；无线网络信号能绕过障碍物传递到接收终端，是利用了衍射原理，E错误．
故选ABD。
14．1.155倍
【解析】电子的静止质量为m，加速后的电子相对实验室的速度是0.5c，根据爱因斯坦的质速关系方程，有： ；
点睛：本题关键是记住爱因斯坦狭义相对论的质速关系方程，不难．
15．1.000000005
【解析】
【分析】
【详解】
地球以的速度绕太阳公转时，根据爱因斯坦相对论的公式
得它的质量
所以它的质量增大到静止质量的倍．