粤教版 (2019)必修 第二册第二节 相对论时空观当堂检测题

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5.2相对论时空观同步练习2021—2022学年高中物理粤教版（2019）必修第二册一、选择题（共15题）1．A、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（　　）A．A时钟 B．B时钟C．C时钟 D．无法确定2．下列说法正确的是（       ）A．声波在空气中传播时是一种横波B．波形曲线表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移C．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场周围产生变化的磁场D．由爱因斯坦的狭义相对论可知，真空中的光速对于任何惯性参考系都相同3．下列说法中正确的是A．变化的电场一定能够在其周围空间产生变化的磁场从而形成电磁波B．当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长C．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关D．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理4．下列关于电磁波和相对论说法正确的是（        ）A．麦克斯韦提出了电磁波理论，并用实验证实了电磁波的存在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．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D．表明在一定条件下减少的质量可以转化为能量释放出来5．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6．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7．下列说法正确的是A．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关B．自然光在玻璃表面的反射光是偏振光C．根据麦克斯韦的电磁场理论可知,变化的电场周围一定可以产生变化的磁场D．验钞机是利用红外线使钞票上的荧光物质发光效应进行防伪的8．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9．关于相对论，下列说法正确的是(　　)A．狭义相对论认为，如果物体在地面上静止不动，任何人在任何参考系里面测出物体的长度都是一样的B．狭义相对论认为，对于一切物理规律，所有的参考系都是平权的C．狭义相对论认为相对于观察者静止的钟走得是最慢的D．广义相对论认为一个做匀加速运动的参考系和一个均匀的引力场是等效的10．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，错误的说法是（        ）A．爱因斯坦认为在真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的B．哥白尼提出了“地心说”C．德国天文学家开普勒发现了行星运动定律D．英国物理学家牛顿总结出了万有引力定律11．物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程在以下叙述中，正确的说法是　　A．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星B．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G被誉为能“称出地球质量的人C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点12．如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S，甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v（接近光速）的光火箭沿AB方向飞行.两观察者身边各有一只事先在地面校准了的相同的时钟.下列对相关现象的描述中，正确的是（          ）A．甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离B．甲认为飞船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变快了C．甲测得光速为c，乙测得的光速为c-vD．当光源S发生一次闪光后，甲认为A、B两处同时接收到闪光，乙则认为A先接收到闪光13．爱因斯坦于1905年在德国《物理年鉴》发表了论文《论动体的电动力学》，论文首先提出狭义相对论。根据狭义相对论，下列说法正确的是（　　）A．真空中的光速在不同惯性参考系中是不相同的B．物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变短C．质量的测量结果与物体相对观察者的相对运动状态无关D．狭义相对论彻底推翻了牛顿的经典物理学14．下列说法正确的是（     ）A．世界的过去、现在和将来都只有量的变化，而不会发生质的变化B．时间和空间不依赖人们的意识而存在C．时间和空间是绝对的D．时间和空间是紧密联系、不可分割的15．下列说法正确的是（　　）A．医疗上的内窥镜利用了光的全反射原理B．验钞机是利用红外线的特性工作的C．相对论指出：在不同的惯性参考系中光速是不相同的D．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在二、填空题（共4题）16．判断下列说法的正误。（1）运动的时钟显示的时间变慢，高速飞行的μ子的寿命变长。(    )（2）沿着杆的方向，相对于观察者运动的杆的长度变短。(    )（3）经典力学只适用于世界上普通的物体，研究天体的运动经典力学就无能为力了。(    )（4）洲际导弹的速度可达到6 000 m/s，在这种高速运动状态下，经典力学不适用。(    )（5）对于质子、电子的运动情况，经典力学同样适用。(    )17．宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以0.8c(c为真空中的光速)远离地球，地球上的人看到宇宙飞船宽度________(选填“大于”“等于”或“小于”)l，飞船和地面上各有一只铯原子钟，地球上的人观察到________(选填“飞船上钟较快”“地面上钟较快”或“两只钟一样快”)。18．经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是________的．相对论的时空观：某两个事件，在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是________的，惯性系________越大，惯性系中的________越慢．非但如此，惯性系中的一切________．相对时间间隔公式：设Δτ表示与运动的惯性系相对静止的观察者观测的时间间隔，Δt表示地面上的观察者观测同样两事件的时间间隔，则它们的关系是Δt＝ ________.19．万有引力定律由物理学家________提出，行星运动的三大定律由德国天文学家________提出．引力常量G的大小由英国物理学家________测得．狭义相对论由物理学家________提出．（选填“爱因斯坦”“卡文迪许”“开普勒”“牛顿”）三、综合题（共4题）20．一列火车以速度v相对地面运动（图）。如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁后壁，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？21．研究高空宇宙射线时，发现了一种不稳定的基本粒子，称为介子，质量约为电子质量的273倍，它带有一个电子电荷量的正电荷或负电荷，称为π＋或π－，若参考系中π±介子处于静止，它们的平均寿命为τ＝2.56×10－8s，设π±介子以0.9c的速率运动，求：(1)在实验室参考系中观测到的该粒子的平均寿命；(2)在实验室参考系中观测到该粒子运动的平均距离；(3)该粒子运动时的动能。22．带正电的π介子是一种不稳定的粒子，当它静止时，平均寿命为2.5×10－8 s，然后就衰变为一个μ子和一个中微子.今有一束π介子，在实验室中测得它的速率为u＝0.99c，并测出它从产生到衰变通过的平均距离为52 m.(1)问这些测量结果是否一致？(2)计算相对于π介子静止的参考系中π介子的平均寿命是多少？23．一枚静止时长30m的火箭以3的速度从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度应为多少？火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的一半呢？
参考答案：1．A2．D3．C4．C5．A6．D7．B8．D9．D10．B11．B12．A13．B14．D15．A16．     对     对     错     错     错17．     等于     地面上钟较快18．     相同     不同     相对运动     时间进程     物理过程、化学过程、乃至观察者自己的生命节奏都变慢了     19．     牛顿     开普勒     卡文迪许     爱因斯坦20．闪光先到达前壁，地面上的人以地面为参考系，光向前向后传播的速度相等，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，向前传播的路程与向后传播的路程相同，由于火车向前运动，所以点光源的到火车的前面的距离小；车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，点光源的到火车的前面的距离小，闪光先到达前壁。21．(1)5.87×10－8s；(2)15.85m；(3)2.89×10－11J22．（1）一致（2） 23．30m，30m，26m，30m