人教版物理高二选修3-4 15.3狭义相对论的其他结论同步练习

姓名:________ 班级:________ 成绩:________

一、多选题 (共15题；共38分)

1. （3分）下列关于经典力学的时空观，正确的是（）

A . 经典力学的时空观中，同时是绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的

B . 在经典力学的时空观中，时间间隔是绝对的，即任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关

C . 在经典力学的时空观中，空间距离是绝对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点距离是绝对的不变的量值，而与参考系选取无关

D . 经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关．

2. （3分）用相对论的观点判断，下列说法正确的是（）

A . 时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变．

B . 在地面上的人看来，以10 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的

C . 在地面上的人看来，以10km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些．

D . 当物体运动的速度v?C时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计．

3. （3分）下列说法正确的是（）

A . 做简谐振动的物体，速度和位移都相同的相邻时间间隔为一个周期

B . 当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生衍射

C . 波的周期与波源的振动周期相同，波速与波源的振动速度相同

D . 电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播

E . 相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关

4. （2分）人类最早对宇宙的认识学说是（）

A . 地心说

B . 日心说

C . 大爆炸学说

D . 以上说法都不正确

5. （2分）科学家通过对星系光谱的研究发现，所有的星系都在远离我们而去，宇宙中星系间的距离在不断扩大，这说明（）

A . 宇宙处在不断的膨胀中

B . 银河系是一个庞大的天体系统

C . 太阳是太阳系的中心天体

D . 太阳和太阳系最终也会走向“死亡”

6. （3分）下列说法正确的是（）

A . 当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长

B . 在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度

C . 爱因斯坦由狭义相对论预言了引力波的存在

D . a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，则可以判断同一介质对a光的折射率比b光大

E . 电磁波是横波，可以观察到其偏振现象

7. （2分）以下说法中正确的是（）

A . 经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的

B . 经典物理规律也适用于高速运动的物体

C . 力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的

D . 力学规律在任何惯性系里都是等价的

8. （2分）(2016·江苏模拟) 下列说法中正确的是（）

A . 振动的物体通过平衡位置时，其合外力一定为零

B . 电磁波、超声波均可在真空中传播

C . 可见光在同一玻璃砖中传播时，波长越长、波速越小

D . 以0.75c的速度靠近地球的火箭向地球发出的光，在地球上测得其速度为c

9. （3分）用相对论的观点判断，下列说法正确的是（）

A . 时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变

B . 在地面上的人看来，高速运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的

C . 在地面上的人看来，高速运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些

D . 当物体运动的速度v?C时，“时间膨胀”和“长度收缩”效应可忽略不计

10. （3分）如果牛顿运动定律在参考系A中成立,而参考系B相对于A做匀速直线运动,则在参考系B中（）

A . 牛顿运动定律也同样成立

B . 牛顿运动定律不能成立

C . A和B两个参考系中,一切物理定律都是相同的

D . 参考系B也是惯性参考系

11. （2分）(2020·扬州模拟) 下列说法正确的是（）

A . 单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零

B . 有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象

C . 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

D . 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大

12. （2分）下列说法正确的是（）

A . 光的偏振现象说明光是电磁波

B . 当声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率小于声源振动的频率

C . 麦克斯韦的电磁场理论说明有电场就会产生磁场，有磁场就会产生电场

D . 根据狭义相对论，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时要小一些

13. （3分）甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺，同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺，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尺长度大

B . 甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度小

C . 乙看到甲手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度大

D . 乙看到甲手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度小

14. （2分）有两个惯性参考系1和2，彼此相对做匀速直线运动，下列叙述正确的是（）

A . 在参考系1看来，2中的所有物理过程都变快了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变慢了

B . 在参考系1看来，2中的所有物理过程都变快了；在参考系2看来，1中的所有物理过程也变快了

C . 在参考系1看来，2中的所有物理过程都变慢了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变快了

D . 在参考系1看来，2中的所有物理过程都变慢了；在参考系2看来，1中的所有物理过程也变慢了

15. （3分）下列说法中正确的是（）

A . 根据牛顿的万有引力定律可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将变为原来的4倍

B . 按照广义相对论可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将大于原来的4倍

C . 在天体的实际半径远大于引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大

D . 在天体的实际半径接近引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大

二、填空题 (共5题；共14分)

16. （2分）狭义相对论的两个基本假设是：________、________.

17. （2分） ________的参考系称为惯性系，匀速运动的汽车、轮船等作为参考系时就是惯性系．________不成立的参考系称为非惯性系．例如我们坐在加速的车厢里，以车厢为参考系观察到路边的树木、房屋向后方加速运动，根据牛顿运动定律，房屋树木应该受到不为零的合外力作用，但事实上没有，也就是牛顿运动定律不成立，这里加速的车厢就是非惯性系．

18. （2分）(2016·南京模拟) 如图所示，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u（u接近光速c）远离地球，飞船发出频率为的单色光．地面上的人接收到光的频率________（选填“大于”、“等于”或“小于”），看到宇宙飞船宽度________（选填“大于” 、“等于”或“小于”）l．

19. （1分）设有甲、乙两人，甲以2 m/s的速度向东行走，乙以1.5 m/s的速度向西行走，求甲相对乙的速度大小为________.

20. （7分）广义相对性原理：在________中，物理规律都是________的．

等效原理：一个________引力场与一个________的参考系等价．

广义相对论的几个结论：①物质的________使光线弯曲．②引力场的存在使空间不同位置的________出现差别，引力场________，时间进程越慢．

三、解答题 (共5题；共25分)

21. （5分）一汽车以108 km/h的速度沿一长直的高速公路行驶，试求站在路旁的人观察到该汽车长度缩短

了多少？已知此汽车停在路旁时，测得其长度为3 m.

22. （5分）“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反.据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数分别为多少？

23. （5分）如图所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5 kg的小球，正随车厢以20 m/s的速度匀速前进.现在给小球一个水平向前的F=5 N的拉力作用，求经10 s时，车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少？

24. （5分）21世纪，宇航员要在空间站中长期生活，为了克服失重带来的不利影响，有一种设计中的空间站看起来像个大车轮，它绕轴自转，其上各点都有一个指向转动轴的向心加速度，以空间站为参考系，与它一起旋转的物体都受到一个背离转动轴的惯性力，这样就人为造出一个重力，若空间站半径是50 m，为了使边缘处的自由落体加速度与地球表面相同，空间站每分钟应转多少转？如果半径是100 m呢？

25. （5分）π介子与质子相碰可产生其他粒子.其中有一种k0粒子，它经的距离便衰变成两个具有相反电荷的π介子，若k0粒子的速率为，试求其固有寿命.

参考答案一、多选题 (共15题；共38分)

1-1、

2-1、

3-1、

4-1、

5-1、

6-1、

7-1、

8-1、

9-1、

10-1、

11-1、

12-1、

13-1、

14-1、

15-1、

二、填空题 (共5题；共14分) 16-1、

17-1、

18-1、

19-1、

20-1、

三、解答题 (共5题；共25分)

21-1、

22-1、

23-1、

24-1、

25-1、