沪科版 (2019)必修 第二册5.3 相对论的时空观与宇宙演化课时训练

这是一份沪科版 (2019)必修 第二册5.3 相对论的时空观与宇宙演化课时训练，共7页。试卷主要包含了惯性系S中有一边长为l的正方形，已知质子等内容，欢迎下载使用。
【精品】5.3相对论的时空观与宇宙演化-1课时练习一．单项选择1．如图所示，乒乒乘坐速度为0.8c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的宝宝，宝宝的飞行速度为0.6c，乒乒向宝宝发出一束光进行联络，则宝宝观测到该光束的传播速度为（　　）A.0.4c B.1.4c C.1.0c D.0.2c 2．瑞典皇家科学院2018年10月2日宣布，将2018年诺贝尔物理学奖授予美国科学家阿瑟？阿什金．法国科学家热拉尔？穆鲁以及加拿大科学家唐娜？斯特里克兰，以表彰他们在激光物理学领域的突破性贡献。阿什金发明的光镊工具能够“夹”住微小如原子．病毒以及活细胞等物体。穆鲁和斯特里克兰发明了“啁啾（zhōu jiū）脉冲放大”技术。“啁啾”出自唐诗“到大啁啾解游飏，各自东西南北飞”，形容鸟的鸣叫。“啁啾脉冲放大”技术其原理为：将一段短脉冲在时域上展宽，然后放大，再进行压缩。此项技术已经成为高强度激光的标准，应用于众多领域。则下列关于激光的说法合理的是(   )A. 某激光器产生超短脉冲时长为2.0×10-13s，能量为1.0J，则此激光超短脉冲的功率为5.0×1013WB. 短脉冲激光测速是对被测物体进行两次有特定时间间隔的激光测距，测得在该时间段内被测物体的移动距离，从而得到被测物体的移动速度。激光测速选取的时间间隔越长，测得物体移动的瞬时速度越准确C. “啁啾”来源于鸟鸣，意即频率变化，“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化D. 利用光学镊子捕获活体细菌时，红外激光光镊比绿色激光光镊更容易杀死活体细菌3．甲．乙．丙是三个完全相同的时钟，甲放在地球上，乙．丙分别放在两个高速运动的火箭上，以速度和朝同一方向远离地球飞行，<．地面上的观察者看（   ）A．甲时钟走得最慢 B．乙时钟走得最慢C．丙时钟走得最慢 D．甲．乙．丙时钟快慢一样4．惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是(   )A． B．C． D．5．如图所示，惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速的匀速飞行器上测得该正方形的图像是（    ）A． B．C． D．6．能用来计时的钟表有多种，如图所示，从左到右依次为沙漏计时仪器．电子表．机械闹表．生物钟。由相对论的知识可知，物体的运动可以使得某一种计时仪器变慢，则也一定能使所有的计时仪器变得一样慢。则对上述表述理解正确的是(   )A．正确，对各式计时仪器的影响一定相同B．错误，对各式计时仪器的影响不一定相同C．AB两个选项分别说明了两种不同情况下的影响D．以上答案均错误7．若宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系，当他发现飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底时，他作出的如下判断中，正确的是（   ）A．此飞船一定是停在某个星球的表面上B．此飞船一定是正在远离任何天体的空间加速飞行C．此飞船可能是停在某个星球的表面上，也可能是正在远离任何天体的空间加速飞行D．此飞船可能是在远离任何天体的空间中匀速飞行 8．惯性系S中有一边长为l的正方形(如图所示)。从相对S系沿x轴方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得此正方形的图形是(   )A． B．C． D．9．下列关于爱因斯坦质能方程的说法中，正确的是（　　）A．只有运动物体才具有能量，静止物体没有质能 B．一定的质量总是和一定的能量相对应C．E＝mc2中能量E其实就是物体的内能D．由ΔE＝Δmc2知质量与能量可以相互转化10．已知质子．中子．氘核质量分别是m1．m2．m3，光速为c。则质子和中子结合成氘核的过程中（    ）A．吸收的能量为（m1+m2+m3）c2 B．吸收的能量为（m1+m2-m3）c2C．释放的能量为（m1+m2+m3）c2D．释放的能量为（m1+m2-m3）c211．下列关于历史人物与其在物理学上的主要贡献的说法正确的是（　　）A．亚里士多德认为：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因B．法拉第坚持了长达十年的实验探究，终于发现了电流的磁效应C．历史上关于光的本性的争论，牛顿是“波动说”的主要代表人物D．爱因斯坦创立了相对论12．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．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变小C．X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官D．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关13．已 知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.8×1026 J，则可算出（　　）A．太阳的质量约为4.2×106 tB．太阳的质量约为8.4×106 tC．太阳的质量每秒钟减小约为4.2×106 tD．太阳的质量每秒钟减小约为8.4×106 t14．下列表述正确的是（　　）A．伽利略发现了万有引力定律B．牛顿通过实验测出了万有引力常量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 15．一物体在某行星表面受的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的。在地球走得很准的摆钟搬到此行星上后，此钟的分针走一整圈所经历的时间实际上是（   ）A.     B.     C. 2h    D. 4h16．下列说法中正确的是A．牛顿运动定律在任何情况下都是成立的B．在任何参考系中，物体的运动速度都不能超过光速C．一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大D．同样的两件事，在不同的参考系中观测，时间间隔都相同 17．1905年，爱因斯坦创立了“相对论”，提出了著名的质能方程。下面涉及对质能方程理解的几种说法中正确的是(　　)A．若物体能量增大，则它的质量增大B．若物体能量增大，则它的质量减小C．若核反应过程质量减小，则需吸收能量D．若核反应过程质量增大，则会放出能量18．下列属于狭义相对论结论的是（　　）A．尺缩效应B．时间变慢C．光线在引力场中弯曲D．水星近日点的进动 
参考答案与试题解析1．【答案】C【解析】考点:* 爱因斯坦相对性原理和光速不变原理.分析:光速不变原理：在狭义相对论中，指出无论在何种惯性系（惯性参照系）中观察，光在真空中的传播速度都是一个常数，不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变．故真空中的光速对任何观察者来说都是相同的，即为c．解答:解：根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变．所以宝宝观测到该光束的传播速度为C，所以ABD错误，C正确．故选：C．点评:本题考查了 光速不变原理，只要掌握了基本概念即可顺利解决．基础题目．　2．【答案】C【解析】【详解】A项：由公式，故A错误；B项：时间间隔越短，该段时间内的平均速度越接近物体的瞬时速度，所以激光测速选取的时间间隔越短，测得物体移动的瞬时速度越准确，故B错误；C项：“啁啾”来源于鸟鸣，即鸟叫的频率变化，所以“啁啾脉冲”技术中的短脉冲激光瞬时频率随时间的变化而变化，故C正确；D项：由于红外线的能量比绿色光的能理更低，红外激光光镊比绿色激光光镊更难杀死活体细菌，故D错误。故选：C。 3．【答案】C【解析】【来源】四川省绵阳市2016-2017学年高二下学期期末教学质量测试物理试题 【分析】【详解】试题分析：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；甲时钟放在地面上，在地面上的人看来，甲钟没有变化．乙．丙两钟放在两个火箭上，根据爱因斯坦相对论可知，乙．丙变慢，由于，丙钟比乙钟更慢，所以甲钟最快，丙钟最慢，C正确．4．【答案】C【解析】由相对论知识l＝l0得运动方向上的边的边长变短，垂直运动方向的边的边长不变。故选C。5．【答案】C【解析】【来源】第三章牛顿运动定律E.从牛顿到爱因斯坦 【详解】正方形从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上运动，根据相对论效应可知，沿x轴方向正方形边长缩短，而沿y轴方向正方形边长没有改变，则其形状变成长方形。A．其形状与结论不相符，选项A错误；B．其形状与结论不相符，选项B错误；C．其形状与结论相符，选项C正确；D．其形状与结论不相符，选项D错误；6．【答案】A【解析】根据爱因斯坦相对论的钟慢效应可知，若钟与观察者有相对运动，所有的钟都变慢，而且变慢的程度均相同，与钟的构造．原理无关。故选A。7．【答案】C【解析】根据等效原理可知，可能是飞船处于某个星球的引力场中，也可能是飞船正在远离任何天体的空间加速飞行。故选C。8．【答案】C【解析】根据相对性原理，当正方形沿x轴方向以接近光速匀速飞行时，在运动方向上会出现长度收缩效应，而在垂直于运动方向上则不会出现长度收缩效应，C正确。故选C。9．【答案】B【解析】物体具有的质量与质量对应的能量称为质能，E＝mc2表明质量与能量之间存在一一对应的关系，物体吸收或放出能量，则对应的质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化．故选项D错误，B正确；静止的物体也具有能量，称为静质能E0，E0＝m0c2，m0叫做静质量；E＝mc2中能量E包括静质能E0和动能Ek，而非物体的内能，故选项A．C错误．10．【答案】D【解析】 11．【答案】D【解析】A．亚里士多德认为：力是维持物体运动状态的原因，伽利略认为：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动状态的原因，故A错误；B．法拉第坚持了长达十年的实验探究，终于发现了电磁感应现象，故B错误；C．历史上关于光的本性的争论，牛顿是“粒子说”的主要代表人物，故C错误；D．爱因斯坦创立了相对论，故D正确。故选D。12．【答案】C【解析】A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片用来滤掉部分反射光，使拍摄的物体更加清晰，A错误；B．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变大，B错误；C．X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，也就是X透视，C正确；D．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态有关，D错误。故选C。13．【答案】C【解析】由质能方程知，太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为＝4.2×109 kg＝4.2×106 t，故C正确．14．【答案】D【解析】A．B．牛顿发现了万有引力定律，但他没有测出了万有引力常量，是卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故AB错误．
C．相对论的创立并不表明经典力学已不再适用，实际上在宏观．低速的情况下经典力学仍能适用．故C错误．
D．爱因斯坦建立了狭义相对论．故D正确．15．【答案】C【解析】试题分析：根据在星球表面万有引力等于重力可知：某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的，质量不变，所以该星球的重力加速度根据单摆的周期公式，可知，该星球的周期是地球上周期的两倍，所以此钟的分针走一整圈所经历的时间实际上是地球上分针走一圈的两倍即2h故选C． 16．【答案】A【解析】17．【答案】A【解析】由E＝mc2，若E增大，则m增大；若E减小，则m减小，故A正确．B错。若m减小，则E减小；若m增大，则E增大，故C．D错。18．【答案】A【解析】A．尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．故A正确
B．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B正确
C．光线在引力场中弯曲与广义相对论有关．故C错误
D．水星近日点的进动与广义相对论有关，故D错误