2022 届高中物理二轮复习强化训练——相对论简介 一、选择题（共 15 题） 1．以下说法正确的是（） A．光的偏振现象说明光是一种横波 B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象 C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态无关 D．光导纤维中内层的折射率小于外层的折射率 2．如果真空中的光速为 c=3.0×108 m/s，当一个物体的运动速度为 v1=2.4×108 m/s 时，质量为 3 kg．当它的 速度为 1.8×108 m/s 时，其质量是 （ ） A．2.25 kg B．2.50 kg C．3.00 kg D．2.10 kg 3．以下说法中正确的是（　　） A．红外线的波长比可见光的波长长,银行利用红外线灯鉴别钞票的真伪 B．麦克斯韦提出了电磁场理论,并用实验证实了电磁波的存在 C．多普勒效应说明波源的频率发生改变 D．狭义相对论认为:在惯性系中,不论光源与观察者做怎样的相对运动,光速都是一样的 4．下列说法中正确的是（　　） A．红外线比红光波长短，它的显著作用是热作用 B．紫外线的频率比可见光低，它的显著作用是荧光作用 C．阴极射线来源于核外的自由电子，β 射线来源于原子核内部核衰变得到的电子 D．在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的时钟与他观察到的地球上的时钟走得同样快 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．爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它( A．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性 ) B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说 C．否定了牛顿力学的原理 D．修正了能量、质量互相转化的理论 7．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 1 4 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．美国科学家于 2016 年 2 月 11 日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的 最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的 是 A．牛顿力学完全适用于物体的运动 B．牛顿力学取得了巨大成就，在宏观物体低速运动中是普遍适用的 C．随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论 D．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值 10．设在正负电子对撞机中，电子和正电子以速度 0.90c 相向飞行，它们之间的相对速度为（ A． 0.994c B． 1.8c C． 0.90c ） D． c 11．在狭义相对论中，下列说法正确的是（　　） A．一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速 B．质量、长度、时间的测量结果都不会随物体与观察者的相对运动状态而改变的 C．在一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的 D．惯性系中的观察者观察一个相对他做匀速运动的时钟时，会看到这钟比与他相对静止的相同的时钟走 得快些 12．下列说法正确的是（） A．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的衍射现象 B．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 C．变化的电场周围一定产生变化的磁场 D．可以通过迈克尔孙﹣莫雷实验得出：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的 ） 13．下列关于相对论说法正确的是（ A．狭义相对性原理认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关 C．真空中的光速在不同参考系中都是相同的 D．长度的相对性表明，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时大 14．下面说法正确的是( ) A．在以 1 c 竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比 c 大 1000 B．在以 1 c 竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比 c 小 1000 C．在以 1 c 竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光对地速度为 c 1000 D．在以 1 c 竖直方向升空的火箭上向任一方向发出的光对地速度都为 c 1000 15．关于光学现象，下列说法中正确的有（　　） A．光的偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象 B．雨后的彩虹是由于光透过空气中的小水珠发生了衍射现象 234 C．已知 90 Th 的半衰期为 24 天， 40g 234 90 Th 经过 96 天还剩下 2.5g D．某人在速度为 0.5c 的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5c 二、非选择题 16．一列很长的列车沿平直轨道飞快地匀速行驶，在列车的中点处，某乘客突然按亮电灯，使其发出一道 闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为 c ；站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向 前、向后传播的速度__（选填“相等”或“不等” ) 。车上的乘客认为，电灯的闪光同时到达列车的前、后壁； 地面上的观察者认为电灯的闪光先到达列车的__（选填“前”或“后” ) 壁。 17．在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的时钟与他观察到的地球上的时钟，________上的钟更 快。 18．我们想像这样一幅图景：一列火车以接近光速从观察者身边飞驰而过，火车里的观察者看到沿铁路电 线杆距离_______（填“变大”、“变小”、“不变”），而地面上的观察者看到火车车窗的高度_______（填“变 大”、“变小”、“不变”） ． 19．一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． 20．在静止坐标系中的正立方体边长为 l0，另一坐标系以相对速度 v 平行于正立方体的一边运动。问在后 一坐标系中的观察者测得的立方体的体积是多少？ 21．查阅资料，了解时空弯曲的天文学依据，写一篇相关的科技报道，在班组会上交流。 22．地面上的人认为，以接近光速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，为什么？ m 23．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 m0 1 v2 .请讨论: c2 (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?参考答案： 1．A 【详解】 A．光的偏振现象说明光是一种横波，选项 A 正确； B．雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象，选项 B 错误； C．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，选项 C 错误； D．光导纤维中内层的折射率大于外层的折射率，选项 D 错误； 故选 A． 2．A 【详解】 m 根据爱因斯坦相对论的公式： 2 m0 2 �v � 1  � � 可知， �c � m1  m0 2 �v � 1  �1 � ，所以： �c � 2 �v � �2.4 � m0  m1 1  �1 �  3 � 1  � �  1.8kg ；当它的速度为 v2  1.8 �108 m / s 时，质量为： �c � �3 � m2  m0 2 �v � 1  �2 � �c �  1.8 2 1.8 � � 1 � � �3 �  2.25kg ，选 A. 3．D 【详解】 （1）红外线的波长比可见光的波长长，但银行是利用紫外线灯鉴别钞票的真伪；故 A 错误； （2）麦克斯韦 1860 年提出了电磁场理论，一直到 1888 年赫兹才用实验证实了电磁波的存在；故 B 错误； （3）多普勒效应是接收者接收到的波的频率发生改变，而波源本身的频率并未改变．故 C 错误； D、狭义相对论认为：在惯性系中，不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，故 D 正确． 故本题选 D． 4．C 【详解】 A．红外线比红光波长长，它的显著作用是热作用，选项 A 错误； B．紫外线的频率比可见光高，它的显著作用是荧光作用，选项 B 错误； C．阴极射线来源于核外的自由电子，β 射线来源于原子核内部核衰变时中子转化为质子时放出的电子，选 项 C 正确； D．根据钟慢效应，宇宙飞船相对于地球高速运动的过程中，飞船的人观察飞船是不运动的，而地球是高 速运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，正常走时，而地球上的钟变慢了，故 D 错误。 故选 C。 5．D 【详解】 A．英国物理学家卡文迪许用实验的方法准确测出了万有引力常量 G 的数值，A 错误； B．海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”，B 错误； C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学并没有否定经典物理学，C 错误； 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，得出了开普 勒三定律，D 正确。 故选 D。 6．A 【详解】 A．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大，这是狭义相对论的几个重要的效应，揭示了时 间、空间并非绝对不变的属性，A 正确； B．爱因斯坦相对论借鉴法国科学家拉瓦锡的学说，但“借鉴”不等于“革命”，故 B 错误； C．直接说“否定了牛顿力学的原理”是没有一分为二的认识，爱因斯坦相对论解释了经典牛顿力学不能解释 的高速、微观范围，但狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体 系，指出它们都服从狭义相对性原理，即没有否定牛顿力学的原理，C 错误； D．狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律并提示了质量与能量相当，修正了能量、质量互相转