高考物理近代物理知识点之相对论简介经典测试题附答案解析(1)

高考物理近代物理知识点之相对论简介经典测试题附答案解析(1)

一、选择题

1．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

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．下列说法正确的是________．

A．机械波和电磁波都能在真空中传播

B．光的干涉和衍射说明光是横波

C．铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测

D．狭义相对论指出，物理规律对所有惯性参考系都一样

4．下列说法中正确的是( )

A．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是不同的

B．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场

C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽

D．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率

5．世界上各式各样的钟：砂钟、电钟、机械钟、光钟和生物钟．既然运动可以使某一种钟变慢，它一定会使所有的钟都一样变慢．这种说法是（）

A．对的，对各种钟的影响必须相同

B．不对，不一定对所有的钟的影响都一样

C．A和B分别说明了两种情况下的影响

D．以上说法全错

6．如图所示，鸡蛋和乒乓球都静止在地面上，关于二者所具有的能量关系，下列说法中正确的是（）

A．鸡蛋大B．乒乓球大

C．一样大D．无法进行比较

7．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

8．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

9．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

10．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

11．自然界中有质量的实际物体运动的最大速度不会超过（）

A．空气中的光速B．真空中的光速

C．电子绕原子核运动的速度D．宇宙飞船运动的速度

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．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

14．在地面附近有一高速飞行的火箭，关于地面上的观察者和火箭中的工作人员观察到的现象，下列说法正确的是（）

A．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了

B ．地面上的人现察到火箭变长了，火箭上的时间进程变慢了

C ．火箭中的工作人员观察到火箭的长度不变而时间进程却变化了

D ．地面上的人观察到火箭变长了，火箭上的时间进程变快了

15．一个质量为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

16．迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese5581”运行的行星“G1-581c ”却很值得我们期待。该行星的温度在0C ?到40C ?之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日。“Gliese5581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（ ）

A ．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同

B ．如果人到了该行星，其体重是地球上的22

3

倍 C ．该行星与“Gliese5581”的距离是日地距离的

13

365

倍 D ．由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短 17．下列说法中正确的是（ ）

A ．把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长

B ．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长

C ．1905 年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的

D ．照相机的镜头涂有一层增透膜， 其厚度应为入射光在真空中波长的

14

18．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 ．

19．下列对光学现象的认识正确的是（）

A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的全反射现象

B．狭义相对论说，在任意惯性参考系里，一切力学规律都是相同的

C．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的折射现象

D．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，他看到灯的位置比实际位置高20．首先发现电磁感应现象的物理学家是（）

A．库仑B．法拉第C．奥斯特D．爱因斯坦

21．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，观察者接收到的频率小于波源的频率

22．下列说法中正确的是（）

A．电磁波具有偏振现象，说明电磁波是纵波

B．电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波

C．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，是因为它们都可以在真空中传播

D．光速不变原理和时间间隔的相对性是狭义相对论的两个基本假设

23．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

24．下列说法中正确的是________。

A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低

B．相同频率的机械波和电磁波叠加时也能发生干涉现象

C．雷电时发出的声光从空气传入水中波长均减小

D．高速运动的飞船中测得舷窗的长度比静止在地面上的该飞船中测得的短

25．有关宇宙的理解，下列说法中正确的是（）

A．质量越大的恒星寿命越长

B．太阳发出的光和热来自于碳、氧等物质的燃烧

C．在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度高

D．由于光速有限，因此观察遥远的天体就相当于观察宇宙的过去

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题

1．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。

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】

A.电磁波可以在真空中传播，而机械波只能在介质中传播，故A错误．

B. 光的干涉和衍射说明光是一种波动，而光的偏振说明光是横波，故B错误．

C.安检用的穿透力较强的X射线，红外线不能用于内部物品的检测，故C错误．

D.根据狭义相对论的原理可知，在不同的惯性参考中，一切物理规律都是相同的，故D正确．

4．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A项：根据光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故A正确；

B项：均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，故B 错误；

C项：在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，光的波长减小，则干涉条纹间距变窄，故C错误；

D项：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．

5．A

解析：A

【解析】

【详解】

根据时间的相对性可知，选项A正确．

6．A

解析：A

【解析】

【详解】

物体所具有的能量和其质量有关，根据质能方程，质量越大，所具有的能量越大，所以鸡蛋具有的能量大于乒乓球具有的能量．

A. 鸡蛋大与上述分析结论相符，故A符合题意；

B. 乒乓球大与上述分析结论不相符，故B不符合题意；

C. 一样大与上述分析结论不相符，故C不符合题意；

D. 无法进行比较与上述分析结论不相符，故D不符合题意；

7．B

解析：B

【解析】

由l l=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l l=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l l=分析

8．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。

9．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。10．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；

11．B

解析：B

【解析】

【详解】

根据爱因斯坦相对论原理，自然界中有质量的实际物体运动的最大速度不会超过真空中的光速；

A．空气中的光速，与结论不相符，选项A错误；

B．真空中的光速，与结论相符，选项B正确；

C．电子绕原子核运动的速度，与结论不相符，选项C错误；

D．宇宙飞船运动的速度，与结论不相符，选项D错误；

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．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。

14．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

ABD．根据爱因斯坦相对论可知，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了。故A正确，BD错误。

C．运动是相对的，火箭上的人员观察到火箭的长度不变而时间进程也不变，故C错误。故选A。

15．D

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。

16．B

解析：B

【解析】

【详解】

A ．第一宇宙速度v =

2v v ===行地 选项A 错误； B ．由公式2

Mm

mg G

R =可知 2

2

2186 1.53

g M R g M R ??=?=?= ???行行地地地行 选项B 正确；

C ．根据万有引力提供行星做匀速圆周运动的向心力得

2

2

2GMm m r r T π??

= ???

即

r =则

r r ==行

地

选项C 错误；

D ．根据狭义相对论可知米尺长度不一定会变短，D 错误。 故选B 。

17．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．调准的摆钟，由北京移至赤道，由于重力加速度变小，根据单摆的周期公式

2T =可知这个钟的周期增大，钟将变慢，若要重新调准，应减小摆长，故A 错误；

B ．波传播一个波长的距离所用的时间为一个周期，振动的频率越高，周期1

T f

=越短，所用时间越短，故B 错误；

C ．1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的，故C 正确；

D．当增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的1

4

时，从增透膜前后表面的反射光相互抵

消，从而减少了反射，增加了透射，故D错误；

故选C。

18．C

解析：C

【解析】

【分析】

【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；

19．D

解析：D

【解析】

【分析】

【详解】

A．阳光下水面上的油膜呈现出彩色条纹是光的干涉现象，故A错误；

B．根据狭义相对论的两个基本假设可知，在不同惯性参考系里，一切物理规律都是相同的，故B错误；

C．用白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象，故C错误；

D．某人潜入游泳池中，仰头看游泳馆天花板上的灯，由于光的折射，他看到灯的位置比实际位置高，故D正确。

故选D。

20．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A．库仑发现库仑定律，故A错误；

B．首先发现电磁感应现象的物理学家是法拉第，故B正确；

C．奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故C错误；

D．爱因斯坦在质能方程和量子力学方面有着重大贡献，故D错误。

故选B。

21．A

解析：A

【解析】

【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。

22．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A．只有横波才会发生偏振现象，电磁波具有偏振现象，说明电磁波是横波，故A错误；B．波长越长，衍射越明显，电磁波谱中波长最长的是无线电波，故电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波，故B正确；

C．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，而机械波的传播需要介质，真空中不传播，故C错误；

D．光速不变原理和相对性原理是狭义相对论的两个基本假设，故D错误。

故选B。

23．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。

24．A

解析：A

【解析】

【分析】

【详解】

A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低，选项A正确；

B．机械波和电磁波是不同性质的波，即使频率相同叠加时也不能发生干涉现象，选项B 错误；

C．雷电时发出的声从空气传入水中波速变大，波长变大；光从空气传入水中波速变小，波长变小，选项C错误；

D．高速运动飞船中，沿着速度的方向两点距离才变短，选项D错误。

故选A。

25．D

解析：D

【解析】

【详解】

A．质量越大的恒星寿命越短，故A错误；

B．太阳发出的光和热来自于在太阳内部进行着大规模的核聚变释放的能量，故B错误；C．恒星的颜色是由温度决定的，温度越低，颜色越偏红，温度越高，颜色越偏蓝．故在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度低，故C错误；

D．由于光速有限，遥远的天体发出的光线到达我们时，我们看到的是过去的宇宙射线；故因此观察遥远的天体就等于在观察宇宙的过去，故D正确．