高中物理鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 初识相对论课后练习题

5.1初识相对论基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．自古以来，人类就开始孜孜不息地探索自然界的基本运动规律，以下符合史实的是（　　）

A．波兰天文学家哥白尼提出“地心说”

B．牛顿最早提出“日心说”

C．丹麦天文学家第谷提出了太阳系行星运动的三大定律

D．爱因斯坦提出假说：在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样

2．下列说法符合事实的是（　　）

A．伽利略认为，在任何惯性参考系中，力学的规律都是一样的

B．牛顿通过扭秤实验第一次精确测出了引力常量的数值

C．亚里士多德认为轻重不同的物体从同一高度静止释放，下落一样快

D．开普勒通过对第谷的观测数据的分析中发现了万有引力定律

3．按照相对论的观点，下列说法正确的是（   ）

A．物体运动时的质量总是小于其静止时的质量

B．物体运动时的质量总是等于其静止时的质量

C．真空中的光速在不同惯性参照系中是不相同的

D．真空中的光速在不同惯性参照系中都是相同的

4．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

5．在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.在对以下几位物理学家科学贡献的叙述中，正确的说法是（　　）

A．英国物理学家牛顿用实验的方法准确测出了万有引力常量G的数值

B．天王星是利用万有引力定律计算出其轨道的，故其被称为“笔尖下发现的行星”

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．开普勒根据第谷对行星运动的观测数据，应用严密的数学运算，发现了行星运动的规律

6．历史上很多物理学家对物理学的发展做出了重要的贡献，下面有关描述符合物理学史实的是

A．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在，开创了现代通信技术

B．爱因斯坦创立了狭义相对论，颠覆了人类固有的时空观

C．查德威克发现了电子，揭开了人类探究原子结构的序幕

D．德布罗意提出能量子假说，一举解决了经典理论在黑体辐射上遇到的困难

7．下列说法正确的是(　     )

A．雨后天空出现彩虹是光的衍射现象

B．相对论认为，真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的

C．横波在传播过程中，波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期

D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播

8．下列说法正确的是（   ）

A．麦克斯韦预言了电磁波,并且首次用实验进行了验证

B．高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变快了

C．法拉第发现了电磁感应现象并总结出了判断感应电流方向的规律

D．过强或过长时间的紫外辐射、射线或射线的作用，会对人体（眼镜、皮肤、血液、神经系统等）造成危害

9．如图所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是（　　）

A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小

B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电

C．a光在真空中的波长小于b光在真空中的波长

D．a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度

10．以下有关物理学常识的说法正确的是（　　）

A．牛顿利用扭秤第一个较准确地测出了引力常量

B．经典力学理论也适用于微观高速的物体

C．伽利略将斜面实验观察到的现象经过合理外推，找到了力和运动的本质关系

D．重心和质点是同一种思想方法

11．以下关于相对论的说法，正确的是

A．观察者与光源相向运动时，观测到的光速大于m/s

B．在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸都相同

C．对于同一个物理过程经历的时间，在任何惯性系中观测结果都相同

D．当物体相对某一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关

12．以下物理学知识的相关叙述中正确的是（     ）

A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振

B．变化的电场周围一定产生变化的磁场

C．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距

D．狭义相对论认为，在惯性参考系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关

13．爱因斯坦是近代最著名的物理学家之一，曾提出许多重要理论，为物理学的发展做出过卓越贡献，下列选项中不是他提出的理论是（　　）

A．物质波理论 B．相对性原理 C．光速不变原理 D．质能关系式

14．下列说法正确的是________．

A．物体做受迫振动时，振幅与物体本身无关

B．光纤通信是激光和光导纤维相结合实现的

C．火车以接近光速通过站台时车上乘客观察到站台上的旅客变矮

D．全息照相技术是光的衍射原理的具体应用

15．下列说法中错误的是（　　）

A．雷达是利用电磁波的反射来测定物体的位置

B．调制是电磁波发射的过程，调谐是电磁波接收的过程

C．在双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则相邻干涉条纹间距变窄

D．考虑相对论效应，一沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短

二、填空题（共4题）

16．发现万有引力定律的物理学家是_____，建立相对论的物理学家是_____。

17．牛顿、爱因斯坦对物理学的发展做出了卓越贡献，根据你对牛顿、爱因斯坦的了解，请完成下表：

18．一艘太空飞船静止时的长度为30 m，它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，地球上的观测者测得该飞船的长度________（选填“小于”或“等于”或“大于”）30 m，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度________（选填“小于”或“等于”或“大于”）c．

19．下列说法正确的是__________．

A．光波在介质中传播的速度与光的频率无关

B．雨后路面上的油膜形成的彩色条纹是由光的干涉形成的

C．杨氏双缝干涉实验中，当两缝间的距离以及挡板和屏的距离一定时，红光干涉条纹的相邻条纹间距比蓝光干涉条纹的相邻约间距小

D．光的偏振特征说明光是横波

E.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的

三、综合题（共4题）

20．假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．

21．简单分析伽利略相对性原理和爱因斯坦相对性原理的相同点和不同点．

22．根据爱因斯坦的狭义相对论,质量要随着物体运动速度的增大而增大,即.请讨论:

(1)如果你使一个物体加速、加速、再加速,它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗?为什么?

(2)光有静止质量吗?如果有,情况将会怎样?

23．如果真空中的光速为c＝3.0×108m/s，当一个物体的运动速度为v1＝2.4×108m/s时，质量为3   kg.当它的速度为1.8×108m/s时，质量为多少？

参考答案：

1．D

2．A

3．D

4．D

5．D

6．B

7．B

8．D

9．C

10．C

11．D

12．D

13．A

14．B

15．C

16．     牛顿     爱因斯坦

17．     牛顿运动三定律     光子说     万有引力定律     相对论

18．     小于     等于

19．BDE

20．一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价

21．相同点：原理中参考系均指的是惯性系，也即牛顿运动定律在其中成立的参考系，或者是相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系，描述的物理规律对所有惯性系都是等价的；

不同点：伽利略相对性原理中的物理规律指力学规律，仅对低速物体适用；爱因斯坦相对性原理中的物理规律指的是一切物理过程的规律，这里的物理过程也包括光现象在内。

22．(1)由 知:当v=c时,m应是无穷大.随着质量的不断增大,产生加速度的力会随着不断增大.使加速越来越困难.因此一个物体不管怎样加速,它的速度不会等于甚至超过光速.

(2)光没有静止质量.若光有静止质量.当光传播时速度为c,由,它传播时的质量会无穷大,光照射到物体上，如同一质量无穷大的物体以光速砸到被照物体上.后果不堪设想.

23．2.25 kg