5.2相對論時空觀同步練習2021—2022學年高中物理粵教版（2019）必修第二冊一、選擇題（共15題）1．關(guān)于愛因斯坦的狹義相對論，下列說法正確的是(   )A．狹義相對論的基本假設之一是光速不變原理B．有些運動物體相對于觀察者的速度可以大于真空中的光速C．在地面參考系中，觀察到在上海和北京同時有兩個嬰兒誕生，如果在沿北京—上海方向高速飛行的飛船上觀測，他們也是同時誕生的D．對于不同的慣性系，物理規(guī)律(包括力學和電磁學的)都是不同的2．下列說法正確的是（       ）A．聲波在空氣中傳播時是一種橫波B．波形曲線表示介質(zhì)中“某個質(zhì)點”在“各個時刻”的位移C．根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場D．由愛因斯坦的狹義相對論可知，真空中的光速對于任何慣性參考系都相同3．物理學的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認識，推動了科學技術(shù)的革命與創(chuàng)新，下列說法正確的是：A．電容器的電容大小與帶電量有關(guān)B．根據(jù)麥克斯韋電磁理論，變化的磁場一定能產(chǎn)生變化的電場C．根據(jù)狹義相對論原理可知，在不同慣性參考系中，光在真空中的光速是不同的D．電視機遙控器使用的是紅外線4．迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住，繞恒星“Gliese581”運行的行星“Gl-581c”卻很值得我們期待．該行星的溫度在0℃到40℃之間，質(zhì)量是地球的6倍，直徑是地球的1.5倍，公轉(zhuǎn)周期為13個地球日．“Gliese581”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.31倍．設該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運動，則（     ）A．在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同B．如果人到了該行星，其體重是地球上的倍C．該行星與“Gliese581”的距離是日地距離的倍D．由于該行星公轉(zhuǎn)速率比地球大，地球上的米尺如果被帶上該行星，其長度一定會變短5．一輛轎車在山區(qū)的高速公路上以接近光速行駛，穿過眾多隧道，已知隧道口為圓形，在將要抵達隧道時，下列說法正確的是（       ）A．司機觀察到的隧道口為橢圓形隧道的總長度變短B．司機觀察到的隧道口為圓形，隧道的總長度不變C．司機觀察到的隧道口為橢圓形，隧道的總長度不變D．司機觀察到的隧道口為圓形，隧道的總長度變短6．如圖，按照狹義相對論的觀點，火箭B是“追趕”光的；火箭A是“迎著”光飛行的。若火箭相對地面的速度均為v，則兩火箭上的觀察者測出的光速分別為（　?。?/span>A．c＋v，c-v B．c，cC．c-v，c＋v D．無法確定7．如圖所示，豎直墻上掛著一面時鐘，地面上的靜止的觀察者A觀察到鐘的面積為S，另一觀察者B以0.8倍光速平行y軸正方向運動，觀察到鐘的面積為S′．則S和S′的大小關(guān)系是(　　)A．S>S′ B．S＝S′C．S<S′ D．無法判斷8．慣性系S中有一邊長為l的正方形，從相對S系沿x方向以接近光速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象是(   )A． B．C． D．9．關(guān)于相對論時空觀與牛頓力學，下列說法正確的是（　?。?/span>A．大到天體，小到微觀粒子，牛頓力學均適用B．相對論與量子力學的出現(xiàn)，否定了牛頓力學的成就C．相對論時空觀認為，物體的長度和質(zhì)量會隨著物體的速度不同而不同D．當物體的速度遠小于光速時，相對論和牛頓力學仍有很大的區(qū)別10．關(guān)于相對論時空觀與牛頓力學的局限性，下列說法中正確的是（　?。?/span>A．相對論和量子力學更加深入地研究運動規(guī)律，徹底否認了經(jīng)典力學B．相對論認為真空中的光速在不同的慣性參考系中是不同的C．牛頓定律不適用于研究中國空間站天和核心艙的高速發(fā)射D．經(jīng)典力學是相對論及量子力學在一定條件下的特例11．甲、乙、丙是三個完全相同的時鐘，甲放在地球上，乙、丙分別放在兩個高速運動的火箭上，以速度和朝同一方向遠離地球飛行，<．地面上的觀察者看A．甲時鐘走得最慢 B．乙時鐘走得最慢C．丙時鐘走得最慢 D．甲、乙、丙時鐘快慢一樣12．下列說法錯誤的是（   ）A．考慮相對論效應，長度、時間的測量結(jié)果都隨物體與觀察者相對運動狀態(tài)而改變B．一切物理規(guī)律在不同的慣性系中是平權(quán)的C．圓屏陰影中心的亮斑（泊松亮斑）是光波疊加造成的D．在光的雙縫干涉實驗中，條紋間距與縫的寬度成正比13．下列說法正確的是（　?。?/span>A．牛頓（N）是國際單位制的基本單位之一B．牛頓運動定律適用于一切參考系C．亞里士多德認為力是改變物體運動狀態(tài)的原因D．探究加速度與力和質(zhì)量關(guān)系的實驗中應用了控制變量法14．愛因斯坦于1905年在德國《物理年鑒》發(fā)表了論文《論動體的電動力學》，論文首先提出狹義相對論。根據(jù)狹義相對論，下列說法正確的是（　?。?/span>A．真空中的光速在不同慣性參考系中是不相同的B．物體在接近光速運動時，它沿運動方向上的長度會變短C．質(zhì)量的測量結(jié)果與物體相對觀察者的相對運動狀態(tài)無關(guān)D．狹義相對論徹底推翻了牛頓的經(jīng)典物理學15．如果你以接近于光速的速度朝某一星體飛行，如圖所示。下列說法正確的是（     ）A．你根據(jù)你的質(zhì)量在增加發(fā)覺自己在運動B．你根據(jù)你的心臟跳動在慢下來發(fā)覺自己在運動C．你根據(jù)你在變小發(fā)覺自己在運動D．你永遠不能由自身的變化知道你的速度二、填空題（共4題）16．下列說法正確的是________．A．醫(yī)院中用于體檢的“B超”利用了超聲波的反射原理B鳴笛汽車駛近路人的過程中，路人聽到的聲波頻率與波源相比增大C．地面上的人觀察在宇宙中高速飛行的飛船中的時鐘變快D．照相機鏡頭的偏振濾光片可使水下影像清晰E無線網(wǎng)絡信號能繞過障礙物傳遞到接收終端是利用了干涉原理17．下列說法正確的是(      )A．在受迫振動中，振動系統(tǒng)的振動頻率僅由驅(qū)動力頻率決定，與振動系統(tǒng)無關(guān)．B．人站在鐵軌上看到火車勻速遠去，人聽到的汽笛聲的頻率會逐漸降低．C．泊松亮斑說明光具有波動性．D．在任何慣性參考系中，光速總是不變的E．LC振蕩回路中，電流最小時，電容器的電壓一定會處于最大值．18．宇宙飛船相對于地面以速度v=0.1c勻速直線運動，c為光速。某時刻飛船頭部的飛行員向尾部平面鏡垂直發(fā)出一個光信號，反射后又被頭部接收器收到，飛船儀器記錄了光從發(fā)射到接受經(jīng)歷時間為t0，則地面觀察者觀測光被平面鏡反射前后的速度______（相等、不等），地面觀察者觀測光從發(fā)射到接受過程經(jīng)歷時間t______t0（大于、等于、小于）19．狹義相對論認為時間和空間與物質(zhì)的_________（填“質(zhì)量”或“速度”）有關(guān)；在高速前進中的列車的中點處，某乘客突然按下手電筒，使其發(fā)出一道閃光，該乘客認為閃光向前、向后傳播的速度相等，都為c，站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認為閃光向前、向后傳播的速度_________（填“相等”或“不等”）．三、綜合題（共4題）20．在靜止坐標系中的正立方體邊長為l0，另一坐標系以相對速度v平行于正立方體的一邊運動。問在后一坐標系中的觀察者測得的立方體的體積是多少？21．微觀粒子的速度很高，它的質(zhì)量明顯的大于靜止質(zhì)量．在研究制造回旋加速器時必須考慮相對論效應的影響。1988年中國第一座高能粒子加速器——北京正負電子對撞機首次對撞成功。在粒子對撞中，有一個電子經(jīng)過高壓加速，速度達到光速的0.5倍。試求此時電子的質(zhì)量變?yōu)殪o止時的多少倍？22．在粒子對撞機中，有一個電子經(jīng)過高壓加速，速度達到光速的0.5倍。試求此時電子的質(zhì)量變?yōu)殪o止時的多少倍？23．一電子(m0＝9.1×10－31 kg)以0.99c的速率運動．問：(1)電子的總能量是多大？(2)電子的經(jīng)典力學的動能與相對論的動能之比是多大？
參考答案：1．A2．D3．D4．B5．D6．B7．A8．C9．C10．D11．C12．D13．D14．B15．D16．ABD17．ACE18．     相等     大于19．     速度     相等20．l0321．1.155 倍22．1.155倍23．(1)5.8×10－13 J　(2)0.08 

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