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 单元测试题（含解析）

新时空观的确立
1．.如果有一列火车，以很高的速度运动，车窗沿运动方向为长，垂直运动方向为宽，根据相对论的知识，地面上的人发现（ ）
A．火车窗口比静止时要长
B．火车窗口比静止时要短
C．火车窗口比静止时要宽
D．火车窗口比静止时要窄
2．如图所示，质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和0.8c（c为光速）的飞船同向运动．则下列说法中正确的是（ ）
A．乙观察到甲身高变高
B．甲观察到乙身高变低
C．若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变快
D．若甲向乙发出一束光进行联络，则乙观察到该光束的传播速度为c
3．下列说法正确的有（ ）
A．光速不变原理是广义相对论的两个基本假设之一
B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验证实了光的电磁理论
C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、X射线
D．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
4．下列说法正确的是_____
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
B．机械波传播方向上各质点的振动周期与波源的振动周期相同
C．能产生衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小
D．黑洞之所以不能被看到任何光射出，是因为黑洞巨大的引力使环绕其运动的物体速度超过了光速
E.地面上的人观测到的一高速飞行的火箭长度要比火箭上的人观测到的要短一些
5．下列说法中正确的是（　　）
A．光学镜头上的增透膜是利用光的偏振现象
B．用标准平面检查光学平面的平整程度利用了光的干涉现象
C．当观察者和波源间存在相对运动时一定能观察到多普勒效应现象
D．在高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢
6．下列选项中，属于伽利略贡献的是（ ）
A．对自由落体运动规律进行了探索
B．提出了相对论原理，开创了实验科学
C．在动力学的基本原理上做出了奠基性的重要贡献
D．利用归纳——演泽法总结出了万有引力定律
7．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
8．下列说法正确的是________．
A．机械波和电磁波都必须依赖于介质才能够传送信息和能量
B．在同一介质中，波长越短的光，传播速度越小
C．在打磨精密光学平面时，可以利用干涉法检查平面的平整程度
D．光的偏振现象可以说明光是横波
E.狭义相对性原理指出，力学规律在任何参考系中都是相同的
9．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
10．下列说法正确的是（　　）
A．雨后天空出现彩虹是光的折射现象
B．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期
C．相对论认为，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播
E.咪着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的的衍射现象
11．下列说法正确的是________
A．单摆的振动周期与其质量无关
B．声波从空气进入水中，波长不变，波速变快
C．光波从空气进入水中，频率不变，波长变短
D．LC震荡回路电容C增加时，震荡频率增加
E.根据相对论，在某参考系同时发生的两事件，换参考系后可能不是同时发生
12．关于下列说法正确的是______
A．变化的磁场一定会产生变化的电场
B．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红色光，则条纹间距变宽
C．如果测量到来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出的光波波长长，这说明该星系正在远离我们而去
D．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
E.光的偏振现象说明光波是纵波
13．下列说法正确的是_______
A．水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分光发生了衍射现象
B．雷达发射的电磁波是由均匀变化的电场或磁场产生的
C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，可在镜头前加一个偏振片来减弱橱窗玻璃表面的反射光
D．红色和蓝色的激光在不同介质中传播时波长可能相同
E．狭义相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
14．下列有关叙述正确的是___________。
A．第四代移动通信系统（4G）采用1880MHz—2690MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的
B．狭义相对论的时间效应，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上时钟变快
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关
D．向人体内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受，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理
E.泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
15．如果观察者测出一个高速运动的电子质量为2m0，问电子速度为多大？(m0为电子的静止质量)
参考答案
1．B
【解析】
由于尺缩效应，在运动的方向上，长度要缩短，所以车窗的长度比静止时更短，但是在与运动方向垂直的宽不会变化，所以D正确．
2．D
【解析】
AB．因为人是垂直于物体速度方向的，竖直方向上没有尺缩效应，即甲乙观察对方身高时不变，故AB错误；
C．根据相对论的钟慢效应，可以推测两人在接近光速运动时，相对地球来说时间都变慢了，但乙相对于甲的速度更大，因此可以推测，乙观察到甲动作变慢，故C错误；
D．根据爱因斯坦光速不变原理，乙观察到该光束的传播速度仍为c，故D正确．
故选D．
3．D
【解析】
A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一，故A错误；
B．麦克斯韦预言了光的电磁理论，没有证实，故B错误；
C．电磁波频率由低到高的排序为无线电波，红外线，可见光，紫外线，X射线，γ射线（伽马射线），故C错误；
D．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D正确．
故选D．
4．ABE
【解析】
A．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期，与单摆的固有频率无关，即与摆长无关，选项A正确；
B．机械波传播方向上各质点的振动周期与波源的振动周期相同，选项B正确；
C．能产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸与波长相差不多或比波长小，选项C错误；
D．黑洞之所以不能被看到任何光射出，是因为黑洞巨大使光无法脱离其引力范围被地球观测到．根据相对论可知，物体的速度不可能超过光速．故D错误；
E．根据相对论可知，地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些，故E正确；
故选ABE.
5．BD
【解析】
A．表面涂上增透膜，以增强透射光的强度，是利用了光的薄膜干涉现象，A错误；
B．标准平面检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉，B正确；
C．当观察者和波源间存在相对运动时不一定能观察到多普勒效应现象，如观测者绕波源做匀速圆周运动，C错误；
D．根据相对论的两个基本假设，在速度v高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢，D正确。
故选BD。
6．AC
【解析】
A、结合所学知识，我们可知自由落体定律是伽利略发现的，他是近代自然科学的创立者，其特点是以数学为表达方式，以实验为基础；伽利略的自由落体定律和物理学上的成就，为牛顿经典力学体系的建立奠定了基础，做出了重要贡献，故选项AC正确；
B、爱因斯坦提出了相对论原理，开创了实验科学，故选项B错误；
D、牛顿利用归纳——演泽法总结出了万有引力定律，故选项D错误．
点睛：本题主要考查伽利略的物理学贡献，伽利略在物理学上的研究成果和产生的影响来分析材料．
7．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．
8．BCD
【解析】
A．机械波是机械振动在介质中传播过程，必须依赖于介质，没有介质不能形成机械波；电磁波传播的是电磁场，而电磁场本身就是一种物体，不需要借助其他物质来传播，所以电磁波可以在真空中传播，故A错误；
B．由公式可知，波长越短，频率越高，则折射率越大，根据可知，传播速度越小，故B正确；
C．光发生干涉时会出现明暗相间的条纹，可以利用干涉法检查平面的平整程度，故C正确；
D．横波是指振动方向和传播方向垂直，纵波是振动方向和传播方向一样，偏振片原理是光的振动方向和偏振片的夹角不同透过率不同，故D正确；
E．狭义相对性原理指出，力学规律在任何“惯性”参考系中都是相同的，故E错误。
故选BCD。
9．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。
10．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．雨后天空出现彩虹是光的折射造成的色散现象，选项A正确；
B．横波在传播过程中，波峰上的质点振动形式传播到相邻的波峰所用的时间为一个周期，故B错误；
C．根据狭义相对论光速不变原理可知，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的，故C正确；
D．机械波依赖于介质传播，但电磁波不依赖介质传播，选项D错误；
E．咪着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的的衍射现象，选项E正确。
故选ACE。
11．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据可知，单摆的振动周期与其质量无关，选项A正确；
B．声波从空气进入水中，频率不变，波速变快，则波长变大，选项B错误；
C．光波从空气进入水中，频率不变，波速变小，波长变短，选项C正确；
D．根据可知，LC振荡回路电容C增加时，振荡频率减小，选项D错误；
E．根据相对论，在一个参考系中观测是同时发生的两事件，在相对于此参考系运动的别的参考系中观测就可能不是同时的，而是一先一后发生的，故E正确；
故选ACE.
12．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据麦克斯韦的电磁场理论，在变化的电场周围一定产生磁场，只有非均匀变化的电场周围才产生变化的磁场；在变化的磁场周围一定产生电场，只有非均匀变化的磁场周围才产生变化的电场，故A错误；
B．在光的双缝干涉实验中，根据，若仅将入射光由绿色光变为红色光，则条纹间距变宽，故B正确；
C．由多普勒效应可知，如果测量到来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，这说明该星系正在远离我们而去，故C正确；
D．相对论认为：光速不变原理是：真空中的光速大小在不同惯性参照系中都是相同的，故D正确；
E．光的偏振现象说明光波是横波，故E错误；
故选BCD。
13．CDE
【解析】A、水中的气泡看上去比较明亮是因为有一部分发生了全反射现象;不是衍射.故A错误;?
B、电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,均匀变化的电场或磁场产生稳定的磁场或电场,不能产生电磁波.故B错误;?
C、反射光属于偏振光,拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片能减弱橱窗玻璃表面的反射光,提高拍摄的效果.所以C选项是正确的;?
D、光速与介质有关,红色和蓝色的激光的频率不同,在同种介质中的波长是不同的,而在不同介质中传播时波长可能相同.所以D选项是正确的;?
E、根据爱因斯坦的狭义相对论认为:真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的.故E正确.?
故选CDE
14．ACE
【解析】
【分析】
【详解】
A．第四代移动通信系统(4G)采用1880MHz?2690MHz间的四个频段，该电磁波信号的磁感应强度随时间是周期性变化的，是非均匀变化的，故A正确；
B．狭义相对论中有运动延迟效应，即“动钟变慢”，可通过卫星上的时钟与地面上的时钟对比进行验证，高速运行的卫星上的人会认为地球上时钟变慢，故B错误；
C．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期有驱动力的周期决定，与单摆的固有周期无关，故与摆长无关，故C正确；
D．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，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法是根据多普勒效应原理，俗称“彩超”，故D错误；
E．泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，故E正确。
故选ACE。
15．0.866c
【解析】
试题分析：根据爱因斯坦的相对论中质量与速度的关系公式即可求出电子的速度．
设电子的速度为v，根据爱因斯坦的相对论中质量与速度的关系公式，
将m＝2m0代入解得：v≈0.866c.
点睛：本题主要考查了爱因斯坦的相对论的基本公式，掌握住速度和质量的关系式即可解决本题．