高考物理近代物理知识点之相对论简介全集汇编及解析(4)

高考物理近代物理知识点之相对论简介全集汇编及解析(4)

一、选择题

1．有两只对准的标准钟，一只留在地面上，另一只放在高速飞行的飞船上，则下列说法正确的是()

A．飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走得慢

B．地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得慢

C．地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快

D．因为是两只对准的标准钟，所以两钟走时快慢相同

2．研究下列物体的运动，不适合使用经典力学描述的是（）

A．行驶的自行车 B．接近光速运动的粒子

C．投出的篮球 D．飞驰的汽车

3．如图所示，参考系B相对于参考系A以速度v沿x轴正向运动，固定在参考系A中的点光源S射出一束单色光，光速为c，则在参考系B中接受到的光的情况是__________；

A．光速小于c，频率不变，波长变短B．光速小于c，频率变小，波长变长

C．光速等于c，频率不变，波长不变D．光速等于c，频率变小，波长变长

4．关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是（）

A．中是物体以光速运动的动能

B．是物体的核能

C．是物体各种形式能的总和

D．是在核反应中，亏损的质量和能量的对应关系

5．牛顿把天体运动与地上物体的运动统一起来，创立了经典力学。随着近代物理学的发展，科学实验发现了许多经典力学无法解释的事实，关于经典力学的局限性，下列说法正确的是

A．火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理

B．由于经典力学有局限性，所以一般力学问题都用相对论来解决

C．经典力学适用于宏观、低速运动的物体

D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体

6．设在正负电子对撞机中，电子和正电子以速度相向飞行，它们之间的相对速度为（）

A．B．C．D．

7．下列说法中正确的是________

A．光的偏振现象证明了光波是纵波

B．雷达是利用超声波来测定物体位置的设备

C．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象

D．考虑相对论效应，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度长

8．下列说法正确的是（）

A．由于相对论、量子论的提出，经典力学己经失去了它的意义

B．经典力学在今天广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍可普遍适用

C．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变

D．狭义相对论认为，质量、长度、时间的测量结果都与物体运动状态有关

9．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．0B．c C．2c D．c

10．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

11．假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是( )．

A．这个人是一个矮胖子

B．这个人是一个瘦高个子

C．这个人矮但不胖

D．这个人瘦但不高

12．在地面附近有一高速飞行的宇宙飞行器，地面上的人和宇宙飞行器中的宇航员观察到的现象，正确的是

A．地面上的人观察到宇宙飞行器变短了

B．地面上的人观察到宇宙飞行器变长了

C．宇航员观察到宇宙飞行器内的时钟变慢了

D．宇航员观察到宇宙飞行器内的时钟变快了

13．如图所示，一根10 m长的梭镖以相对论速度穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的，以下哪种叙述最好地描述了梭镖穿过管子的情况()

A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它

B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来

C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖

D．所有这些都与观察者的运动情况有关

14．关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是（）

A．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律

B．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律

C．牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律

D．牛顿物理学和狭义相对论都既适用于高速运动又适用于低速运动规律

15．从牛顿到爱因斯坦，物理学理论发生了跨越式发展．下列叙述中与爱因斯坦相对论的观点不符合的是

A．高速运动中的尺子变长B．高速运动中的时钟变慢

C．高速运动中的物体质量变大D．光速是自然界中速度的极限

16．下列说法中正确的是 ( )．

A．经典力学适用于任何情况下的任何物体

B．狭义相对论否定了经典力学

C．量子力学能够描述微观粒子运动的规律

D．万有引力定律也适用于强相互作用力

17．有一把长为L的尺子竖直放置，现让这把尺子沿水平方向以接近光的速度运行，运行过程中尺子始终保持竖直，那么我们此时再测量该尺子的长度将（）

A．大于L B．小于L C．等于L D．无法测量

18．一个质量为m的物体，从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的不断增大，下列说法正确的是（）

A．物体的速度越大，它的质量就越小

B．物体的速度越小，它的质量就越大

C．物体的质量与其速度无关

D．随着速度的增大，物体的质量将变大

19．以下哪些属于狭义相对论的基本假设（）

A．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小

B．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的

C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是不相同的

D．物体的能量E和其质量m满足E=mc2

20．下列关于牛顿经典力学和爱因斯坦相对论中说法正确的是（）

A．不论宏观物体，还是微观粒子，经典力学和相对论都适用

B．爱因斯坦相对论无论是宏观低速还是微观高速运动的物体都适用

C．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论是不一致的

D．随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论

21．下列关于相对论的说法错误的是（）

A．相对论与量子力学否定了经典力学理论

B．真空中的光速在任何惯性参考系中都是相同的

C．狭义相对论只适用于惯性参考系

D．在相对论力学中，物体静止时的质量最小

22．下列说法正确的有（）

A．单摆的周期与振幅无关，仅与当地的重力加速度有关

B．相对论认为时间和空间与物质的运动状态无关

C．在干涉现象中，振动加强点的位移一定比减弱点的位移大

D．声源与观察者相互靠近，观察者接收的频率大于声源的频率

23．在适当的时候,通过仪器可以观察到太阳后面的恒星,这说明星体发出的光() A．经太阳时发生了衍射

B．可以穿透太阳及其他障碍物

C．在太阳引力场作用下发生了弯曲

D．经过太阳外的大气层时发生了折射

24．在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两中小鸡在车厢前端出生．则（）

A．在火车上的人看来，一只小猫先出生

B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生

C．在地面上的人看来，一只小猫先出生

D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生

25．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

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．C

解析：C

【解析】

【详解】

根据爱因斯坦的狭义相对论，得到运动延迟的效应；故地面上的人看到飞船上的鈡变慢了，飞船上的人以自己为参考系，认为地球在高速运动，故看到地球上的钟变慢了，C正确．

2．B

解析：B

【解析】

【分析】

根据题中“不适合经典力学的物体的运动”可知，本题考查经典力学规律适用范围，运用经典力学规律适用范围的判断条件：经典力学适用于宏观物体及低速运动，进行分析。【详解】

解：A.C.D、行驶的自行车、投出的篮球以及飞驰的汽车的运行都属低速，经典力学能适

用。故ACD不符合题意。故ACD错误；

B、粒子接近光速运动，属于高速，而微观粒子的能量，则是微观粒子，所以经典力学就不在适用，故B正确。

【点睛】

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，不适合使用经典力学描述．

3．D

解析：D

【解析】

【详解】

根据相对论光速不变原理可知，在参考系B中接受到的光的速度等于c，由于B相对A的

距离增大，产生多普勒效应，则知在参考系B中接受到的光的频率变小，波长

c

f

λ=，波

长变长，故D正确，ABC错误。

4．D

解析：D

【解析】

【详解】

ABC.爱因斯坦的质能方程只能说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系这里的E不是动能、核能，也不是物体各种形式能的总和，故ABC不符合题意；

D.物体的能量增大了，质量也增大了；能量减小了，质量也减小．是在核反应中，亏损的质量和能量的对应关系，故D符合题意。

5．C

解析：C

【解析】A、火车提速后的速度仍然远小于光速,有关速度问题仍然能用经典力学来处理.故A错误;

B、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;经典力学是狭义相对论在低速v c条件下的近似,因此经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例,故B错误;

C、经典力学适用于宏观、低速运动的物体,不仅仅适用于像地球和太阳那样大的宏观物体,象乒乓球、篮球、飞鸟等也可以使用.所以C选项是正确的,D错误.

综上所述本题答案是：C

6．A

解析：A

【解析】

【详解】

根据相对论原理可得：

A. 与计算结果相符，故A符合题意；

B. 与计算结果不相符，故B不符合题意；

C. 与计算结果不相符，故C不符合题意；

D. 与计算结果不相符，故D不符合题意；

7．C

解析：C

【解析】

【详解】

A. 光的偏振现象证明了光波是横波，选项A错误；

B. 雷达在工作时，先发射出电磁波，其在向前传播过程中，遇到障碍物后被发射回来，即雷达据其所接收到的反射回来的电磁波情况判断前方物体的情况。即雷达是利用电磁波来工作的，B错误；

C. 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象，选项C 正确；

D. 考虑相对论效应，根据“尺缩原理”，一条沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度短，选项D错误。

8．D

解析：D

【解析】

【详解】

AB.相对论、量子论的提出,没有否定经典力学,经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观状态下的特殊情形,对于高速、微观的情形经典力学不适用。故AB错误；

C. 在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变。故C错误；

D. 狭义相对论认为，质量、长度、时间的测量结果都与物体运动状态有关，故D正确。9．B

解析：B

【解析】

【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；

10．A

解析：A

【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。

11．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

由l＝l

直运动方向的长度，即身高不变，故D选项正确．

12．A

解析：A

【解析】

【分析】

由相对论效应分析宇宙飞行器的时间和长度变化；当人和宇宙飞行器之间有相对运动时，人观察到的火箭长度会变短，时间会变慢．

【详解】

根据爱因斯坦相对论可知，地面上的人观察到宇宙飞行器变短了，宇宙飞行器上的时间进程变慢了。故A正确，B错误。宇宙飞行器上的人与宇宙飞行器之间没有相对运动，所以此人观察到宇宙飞行器中的时钟无变化，故CD错误。故选A。

13．D

解析：D

【解析】

【详解】

如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部．然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子．假如你在梭镖和管子之间运动，运动的速度是在梭镖运动的方向上，而大小是其一半，那么梭镖和管子都相对于你运动，且速度的大小一样；你看到这两样东西都缩短了，且缩短的量相同，所以你看到的一切都是相对的，依赖于你的参考系．

A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它，与结论不相符，A错误；B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来，与结论不相符，B错误；

C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖，与结论不相符，C

D．所有这些都与观察者的运动情况有关，与结论相符，D正确。

故选D。

14．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

AB．爱因斯坦创立狭义相对论为的是研究物体在高速运动时所遵循的规律，故A错误，B 正确；

C．牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律，故C错误；

D．经典力学只适用于宏观物体的低速运动，不适用于与高速运动；狭义相对论既适用于高速运动，也适用于低速运动，故D错误；

故选B。

15．A

解析：A

【解析】

【详解】

A.根据狭义相对论的尺缩效应，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错误；

B.根据狭义相对论，运动的钟比静止的钟走得慢，故B正确；

C.根据狭义相对论的基本结论，质量并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大，故C正确；

D.根据光速不变原理可知，光速是自然界中速度的极限，故D正确。

本题选择不正确的，故选：A。

16．C

解析：C

【解析】

经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况，A是错误的；狭义相对论没有否定经典力学，在宏观低速情况下，相对论的结论与经典力学没有区别，B是错误的；量子力学正确地描述了微观粒子运动的规律性，C是正确的；万有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用的，D是错误的．

17．C

解析：C

【解析】

【详解】

相对论中所谓的“运动的尺子变短”现象是发生在尺子运动方向上的，现在尺子在竖直方向没发生高速运动，由此可知它的长度将不变；

故选C。

解析：D

【解析】

【详解】

根据相对论时空观可知，物体的质量与它的速度有关，当物体的速度很大时，质量也会变得很大，故选项D正确，ABC错误。

故选D。

19．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为：相对性原理和光速不变原理，相对论原理即为即在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，光速不变原理即为光在真空中总是以确定的速度c传播，速度的大小同光源的运动状态无关，其他内容均建立在这两点的基础之上，故B正确，ACD错误。

故选B。

20．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

AB．经典力学只适用宏观世界，低速运动。相对论在任何情况都适用，故A错误，B正确；

C．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论是一致的，故C错误；D．经典力学有其自身的局限性和适用范围，但对于低速宏观物体的运动，经典力学仍然适用，并仍将在它适用范围内大放异彩，故D错误。

故选B。

21．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

A．经典力学研究的是宏观、低速、弱引力范围，相对论和量子力学分别研究的是高速和微观领域，只是研究的范围不同，并没有否定经典力学理论，故A错误，符合题意；B．根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故B正确，不符合题意；

C．根据狭义相对论的基本假设可知，狭义相对论只适用于惯性参考系，对应非惯性系不适用，故C正确，不符合题意；

D．根据质速公式

m=

m0是静止时的质量， m是物体以速度v运动时的质量，v等于零时，质量最小，故D正确，不符合题意。

故选A。

22．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A

．根据2

T=可知，单摆的周期与振幅无关，与当地的重力加速度以及摆长有关，

选项A错误；

B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，长度缩短，时间变长，故B错误；C．振动加强质点的振幅最大，位移不总是最大，在随着时间在变化，加强点可能处于波峰，也可能波谷，也可能在平衡位置；例如在某一时刻，振动加强质点处于平衡位置时，其位移等于零，此时可能小于振动减弱点的位移，故C错误；

D．根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，故D正确。

故选D。

23．C

解析：C

【解析】

根据爱因斯坦的广义相对论，光线在太阳引力场作用下发生了弯曲，所以可以在适当的时候（如日全食时）通过仪器观察到太阳后面的恒星，故C正确，ABD错误．

24．C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故AB错误；地面上的人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些．故在地面上的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误．所以C正确，ABD 错误．

25．B

解析：B

【解析】

【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。