1、相对论简介一、选择题（共15题）1A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度和朝同一方向飞行的两个火箭上，且。地面上的观察者认为走得最快的时钟是（）AA时钟BB时钟CC时钟D无法确定2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，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是A卡文迪许发现了万有引力定律B牛顿通过实验证实了万有引力定律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，把物理学推进到高速领域3关于科学家在物理学上做出的贡献，下列说法正确的是A奥斯特发现了电磁感应现象B爱因斯坦发现了行星运动规律C牛顿提出了万有引力
2、定律D开普勒提出了狭义相对论4麦克斯书认为：电荷的周围存在电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波。受此启发，爱因斯坦认为：物体的周围存在引力场，当物体加速运动时，会辐射出引力波。爱因斯坦提出引力波的观点，采用了A类比法B观察法C外推法D控制变量法5假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下列说法正确的是()A甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大B甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小C乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大D乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同6根据所学的物理知识，判
3、断下列说法中正确的是（ ）A伽利略通过“理想实验”得出“力是维持物体运动的原因”B法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律电磁感应定律C爱因斯坦质能方程中：高速运动的粒子质量比其静止时的质量（静质量）更小D汤姆生利用阴极射线管发现了电子，并提出了原子的核式结构模型7建立经典电磁场理论，并预言了电磁波存在的物理学家和创立相对论的科学家分别是()A麦克斯韦法拉第B麦克斯韦爱因斯坦C赫兹爱因斯坦D法拉第麦克斯韦8下列说法正确的是A传感器是把非电信息转换成电信息的器件或装置B真空中的光速在不同惯性系中测得的数值是不相同的C紫外线常用于医院和食品消毒，是因为它具有显著的热效应D波源与观察者相互靠近时，观察
4、者接收到的频率小于波源的频率9下列说法不正确的是（）A麦克斯韦预言了电磁波存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在B库仑得出库仑定律并最早提出电场线的概念C法拉第发现了电磁感应现象，楞次总结出了判断感应电流方向的规律D在一个参考系中同时发生的两件事，在另一参考系中可能不同时发生10一张长方形宣传画长5m、高3m，平行地贴于铁路旁边的墙上，一超高速列车以0.8c的速度接近此宣传画，这张画由司机测量的图形是（）A边长为3m的正方形B长为3m、高为1.8m的长方形C长为5m、高为1.8m的长方形D长轴为3m、短轴为1.8m的椭圆形11下列说法正确的是（）A全息照片的拍摄利用了光的衍射原理B只有发生共振时，
5、受迫振动的频率才等于驱动力频率C高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢D鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比减小12按照相对论的时空观，下列说法正确的是（）A时间和空间都是独立于物体及其运动而存在的B在不同的惯性参考系中，光的传播速度都是相同的C运动物体的长度跟物体的运动快慢无关D在高速运动的飞机上，原子钟的计时会变快13对狭义相对论的理解正确的是（ ）A在不同惯性系中，基本的物理规律可能是不同的B在不同惯性系中，光在真空中的传播速度均相同C狭义相对论适合于任何惯性系即适合于一切物体D狭义相对论只涉及惯性系14下列说法正确的是（_）A一根长为L的长杆相对观察
6、者以速度v运动时，观察者测得的长度为B光的偏振现象说了光是一种电磁波C无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越弱D一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大E根据单摆的周期公式，在地面附近，如果L，则其周期TF利用红外摄影可以不受天气（阴雨，大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物15下列说法正确的是_A次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象B在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度都是相同的C在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度D秋千的吊绳有些磨损，在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千摆到最低点时E双缝干涉实验中，若
7、只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变大二、非选择题16一枚静止时长30m的火箭以1.5108m/s的速度从观察者的身边掠过，已知光速为3108m/s，观察者测得火箭的长度约为_(保留两位有效数字)17甲、乙两人站在地面上时身高都是L0， 甲、乙分别乘坐速度为0.6c和0.8c（c为光速）的飞船同向运动，如图所示。此时乙观察到甲的身高L_L0；若甲向乙挥手，动作时间为t0，乙观察到甲动作时间为t1，则t1_t0（均选填“”、“ =” 或“”）。18设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则粒子运动时的质量等于其静止质量的_倍，粒子运动速度是光速的_倍19如果一粒子的质量为其静止时的质量
8、的100倍，该粒子必须以多大的速率运动？(光速为c)20一电子(m09.11031 kg)以0.99c的速率运动问：(1)电子的总能量是多大？(2)电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大？21铁路旁边面对铁路有一张宣传画，是边长为5m的正方形，一高速列车以2108m/s的速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子的？22电子是原子的组成部分，当电子的速度为零时，电子的质量为(1)求电子的速度为零时所具有的能量；(2)让该电子由静止开始经加速电压加速后，该电子的质量和速度的大小分别为多少？（计算结果保留4位有效数字）参考答案：1A【详解】根据狭义相对论可知，时间间隔具有相对性，满足
9、关系式由于A相对观察者静止，而B、C均相对观察者高速运动，所以地面上的观察者认为走得最快的时钟是A。故选A。2D【详解】A牛顿发现了万有引力定律，故A错误；B牛顿通过月地检验证实了万有引力定律，故B错误；C相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故C错误；D爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域，故D正确；故选D。3C【详解】奥斯特发现了电流的磁效应，选项A错误；开普勒发现了行星运动规律，选项B错误；牛顿提出了万有引力定律，选项C正确；爱因斯坦提出了狭义相对论，选项D错误.4A【详解】爱因斯坦根据麦克斯韦的观点：电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁
10、波，提出了物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波的观点，采用了类比法。故A正确。故选A。5B【详解】由可知运动的观察者观察静止的尺子和静止的观察者观察运动的尺子时，都发现对方手中的尺子比自己手中的变短了，故B正确，A、C、D错误思路分析：由可知运动的观察者观察静止的尺子和静止的观察者观察运动的尺子时，都发现对方手中的尺子比自己手中的变短了试题点评：本题考查了长度的相对性,根据公式分析6B【详解】A伽利略通过理想斜面实验，得出“力不是维持物体运动原因”的结论，故A错误；B英国科学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律：电磁感应定律，故B正确；C爱因斯坦质能方程中：高速运动的粒子质
11、量比其静止时的质量（静质量）更大，故C错误；D汤姆生利用阴极射线管发现了电子，说明原子可分，并提出原子的枣糕模型，故D错误；故选B。7B【详解】在19世纪60年代建立经典电磁场理论，并预言了电磁波存在的物理学家是麦克斯韦，创立相对论的科学家是爱因斯坦A麦克斯韦、法拉第，与结论不相符，选项A错误；B麦克斯韦、爱因斯坦，与结论相符，选项B正确；C赫兹、爱因斯坦，与结论不相符，选项C错误；D法拉第、麦克斯韦，与结论不相符，选项D错误；故选B。8A【详解】A.传感器是把被测非电信息转换为电信息的装置，故选项A正确；B.根据光速不变原理知在不同惯性系中，光在真空中传播速度大小相等，故选项B错误；C.紫外
12、线常用于医院和食品消毒，但它不具有显著的热效应，反而红外线才是显著的热效应，故选项错误；D.根据多普勒效应，当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率会增加，观察者接收到的频率大于波源的频率，故选项D错误9B【详解】A麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A正确，不合题意；B库伦提出了库仑定律，法拉第提出了电场线，故B错误，符合题意；C法拉第发现了电磁感应现象，楞次研究并提出了判断感应电流方向的规律，即楞次定律，故C正确，不合题意；D.相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来不一定是同时的，故D正确，不合题意。故选B。10A【详解】一张长方形宣传画长5m
13、、高3m，平行地贴于铁路旁边的墙上，一超高速列车以0.8c的速度接近此宣传画，根据相对论效应司机测量时宣传画的长度变成，即图形是边长为3m的正方形，故选项A正确，选项BCD错误故选A.11C【详解】A全息照相利用了光的干涉原理，与光的衍射无关，A错误；B受迫振动的频率总等于驱动力的频率，与是否发生共振无关，B错误；C根据时间延缓效应可知，在宇宙中高速飞行的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，C正确；D根据多普勒效应可知，鸣笛汽车驶近路人的过程中，路人听到的声波频率与该波源的频率相比增大，D错误。故选C。12B【详解】A相对论的时空观认为时间和空间与物体及其运动都有关系，故A错误；B相对论的时空
14、观认为在不同的惯性参考系中，光的传播速度都是相同的，故B正确；C相对论的时空观认为运动物体的长度跟物体的运动快慢有关，故C错误；D相对论的时空观认为在高速运动的飞机上，原子钟的计时会变慢，故D错误。故选B。13BD【详解】A根据相对论的观点，在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的，A错误；B在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都相等，B正确；CD狭义相对论只涉及惯性系，C错误，D正确。故选BD。14ADF【详解】A沿着长杆方向，相对观察者以速度v运动时，观察者测得的长度为，故A错误；B光的偏振现象说了光是横波，故B错误；C无线电波的发射能力与频率成正比，频率越高发射能力越强，故C错误；D单摆
15、的周期公式，其放在某高山之巅，重力加速度变小，其振动周期一定大，故D正确；E根据单摆的周期公式，在地面附近，如果L，则重力加速度变化，故E错误；F因为红外线比可见光波长长，更容易发生衍射，则容易绕过障碍物，故F正确；故选ADF15ABD【详解】A波长越长越容易发生衍射，次声波的波长比超声波的波长长，故次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象，故A正确；B根据光速不变原理，在不同的惯性参考系中，光在真空中的速度都是相同的，故B正确；C在波的传播方向上，某个质点的振动速度不是波的传播速度，故C错误；D因为秋千可以看成单摆，而单摆在摆动过程中，靠径向的合力提供向心力，设单摆偏离竖直位置的夹角为，则有因
16、为最低点时，速度最大，最小，则绳子的拉力最大，所以摆动最低点时绳最容易断裂，故D正确；E根据可知，双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变小，故E错误；故选ABD1626m【详解】根据长度的相对性得观察者测得火箭的长度为17 【详解】身高L=L0，因为人是垂直于物体速度方向的，没有尺缩效应；根据相对论的钟慢效应，可以推测两人在接近光速运动时，相对地球来说时间都变慢了，但乙相对于甲的速度更大，因此可以推测，乙的钟要更慢一点（相对于甲），t1t0。18k；【详解】根据相对论的知识，静止物体的能量是E=m0c²(m0是静止时的质量),运动时的能量E=mc²
17、（m为运动时的质量） E/E=K m/m0=K；由相对论的质量关系式，解得190.99995c【详解】设当粒子的速率为v时才有由相对论质量公式根据解得：20(1)5.81013 J(2)0.08【详解】(1)电子的总能量为：Emc2c2(3108)2 J5.81013 J.(2)电子的经典力学动能为Ekm0v2m0(0.99c)2相对论的动能为EkEE0mc2m0c20.08.21司机看到一幅宽3.7m、高5m的宣传画【详解】在司机看来画的高度仍然为5m，根据相对论效应，而沿速度方向上的边长变为司机看到一幅宽3.7m、高5m的宣传画。22(1)(2)【详解】(1)由质能方程得(2)由能量关系得则质量和速度的关系则
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