沪科版 (2019)必修 第二册5.2 狭义相对论的基本原理随堂练习题

这是一份沪科版 (2019)必修 第二册5.2 狭义相对论的基本原理随堂练习题，共9页。试卷主要包含了下列说法中错误的是，下列关于电磁波的说法正确的是，地面上两个同时发生的事件A，下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
【精挑】5.2狭义相对论的基本原理-1课时练习一．单项选择1．在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合历史事实的是(　　)  A．伽利略否定了亚里士多德“重物比轻物下落快”的论断  B．牛顿总结出了行星运动的三大规律  C．爱因斯坦发现了万有引力定律  D．卡文迪许建立了狭义相对论2．下列说法中错误的是（　　 ）A．在同一均匀介质中，红光的传播速度比紫光的传播速度大B．蜻蜓的翅膀在阳光下呈现彩色是由于薄膜干涉C．应用多普勒效应可以计算出宇宙中某星球靠近或远离我们的速度D．狭义相对性原理指出，在不同的参考系中，一切物理规律都是相同的3．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4．地面上两个同时发生的事件A．B，对于坐在火箭中沿这两个事件发生地点连线飞行的人来说，如图所示，这两个事件：（　　）A．同时发生             B．A事件先发生C．不同时发生           D．B事件先发生 5．一艘太空飞船静止时的长度为30m，它以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是(    )A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30mB.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30mC.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于cD.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c6．天文学中，一天体在单位时间内辐射出的总能量称为“光度”，符号“”。通常将太阳的光度作为天体光度的单位，符号。将已测天体的光度和其表面温度绘制在图上即可得到赫罗图。以下赫罗图（含天体颜色）可能正确的是（　　）A． B．C． D．7．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8．关于狭义相对论，以下说法中正确的是（　　）A．在不同的惯性系中测量，光速是不同的B．在地面上的观测者看来，接近光速飞行的飞船中时钟会变慢C．在地面上的观测者看来，接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度变长D．牛顿第二定律在不同的惯性系中有不同的表述方式 9．下列说法中正确的是（　　）A．被拍打的篮球上下运动是简谐运动B．受迫振动的物体总以它的固有频率振动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．在速度v高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢10．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11．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12．如图，惯性参考系S有一直径为d的圆形。从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该圆形的图像可能是（　　）A． B．C． D．13．下列说法中正确的是（　 　）A．开普勒提出行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B．万有引力定律也适用于强相互作用力C．相对论物理学研究的是物体在低速运动时所遵循规律D．相对论物理学和量子力学的出现，使牛顿力学失去了意义14．关于相对论效应，下列说法中正确的是（    ）A．我们观察不到高速飞行火箭的相对论效应，是因为火箭的体积太大B．我们观察不到机械波的相对论效应，是因为机械波的波速近似等于光速C．我们能发现微观粒子的相对论效应，是因为微观粒子的体积很小D．我们能发现电磁波的相对论效应，因为真空中电磁波的波速是光速15．下列说法正确的有（　　）A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了偏振现象B．第5代移动通信（5G）采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号的传播速度大C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最高点处开始计时，以减小实验误差16．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17．下列说法中正确的是(    )A．无线信号能绕过障碍物传播到接收终端是利用了干涉原理B．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大C．载人飞船设计时需设法减少发射过程中与航天员身体固有频率相近的超低频振动D．静止在地面上的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆，观察到的长度比杆静止时的短 18．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
参考答案与试题解析1．【答案】A　【解析】2．【答案】D【解析】【来源】河南省郑州市中牟县2020-2021学年高二（下）期中物理试题 A．对于同一介质，红光比紫光的折射率小，即由可知红光的传播速度比紫光的传播速度大，故A正确，不符合题意；B．蜻蜓的翅膀在阳光下呈现彩色是由于薄膜干涉，故B正确，不符合题意；C．宇宙中的星球都在不停地运动，测量星球上某些元素发出的光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发出的光波的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速度，故C正确，不符合题意；D．狭义相对性原理指出，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D错误，符合题意。故选D。3．【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4．【答案】D　【解析】可以设想，在事件A发生时A处发出一个闪光．事件B发生时B处发生一个闪光．“两闪光相遇”作为一个事件，发生在线段AB的中点，这在不同参考系中看都是一样的．“相遇在中点”这个现象在地面系中很容易解释．火箭上的人则有如下推理：地面在向火箭的方向运动，从闪光发生到两闪光相遇，线段中点向火箭的方向运动了一段距离，因此闪光B传播的距离比闪光A长些，既然两个闪光的光速相同，一定是闪光B发出得早一些．
故选：D．　5．【答案】B【解析】试题分析：根据狭义相对论可知，沿相对运动方向的长度缩短，所以地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m，飞船上的人测量飞船的长度等于30m，所以A错误；B正确；根据光速不变原理，飞船上和地球上测量光的速度都等于c，故C．D错误．【考点定位】狭义相对论【方法技巧】对动尺缩短的理解，沿相对运动方向长度缩短以及光速不变原理。6．【答案】A【解析】【来源】2021届上海市上海师范大学附属中学高三（下）3月月考物理试题 纵轴表示恒星的光度，横轴表示恒星的表面温度，且太阳的光度为1表面温度600K左右。故A正确。故选A。7．【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。8．【答案】B【解析】【考点】狭义相对论【分析】狭义相对论的第一个基本原理：狭义相对性原理．其内容是：惯性系之间完全等价，不可区分． 狭义相对论的第二个基本原理，光速不变原理． 相对论导出了不同惯性系之间时间进度的关系：钟慢效应．可以通俗的理解为，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． 相对论证明，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．【解答】解：A．根据爱因斯坦狭义相对论的光速不变原理，有真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的；故A错误；B．根据狭义相对论的钟慢效应可知，在地面上的观测者看来，接近光速飞行的飞船中时钟会变慢；故B正确；C．按照狭义相对论的尺缩效应，沿接近光速飞行的飞船沿速度方向的长度总比静止时的短，故C错误；D．根据爱因斯坦狭义相对论的相对性假设，有：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D错误；故选：B【点评】此题考查狭义相对论的几个基本结论，应该记住这几个结论并理解它们．①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；②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．③质量变大：质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大． 9．【答案】D【解析】【考点】* 时间间隔的相对性；多普勒效应【分析】物体做简谐运动的条件是回复力为F=﹣kx；做受迫振动的物体的振动频率与驱动力的频率相等，与物体的固有频率无关；多普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的；在速度v高速运行的航天器上看地球上的时间进程变慢．【解答】解：A．根据质点做简谐运动的条件可知，做简谐运动的条件是回复力为F=﹣kx，被拍打的篮球上下运动显然不是简谐运动．故A错误；B．做受迫振动的物体的振动频率与驱动力的频率相等，与物体的固有频率无关．故B错误；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．故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．故D正确．故选：D【点评】该题考查选修3﹣4中的简谐振动的条件．受迫振动．相对论与机械波等，都是记忆性的知识点，要加强对这类知识点的积累，避免失分．  10．【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．11．【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。12．【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。13．【答案】A【解析】A．开普勒第一定律指出所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，A正确；B．万有引力定律只适用于低速宏观物体，对微观分子间的强相互作用不再适用，B错误；C．相对论物理学研究的是物体在高速运动时所遵循规律，C错误；D．相对论物理学和量子力学的出现，并没有否定牛顿力，只是说牛顿力学有一定的适用范围，D错误。故选A。14．【答案】D【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．我们观察不到高速飞行火箭的相对论效应，是因为火箭的速度与光速相比很小，选项A错误；B．我们观察不到机械波的相对论效应，是因为机械波的波速远远小于光速，选项B错误；C．我们能发现微观粒子的相对论效应，是因为微观粒子的速度很大，与光速接近，选项C错误；D．我们能发现电磁波的相对论效应，因为真空中电磁波的波速是光速，选项D正确。15．【答案】C【解析】【来源】2021届江苏省如皋市第一中学高三（下）高考校测三物理试题 A．未见其人先闻其声，是因为声波波长较长，发生了衍射现象，故A错误；B．第5代移动通信(5G)采用频段大致分低频段和高频段，其高频段的电磁波信号和低频段的电磁波信号传播速度相等，故B错误；C．航天飞机靠近卫星时，卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率，故C正确；D．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，测量单摆周期应该从小球经过最低点处开始计时，以减小实验误差，故D错误。故选C。16．【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17．【答案】C【解析】A．根据波的衍射原理，当无线信号能绕过障碍物传播到接收终端是利用了衍射原理，故A错误；
B．根据光的双缝干涉条纹间距△x＝λ，当将入射光从红光改为紫光，因波长变短，则相邻亮条纹间距一定变小，故B错误；
C．飞船设计时需设法减少发射过程中与航天员身体固有频率相近的超低频振动，否则会出现共振动现象，对人构成伤害，故C正确；
D．当在地面上的人观察一条沿自身长度方向光速运动的，观察到的长度比杆静止时的短，高速并不是接近光速，故D错误；
故选：C．18．【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。