物理必修 第二册5.2 狭义相对论的基本原理当堂达标检测题

【特供】5.2狭义相对论的基本原理-1作业练习

一．单项选择

1．以下有关波动和相对论内容的若干叙述正确的是(　　)

A．单摆的摆球振动到平衡位置时，所受的合外力为零

B．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

C．波在传播的过程中，介质质点将沿波传播的方向做匀速运动

D．两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化

2．下列说法中正确的是（　　 ）

A．红外体温计能将人体红外线辐射的变化，转化成反应体温的电学量变化

B．受迫振动的固有频率会随驱动力频率的变化而变化

C．单摆的振动周期与摆球的质量有关

D．高速宇宙飞船中的一小时比地球上的一小时短

3．如图所示，沿平直铁路线有间距均为L的三座铁塔A．B和C，三座铁塔高也均为L．假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，列车上的观测者测得塔高       （选填“小于”．“等于”或“大于”）相邻塔间间距．当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得铁塔        （选填“A”或“C”）先被照亮．
 

4．二十世纪初建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域的科学家是（　　）

A．牛顿 B．爱因斯坦 C．法拉第 D．麦克斯韦

5．下列说法中正确的是(　　)

A．相对性原理能简单而自然地解释电磁学的问题

B．在真空中，若物体以速度v背离光源运动，则光相对物体的速度为c－v

C．在真空中，若光源向着观察者以速度v运动，则光相对于观察者的速度为c＋v

D．麦克耳孙—莫雷实验得出的结果是：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的

6．关于经典力学，下述说法正确的是（　　）

A.经典力学取得了巨大成就，是普遍适用的

B.由于相对论．量子论的提出，经典力学已经失去了它的应用价值

C.随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论

D.经典力学在宏观低速运动中仍适用

7．在狭义相对论中，下列说法中正确的是（　 　）

A．一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速

B．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

C．在一惯性系中发生于同一时刻．不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生

D．在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变长了

8．下列说法正确的是(      )

A. 质量相同的物体，速度大的惯性大

B. 紫外线比红外线更容易产生显著的衍射现象

C．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场

D．根据狭义相对论的原理，对不同的惯性系，物理规律都是一样的

9．物理学的发展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，促进了人类文明的进步，下列符合史实的是（　 　）

A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”的第一人

B．卡文迪许测出了引力常量的值，让万有引力有了实际意义

C．天王星是通过计算发现的，被人们称为“笔尖下发现的行星”

D．相对论和量子力学建立，意味着经典力学已经没有存在的必要

10．下列说法正确的是（　 　）

A．两个普通光源发出的光也能发生干涉现象，只是由于现象不明显，不容易观察到

B．生活中的多普勒效应是很常见的，汽车鸣笛向我们驶来，我们会听到音调变高，这就是声波的多普勒效应

C．狭义相对论的第一个基本假设：力学规律在任何惯性系中都是相同的

D．分别用紫光和绿光为光源用同一装置做单缝衍射实验，前者中央亮纹较宽

11．在1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是（　　 ）

A．在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的

B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的

C．物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大

D．狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体

12．下列关于电磁波的说法正确的是(　　)

A．电磁波必须依赖介质传播

B．电磁波可以发生衍射现象

C．电磁波不会发生偏振现象

D．电磁波无法携带信息传播

13．关于相对论的下列说法中，正确的是（    ）

A．宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论计算它的运动轨道

B．电磁波的传播速度为光速

C．相对论彻底否定了牛顿力学

D．在微观现象中，相对论效应不明显

14．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．甲观察到乙身高不变

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0.2c

15．关于相对论，下列说法正确的是（　　）

A．狭义相对论认为，如果物体在地面上静止不动，任何人在任何参考系里面测出物体的长度都是一样的

B．狭义相对论认为，对于一切物理规律，所有的参考系都是平权的

C．狭义相对论认为相对于观察者静止的钟走得是最慢的

D．广义相对论认为一个做匀加速运动的参考系和一个均匀的引力场是等效的

16．在以光速c前进的特殊“列车”上向前发射一束光，在地面上的观察者看来这束光的速度是（    ）

A．0 B．c C．2c D．

17．下列叙述错误的是（　 　）

A．激光的反射也遵循反射定律

B．振荡的磁场会产生同频率的振荡的电场

C．只有声波才能发生多普勒效应

D．真空中的光速在不同的惯性参考系中测得的数值都是相等的

18．爱因斯坦是近代最著名的物理学家之一，曾提出许多重要理论，为物理学的发展做出过卓越贡献，下列选项中不是他提出的理论是（　　）

A．物质波理论 B．相对性原理 C．光速不变原理 D．质能关系式

参考答案与试题解析

1．【答案】B

【解析】单摆的摆球在振动过程中沿圆弧运动，到达平衡位置时受到重力和绳子的拉力作用，两力均沿竖直方向，因物体做圆周运动需要向心力，故摆球所受的合力不为零，故A错误；据狭义相对论的基本假设可知B正确；波在传播的过程中，波源质点及介质质点在各自的平衡位置附近做机械振动，它们并不随波迁移，波传播的是机械振动这种运动形式，故C错误；两列波叠加产生干涉现象时，振动加强的点始终加强，振动减弱的点始终减弱，故D错误．

2．【答案】A

【解析】【来源】江苏省苏州市昆山市震川高级中学2020-2021学年高二（上）期中模拟测试物理试题

A．红外体温计能将人体红外线辐射的变化，转化成反应体温的电学量变化，故A正确；

B．受迫振动的固有频率不会随驱动力频率的变化而变化，故B错误；

C．单摆振动的周期

可知单摆的振动周期与摆球质量无关。故C错误；

D．根据“尺缩钟慢”效应可知高速宇宙飞船中的一小时比地球上的一小时长，故D错误；

故选A。

3．【答案】C

【解析】沿AC方向以接近光速行驶，列车上的观测者测得塔高大于相邻塔间间距，列车上的观察者看到的是由B出发后经过A和C反射的光，由于列车在这段时间内向C运动靠近C，而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观察者，看到C先被照亮．故选C

4．【答案】B

【解析】建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域的科学家是爱因斯坦．
牛顿的主要贡献是总结了牛顿三定律以及万有引力定律；
法拉第总结了电磁感应定律；
麦克斯韦语言了电磁波的存在．

5．【答案】D

【解析】

6．【答案】D

【解析】

考点： 经典时空观与相对论时空观的主要区别．

分析： 经典力学有一定的局限性，只适用于低速运动，宏观物体．不适用于微观世界，例如粒子的运动．

解答： 解：A．经典力学虽取得巨大成就，但有一定的适用的范围，所以A错误；

B．虽然相对论．量子论的提出，但经典力学仍是有一定的价值．经典力学即以牛顿三定律为基础的动力学规律以及牛顿万有引力定律．故B错误；

C．随着物理学的发展，经典力学即以牛顿三定律为基础的动力学规律以及牛顿万有引力定律，所以不会成为过时的理论．故C错误；

D．经典力学有一定的局限性，只选用于低速运动，宏观物体．故D正确；

故选：D

点评： 当物体的速度接近光速时，从相对论角度来说，时间延长．空间缩短．质量增加．

7．【答案】A

【解析】

A．在狭义相对论中，速度的极限是光速，一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速，故A正确；

B．在任何惯性参考系中，力学规律是相同的，在非惯性参考系中，力学规律是不同的，故B错误；

C．根据狭义相对论可知，一惯性系中发生于同一时刻，不同地点的两个事件，在其他一切惯性系中不是同时发生，故C错误；

D．地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了，故D错误。

故选A。

8．【答案】D

【解析】

试题分析：物体的惯性只与其质量有关，与其他任何因素都无关，故A错误。当小孔或障碍物的直径接近或小于波的波长时才会出现明显的衍射现象，而紫外线的波长小于红外线的波长，故红外线容易产生显著的衍射现象，故C错误。麦克斯韦电磁场理论指出变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，如果电场是随时间呈线性变化的，则产生的是磁场是恒定不变的，故C错误。狭义相对论指出，对不同的惯性系，物理规律都是一样的故，D正确。

考点：惯性的决定因素，衍射条件，电磁场理论，狭义相对论

9．【答案】B

【解析】【来源】山东省德州市夏津第一中学2020-2021学年高一（下）3月物理试题

AB．牛顿发现了万有引力定律，但是卡文迪许测出了引力常量，让万有引力有了实际意义，故卡文迪许被称为“称量地球质量”的第一人，A错误，B正确；

C．海王星是通过计算发现的，被人们称为“笔尖下发现的行星”，C错误；

D．相对论和量子力学建立，并没有否定经典力学，而是在其基础上建立起来的，有各自的成立范围，D错误。

故选B。

10．【答案】B

【解析】【来源】江苏省苏州市昆山市震川高级中学2020-2021学年高二（上）第一次模块测试物理试题

A．产生干涉的条件是要同样频率的光，普通光源发出的光通过双缝不会产生干涉现象，因为光的频率不一样，故A错误；

B．当正在鸣笛的汽车向着我们急驶而来时，我们听到汽笛声的音调变高，音调变高就是接受到的频率变高，这是多普勒效应现象，故B正确；

C．狭义相对论的第一个基本假设：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故C错误；

D．由于紫光的波长比绿光的短，则用紫光和绿光为光源用同装置做单缝衍射实验，绿光的中央亮纹较宽，故D错误；

故选B。

11．【答案】B

【解析】【来源】山东省烟台招远市第二中学2020-2021学年高一（下）第一次月考物理试题（等级考）

A．根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是相同的，故A错误；

B．根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的，故B正确；

C．根据长度从相对论关系

可知， 当物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变小，故C错误；

D．狭义相对论即适用于高速运动的物体，也适用于低速运动的物体，经典力学是狭义相对论在低速（）条件下的近似，故D错误。

故选B。

12．【答案】B

【解析】电磁波不依赖介质在真空中也可传播；电磁波具有波的特性，可以发生衍射．干涉等现象；电磁波是横波，能发生偏振现象；电磁波能携带信息传播．综上所述，只有B项正确

13．【答案】B

【解析】【来源】第三章牛顿运动定律E.从牛顿到爱因斯坦

【详解】

A．宇宙飞船的运动速度虽然很大，但是远小于光速，没必要用相对论计算它的运动轨道，选项A错误；

B．电磁波的传播速度为光速，选项B正确；

C．牛顿力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似，所以相对论没有彻底否定牛顿力学，故C错误。

D．在微观现象中，因微观粒子的速度一般都很大，则相对论效应表现很明显，选项D错误。

14．【答案】B

【解析】身高是竖直方向，他们的运动方向为水平，所以身高不变，两者看到对方的身高不变，故A错误，B正确；如果把两个人中的一个看成静止，那么另一个相对有一个运动速度，但不是速度合成公式，而是相对论速度合成公式，合成的速度接近某个光速值也即是说，如果把甲看成静止，那么乙相对甲以某个接近光速的速度飞行，乙相对甲时间变慢了，故C错误；根据光速不变原理，D错误；

15．【答案】D

【解析】A．根据尺缩效应，相对论时空观认为运动的尺子会变短，如果物体在地面上静止不动，在相对于地面运动的参考系里面测出物体的长度和在地面上测出物体的长度是不一样的，故A错误；
B．狭义相对论认为，一切的惯性参考系都是平权的，即物理规律的形式在任何的惯性参考系中是相同的．故B错误；
C．根据钟慢效应得运动的钟比静止的钟走得慢，狭义相对论认为相对于观察者静止的钟走得是最快，故C错误；
D．广义相对论相是一种新的时空与引力的理论，广义相对论认为一个做匀加速运动的参考系和一个均匀的引力场是等效的，故D正确；

16．【答案】B

【解析】【来源】第三章牛顿运动定律E.从牛顿到爱因斯坦

【详解】

光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的。即光在真空中沿任何方向的传播速度也是相同的；

A． 0，与结论不相符，选项A错误；

B．c，与结论相符，选项B正确；

C．2c，与结论不相符，选项C错误；

D．-c，与结论不相符，选项D错误；

17．【答案】C

【解析】

A．激光的反射也遵循反射定律，故A正确，不符合题意；

B．根据电磁波理论可知，振荡的磁场会产生同频率的振荡的电场，故B正确，不符合题意；

C．所有类型的波都能发生多普勒效应，故C错误，符合题意；

D．真空中的光速在不同的惯性参考系中测得的数值都是相等的，故D正确，不符合题意。

故选C。

18．【答案】A

【解析】【考点】物理学史

【分析】质能方程．光电效应方程．光速不变原理都是爱因斯坦的理论，而分子电流假说是安培提出的理论．

【解答】解：质能方程．光电效应方程．相对性原理．光速不变原理都是爱因斯坦的理论，而物质波理论不是爱因斯坦的理论，是德布罗意提出的理论，又称德布罗意波；

本题选不是爱因斯坦提出的理论的，故选：A

【点评】爱因斯坦是现代物理学中最著名的科学家之一；中学中爱因斯坦的理论主要有三方面：质能方程．光子说．相对论．