高中物理沪科版 (2019)必修 第二册5.2 狭义相对论的基本原理同步测试题

5.2狭义相对论的基本原理基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．下列说法中正确的是

A．经典力学是以牛顿的三大定律为基础的

B．经典力学能够描述微观粒子运动的规律性

C．当物体的速度接近光速时，经典力学还是适用的

D．相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义

2．在物理学发展历史中，许多物理学家做出了卓越贡献．以下关于物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的是（　　）

A．牛顿建立了相对论

B．伽利略提出了“日心说”

C．卡文迪许首次比较精确地测出引力常量

D．牛顿发现了行星运动三定律

3．在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中错误的是（　　）

A．德国天文学家开普勒对他的导师一第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律

B．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G，并说明了天上和地下的物体间引力作用都遵从万有引力定律

C．爱因斯坦建立了相对论，当相对论与量子力学的出现，使人们认识到经典力学只适用于低速运动与宏观世界

D．德国的伽勒在勒维耶预言的位置处发现了海王星，人们称其为“笔尖下发现的行星”

4．下列说法正确的是（　　）

A．全息照相主要是利用了光的偏振

B．增透膜的厚度应为入射光在真空中波长的

C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的衍射现象

D．爱因斯坦关于狭义相对论的两个基本假设分别是:（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；（2）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

5．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣和人类文明的进步，下列表述正确的是（       ）

A．牛顿通过实验证实了万有引力定律

B．经典力学无法研究天体运动

C．相对论的创立表明经典力学已不再适用

D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推到高速领域

6．下列说法中正确的是（ ）

A．相对论只适用于惯性参考系

B．电磁波与机械波一样都有衍射、干涉现象、所以它们没有本质的区别

C．沿着一个特定方向传播的光叫偏振光

D．光的反射现象和折射现象不能说明光是不是横波

7．以下哪项属于爱因斯坦对相对论提出的基本假设（　　）

A．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

B．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的

C．真空中的光速在不同的惯性参考系都是不相同的

D．相对论认为时间和空间与物体的运动状态有关

8．关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法中正确的是（　　）

A．相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，彻底否认了经典力学

B．相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的

C．牛顿定律不适用于研究中国空间站天和核心舱的高速发射

D．经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例

9．设某人在以速度为0.5c运动的列车上，打开光源沿列车运动的方向向前发出一束光，刚下列说法中正确的是

A．位于列车正前方地面上的观察者测得这束光的光速为1.5c

B．位于列车后方地面上的观察者测得这束光的光速为0.5c

C．在地面上任何地方的观察者测得这束光的光速都是c

D．只有在垂直列车前进方向的地面上的观察者测得这束光的光速是c

10．关于相对论时空观与牛顿力学，下列说法正确的是（　　）

A．大到天体，小到微观粒子，牛顿力学均适用

B．相对论与量子力学的出现，否定了牛顿力学的成就

C．相对论时空观认为，物体的长度和质量会随着物体的速度不同而不同

D．当物体的速度远小于光速时，相对论和牛顿力学仍有很大的区别

11．下列说法中正确的是（       ）

A．一个物体既是施力物体又是受力物体

B．在经典力学中，位移和时间的测量都与参考系选择有关

C．牛顿发现了万有引力定律，并计算出地球和太阳之间万有引力的大小

D．惯性定律在任何参考系中都成立

12．下列说法正确的是（　　）

A．牛顿（N）是国际单位制的基本单位之一

B．牛顿运动定律适用于一切参考系

C．亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因

D．探究加速度与力和质量关系的实验中应用了控制变量法

13．下列说法正确的是________．

A．物体做受迫振动时，振幅与物体本身无关

B．光纤通信是激光和光导纤维相结合实现的

C．火车以接近光速通过站台时车上乘客观察到站台上的旅客变矮

D．全息照相技术是光的衍射原理的具体应用

14．如图所示，参考系B相对于参考系A以速度v沿x轴正向运动，固定在参考系A中的点光源S射出一束单色光，光速为c，则在参考系B中接受到的光的情况是__________；

A．光速小于c，频率不变，波长变短 B．光速小于c，频率变小，波长变长

C．光速等于c，频率不变，波长不变 D．光速等于c，频率变小，波长变长

15．如图所示，小明乘速度为（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的小军，小军的飞行速度为，小明向小军发出一束光进行联络，则小明观测到该光束的传播速度为（　　）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．20世纪初期，著名物理学家爱因斯坦提出了_______，改变了经典力学的一些结论．如在经典力学中，物体的质量是_____的，而狭义相对论指出质量随着物体速度变化而______；也是在这这个时期，科学家建立了_____________，这个理论能够正确地描述微观粒子的运动规律．

17．一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．

18．下列各说法中正确的是___________

A．对于受迫振动，驱动力的频率越大，受迫振动的振幅越大

B．摆钟偏慢时可缩短摆长进行校准

C．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

D．火车鸣笛驶出站台时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高

E.频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且加强区域和减弱区域相互间隔开来，这种现象叫作波的干涉

19．经典力学认为时间是________，质量是_________，空间是________．经典力学深入到高速领域将被______所代替，深入到微观领域将被________所代替．

三、综合题（共4题）

20．查阅资料，比较爱因斯坦的狭义相对性原理与经典力学的相对性原理有什么不同。

21．狭义相对论的两个前提为什么叫作假设?两个基本假设又是如何经过实践检验的?

22．根据爱因斯坦的狭义相对论,质量要随着物体运动速度的增大而增大,即.请讨论:

(1)如果你使一个物体加速、加速、再加速,它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗?为什么?

(2)光有静止质量吗?如果有,情况将会怎样?

23．静止长度为2 m的物体，以0.8c的速度沿长度方向相对某观察者匀速运动时，此观察者测量该物体的长度为多少？若该物体静止时的质量为m0，那么此时它的质量为多少？

参考答案：

1．A

2．C

3．B

4．D

5．D

6．D

7．B

8．D

9．C

10．C

11．A

12．D

13．B

14．D

15．D

16．     狭义相对论     不变     变化     量子力学

17．     小于     等于

18．BCE

19．     绝对的     不变的     三维的     相对论     量子力学

20．

经典力学相对性原理只适用于描述机械运动的力学规律，采用的是各惯性系不变的绝对时空观，本质上只适用于低速力学现象；

狭义相对论的原理适用于包括力学规律和电磁学规律的一切物理现象，采用的是各惯性系不同的相对时空观，推导出的是相对论变化，本质上既适用于低速力学现象也适用于告诉现象。

21．

1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的。虽然相对论的两个假设可以由迈克尔逊-莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度，所以狭义相对论仍然叫假设。

22．(1)由 知:当v=c时,m应是无穷大.随着质量的不断增大,产生加速度的力会随着不断增大.使加速越来越困难.因此一个物体不管怎样加速,它的速度不会等于甚至超过光速.

(2)光没有静止质量.若光有静止质量.当光传播时速度为c,由,它传播时的质量会无穷大,光照射到物体上，如同一质量无穷大的物体以光速砸到被照物体上.后果不堪设想.

23．1.2 m