高考物理近代物理知识点之相对论简介分类汇编附答案解析(7)

高考物理近代物理知识点之相对论简介分类汇编附答案解析(7)
一、选择题
1．下列说法中正确的是 ( )．
A．经典力学适用于任何情况下的任何物体
B．狭义相对论否定了经典力学
C．量子力学能够描述微观粒子运动的规律
D．万有引力定律也适用于强相互作用力
2．如图所示，参考系B相对于参考系A以速度v沿x轴正向运动，固定在参考系A中的点光源S射出一束单色光，光速为c，则在参考系B中接受到的光的情况是__________；
A．光速小于c，频率不变，波长变短B．光速小于c，频率变小，波长变长
C．光速等于c，频率不变，波长不变D．光速等于c，频率变小，波长变长
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．已知电子的静止能量为0.511MeV，若电子的动能为0.25MeV，则它所增加的质量m
与静止质量0m的比值近似为（）
A．0.1B．0.2
C．0.5D．0.9
6．牛顿把天体运动与地上物体的运动统一起来，创立了经典力学。

随着近代物理学的发展，科学实验发现了许多经典力学无法解释的事实，关于经典力学的局限性，下列说法正确的是
A．火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理
B．由于经典力学有局限性，所以一般力学问题都用相对论来解决
C．经典力学适用于宏观、低速运动的物体
D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体
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．下列关于经典力学和相对论的说法，正确的是()
A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系
D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
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．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
11．关于相对论的下列说法中，正确的是（）
A．宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论计算它的运动轨道
B．电磁波的传播速度为光速
C．相对论彻底否定了牛顿力学
D．在微观现象中，相对论效应不明显
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．如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为()
A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c
14．一枚静止时长30m的火箭以1.5×108m/s的速度从观察者的身边掠过，已知光速为
3×108m/s，观察者测得火箭的长度约为（）
A．30m B．15m C．34m D．26m
15．某实验小组的同学为了研究相对论的知识，取了三个完全相同的机械表，该小组的同学将机械表甲放在一辆高速行驶的动车上，机械表乙放在高速转动的圆盘上，转盘的向心加速度约为地球表面重力加速度的200倍，机械表丙放在密度极大的中子星附近。

对这三
个机械表的运行，下列说法正确的是（ ）
A ．甲、乙丙三个机械表都明显走慢
B ．机械表乙和丙明显走慢，而机械表甲没有明显的变化
C ．三个机械表始终一样
D ．由于机械表丙受到中子星强大的引力，因此仅机械表丙明显走慢
16．与相对论有关的问题，下列说法正确的是（ ）
A ．火箭内有一时钟，当火箭高速运动后，此火箭内观察者发现时钟变慢了
B ．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的
C ．一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度要长些
D ．高速运动物体的质量会变小
17．有兄弟两人，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，该现象的科学解释是( )
A ．哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了
B ．弟弟思念哥哥而加速生长了
C ．由相对论可知，物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢
D ．这是神话，科学无法解释
18．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223
倍
C ．该行星与“Gliese5581
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
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越过地球，下列说法正确的是
A ．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m
B ．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m
C ．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c
D ．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c
20．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．
21．甲、乙、丙是三个完全相同的时钟，甲放在地球上，乙、丙分别放在两个高速运动的火箭上，以速度v乙和v丙朝同一方向远离地球飞行，v乙<v丙．地面上的观察者看
A．甲时钟走得最慢B．乙时钟走得最慢
C．丙时钟走得最慢D．甲、乙、丙时钟快慢一样
22．下列关于牛顿经典力学和爱因斯坦相对论中说法正确的是（）
A．不论宏观物体，还是微观粒子，经典力学和相对论都适用
B．爱因斯坦相对论无论是宏观低速还是微观高速运动的物体都适用
C．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论是不一致的
D．随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论
23．下列说法正确的是（）
A．单缝衍射实验中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越明显
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
C．机械波传播过程中，某质点在一个周期内向前移动一个波长的距离
D．地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变快了
24．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
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．C
解析：C
【解析】
经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况，A是错误的；狭义相对论没有否定经典力学，在宏观低速情况下，相对论的结论与经典力学没有区别，B是错误的；量子力学正确地描述了微观粒子运动的规律性，C是正确的；万有引力定律只适用于弱相互作用力，而对于强相互作用力是不适用的，D是错误的．
2．D
解析：D
【解析】
【详解】
根据相对论光速不变原理可知，在参考系B中接受到的光的速度等于c，由于B相对A的
距离增大，产生多普勒效应，则知在参考系B中接受到的光的频率变小，波长
c
f
λ=，波
长变长，故D正确，ABC错误。

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．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
由题意20E m c =得：
261900.51110 1.610J E m c -==⨯⨯⨯①
由2E mc ∆=∆得：
26190.2510 1.610J E mc -∆=∆=⨯⨯⨯② 由②①
得 00.250.50.511
m m ∆=≈ A. 0.1与计算结果0.5不相符，故A 不符合题意；
B. 0.2计算结果0.5不相符，故B 不符合题意；
C. 0.5计算结果0.5相符，故C 符合题意；
D. 0.9计算结果0.5不相符，故D 不符合题意．
6．C
解析：C
【解析】A 、火车提速后的速度仍然远小于光速,有关速度问题仍然能用经典力学来处理.故A 错误;
B 、相对论并没有否定经典力学,而是在其基础上发展起来的,有各自成立范围;经典力学是狭义相对论在低速v c 条件下的近似,因此经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论
的特例,故B 错误;
C 、经典力学适用于宏观、低速运动的物体,不仅仅适用于像地球和太阳那样大的宏观物体,象乒乓球、篮球、飞鸟等也可以使用.所以C 选项是正确的,
D 错误.
综上所述本题答案是：C 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．D
解析：D
【解析】
经典力学和相对论应用条件不同，没有矛盾，D对；
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】
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；
11．B
解析：B
【解析】
【详解】
A．宇宙飞船的运动速度虽然很大，但是远小于光速，没必要用相对论计算它的运动轨道，选项A错误；
B．电磁波的传播速度为光速，选项B正确；
C．牛顿力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似，所以相对论没有彻底否定牛顿力学，故C错误。

D．在微观现象中，因微观粒子的速度一般都很大，则相对论效应表现很明显，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．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变．所以壮壮观测到该光束的传播速度为c，所以ABC错误，D正确．14．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
根据狭义相对论得火箭上的人测得火箭的长度为30m，根据长度的相对性
=
L L
代入解得观察者测得火箭的长度
L≈
26m
故ABC错误，D正确。

故选D。

15．B
解析：B
【解析】
【详解】
AC．动车的速度相对光速而言很小，机械表变慢不明显，AC错误；
BD．机械表乙有很大的加速度，机械表丙受强引力作用，都明显变慢，B正确，D错误。

故选B。

16．B
解析：B
【解析】
【详解】
A．当火箭高速运动后，火箭内观察者相对于时钟的速度仍然是0，所以发现时钟的快慢不
变，故选项A 错误；
B ．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的，故选项B 正确；
C ．根据尺缩效应，沿尺子长度方向运动的尺子长度比静止的尺子长度短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点，故选项C 错误；
D ．高速运动物体的质量是会变大的，所以牛顿运动定律不适合高速运动的物体，故选项D 错误。

故选B 。

17．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
上述故事反映的是爱因斯坦的相对论，爱因斯坦是20世纪伟大的科学家之一，提出相对论，揭示了空间、时间的辩证关系．根据爱因斯坦的相对论，物体高速运动时，运动物体的尺寸变短了，时针变慢了，因此运用爱因斯坦的相对论，可以解释题目中的现象，即物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢．故选C ．
18．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2Mm mg G R
=可知 2
22186 1.53g 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
222GMm 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 。

19．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
根据狭义相对论可知，沿相对运动方向的长度缩短，所以地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m ，飞船上的人测量飞船的长度等于30m ，所以A 错误；B 正确；根据光速不变原理，飞船上和地球上测量光的速度都等于c ，故C 、D 错误．
20．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；
21．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；
甲时钟放在地面上，在地面上的人看来，甲钟没有变化．乙、丙两钟放在两个火箭上，根据爱因斯坦相对论可知，乙、丙变慢，由于v v <乙丙，丙钟比乙钟更慢，所以甲钟最快，丙钟最慢，C 正确．
22．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．经典力学只适用宏观世界，低速运动。

相对论在任何情况都适用，故A错误，B正确；
C．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论是一致的，故C错误；D．经典力学有其自身的局限性和适用范围，但对于低速宏观物体的运动，经典力学仍然适用，并仍将在它适用范围内大放异彩，故D错误。

故选B。

23．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A．单缝衍射中，缝越宽，条纹越亮，衍射现象越不明显，故A错误；
B．光纤通信，医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理，故B正确；
C．波在一个周期内向前传播的距离等于波长，并质点不会随波迁移，故C错误；
D．根据狭义相对论的钟慢效应可知，在地面上的观测者看来，接近光速飞行的飞船中时钟会变慢，故D错误；
故选B。

24．C
解析：C
【解析】
【分析】
【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。

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．。