高考物理近代物理知识点之相对论简介分类汇编及答案解析(3)
一、选择题
1．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22
3
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 2．为使电子的质量增加到静止质量的两倍，需有多大的速度( )． A ．6.0×108m/s B ．3.0×108m/s C ．2.6×108m/s
D ．1.5×108m/s
3．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 ．0.1
B ．0.2
C ．0.5
D ．0.9
4．下列说法中正确的是________ A ．光的偏振现象证明了光波是纵波 B ．雷达是利用超声波来测定物体位置的设备
C ．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象
D ．考虑相对论效应，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长 5．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 6．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
7．麦克斯书认为：电荷的周围存在电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波。受此启发，爱因斯坦认为：物体的周围存在引力场，当物体加速运动时，会辐射出引力波。爱因斯坦提出引力波的观点，采用了（ ）
A．类比法B．观察法
C．外推法D．控制变量法
8．用相对论的观点判断，下列说法错误的是()
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
9．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
10．一个质量为m的物体，从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的不断增大，下列说法正确的是（）
A．物体的速度越大，它的质量就越小
B．物体的速度越小，它的质量就越大
C．物体的质量与其速度无关
D．随着速度的增大，物体的质量将变大
11．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
12．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13．关于经典力学的适用范围和局限性，下列说法正确的是（）
A．经典力学过时了，应该被量子力学所取代
B．由于超音速飞机的速度太大，其运动不能用经典力学来解释
C．人造卫星的运动不适合用经典力学来描述
D．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述
14．下列说法中正确的是________。
A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低
B．相同频率的机械波和电磁波叠加时也能发生干涉现象
C．雷电时发出的声光从空气传入水中波长均减小
D．高速运动的飞船中测得舷窗的长度比静止在地面上的该飞船中测得的短
15．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
16．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
17．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
18．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
19．普朗克的量子力学相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为（）A．否定了经典力学的绝对时空观
B．揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性
C．打破了经典力学体系的局限性
D．使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界
20．一枚静止时长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
21．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是（）
A．同时的绝对性与同时的相对性
B．运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C．时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D．相对性原理与光速不变原理
22．下列说法中正确的是（）
A ．电磁波具有偏振现象，说明电磁波是纵波
B ．电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波
C ．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，是因为它们都可以在真空中传播
D ．光速不变原理和时间间隔的相对性是狭义相对论的两个基本假设 23．关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是（ ） A ．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律 B ．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律 C ．牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
D ．牛顿物理学和狭义相对论都既适用于高速运动又适用于低速运动规律 24．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指( ) A ．行星、恒星、星系等巨大的物质领域 B ．地球表面上的物质世界 C ．人眼能看到的物质世界
D ．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界
25．一辆轿车在山区的高速公路上以接近光速行驶，穿过众多隧道，已知隧道口为圆形，在将要抵达隧道时，下列说法正确的是（ ） A ．司机观察到的隧道口为椭圆形隧道的总长度变短 B ．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度不变 C ．司机观察到的隧道口为椭圆形，隧道的总长度不变 D ．司机观察到的隧道口为圆形，隧道的总长度变短
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一、选择题 1．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2
Mm
mg G
R =可知
2
2
2186 1.53
g 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
2
2
2GMm 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 。
2．C
解析：C 【解析】
由相对论质速关系式m
v ＝
＝2.6×108m/s ，故选C. 3．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
由题意2
0E 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
00.25
0.50.511
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．
4．C
解析：C 【解析】 【详解】
A. 光的偏振现象证明了光波是横波，选项A 错误；
B. 雷达在工作时，先发射出电磁波，其在向前传播过程中，遇到障碍物后被发射回来，即雷达据其所接收到的反射回来的电磁波情况判断前方物体的情况。即雷达是利用电磁波来工作的，B 错误；
C. 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象，选项C 正确；
D. 考虑相对论效应，根据“尺缩原理”，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短，选项D 错误。
5．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。
6．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．
7．A
解析：A
【解析】
【详解】
爱因斯坦根据麦克斯韦的观点：电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波，提出了物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波的观点，采用了类比法。故A正确。
故选A。
8．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
A．由相对论的观点，时间和空间都是相对的，故A错误，符合题意；
B
．根据时间间隔的相对性：
t?=
可知，时间延缓效应，因此地面上的人看飞
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，故B正确，不符合题意；
C
．根据长度的相对性：l l=，可知，在运动方向上长度缩短，所以在地面上的
人看来，以10 km/s 的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的航天员却感到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些，故C正确，不符合题意；
D．当低速宏观物体时，v＜＜c时，△t≈△t′，l≈l0，可知“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计，故D正确，不符合题意；
故选A。
A时间和空间都是相对的,如果物体的速度接近光速,
有公式
t l l ?==
可得则一个事件的发生时间和物体的长度会发生变化,A错误,
思路分析：本题根据相对论分析,
当物体的速度接近光速时
t l l
?==
,
事件发生的时间和物体的长度都会发生变化
试题点评：本题考查了时间和空间的相对性
9．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．
10．D
解析：D
【解析】
【详解】
根据相对论时空观可知，物体的质量与它的速度有关，当物体的速度很大时，质量也会变得很大，故选项D正确，ABC错误。
故选D。
11．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。
12．D
解析：D
【解析】
【分析】
【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．
【点睛】
红外线的波长比可见光的波长长，银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪；麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在；多普勒效应说明接受者接受到的波的频率发生改变；光速不变是相对论的两个基本假设之一．
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．经典力学在低速宏观物理过程中适用，量子力学不可替代，故A错误；
B．超音速飞机的速度远低于光速，其运动能用经典力学来解释，故B错误；
C．人造卫星的运动速度远低于光速，适合用经典力学来描述，故C错误；
D．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述，故D正确．
14．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
A．红外测温仪根据人体发射红外线的强弱来判断体温高低，选项A正确；
B．机械波和电磁波是不同性质的波，即使频率相同叠加时也不能发生干涉现象，选项B 错误；
C．雷电时发出的声从空气传入水中波速变大，波长变大；光从空气传入水中波速变小，波长变小，选项C错误；
D．高速运动飞船中，沿着速度的方向两点距离才变短，选项D错误。
故选A。
15．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A．调准的摆钟，由北京移至赤道，由于重力加速度变小，根据单摆的周期公式
2
T=可知这个钟的周期增大，钟将变慢，若要重新调准，应减小摆长，故A错误；
B．波传播一个波长的距离所用的时间为一个周期，振动的频率越高，周期
1
T
f
=越短，
所用时间越短，故B错误；
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，故C正确；
D．当增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的1
4
时，从增透膜前后表面的反射光相互抵
消，从而减少了反射，增加了透射，故D错误；故选C。
解析：A
【解析】
【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．
【考点】
光的偏振；光的干涉；相对论；光导纤维
17．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。
18．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。
19．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．普朗克的量子力学相对论的提出并没有否定经典力学的绝对时空观，选项A错误；
B．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大，这是爱因斯坦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，选项B错误；
C．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，它打破了经典力学体系的局限性，选项C错误；
D．普拉克提出的量子理论使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界，选项D正确。
故选D。
20．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。
21．D
解析：D
【解析】
爱因斯坦提出的狭义相对论两条基本假设是：相对性原理与光速不变原理，其他内容均建立在这两点的基础之上；故选D.
22．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A．只有横波才会发生偏振现象，电磁波具有偏振现象，说明电磁波是横波，故A错误；B．波长越长，衍射越明显，电磁波谱中波长最长的是无线电波，故电磁波谱中最容易发生衍射的是无线电波，故B正确；
C．电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播，而机械波的传播需要介质，真空中不传播，故C错误；
D．光速不变原理和相对性原理是狭义相对论的两个基本假设，故D错误。
故选B。
23．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．爱因斯坦创立狭义相对论为的是研究物体在高速运动时所遵循的规律，故A错误，B 正确；
C．牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律，故C错误；
D．经典力学只适用于宏观物体的低速运动，不适用于与高速运动；狭义相对论既适用于高速运动，也适用于低速运动，故D错误；
故选B。
24．D
解析：D
【解析】
根据中学物理中的规定，微观世界通常是指分子、原子等粒子层面的物质世界，而除微观世界以外的物质世界被称为宏观世界．故ABC错误，D正确，故选D.
【点睛】在自然科学中，微观世界通常是指分子、原子等粒子层面的物质世界，而除微观世界以外的物质世界被称为宏观世界．
25．D
解析：D
【解析】
【详解】
根据狭义相对论，在运动方向上长度变短，故隧道长度变短，在垂直运动方向上长度不变，故洞口为圆形；
故选D。