人教版物理高二选修3-4 15.2 时间和空间的相对性同步练习
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第 1 页 共 9 页 人教版物理高二选修3-4 15.2 时间和空间的相对性同步练习
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、
单选题 (共15题；共36分)
1.
（2分）
已知电子的静止能量为0.511 MeV，若电子的动能为0.25 MeV，则它所增加的质量Δm与静止质量m0的比值近似为（ ）
A . 0.1
B . 0.2
C . 0.5
D . 0.9
2. （2分） 假设一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，若都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大（ ）
A . 摩托车
B . 有轨电车
C . 两者都增加
D . 都不增加
3. （3分） 下列说法正确的是（ ）
A . 在以 的速度沿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
B . 在以 的速度沿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
C . 在以 的速度沿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
D . 在以 的速度沿竖直方向升空的火箭上沿任一方向发出的光，对地速度都为c
4. （2分） 回旋加速器给带电粒子加速时，不能把粒子的速度无限制地增大，其原因是（ ）
第 2 页 共 9 页 A .
加速器功率有限，不能提供足够大的能量
B .
加速器内无法产生磁感强度足够大的磁场
C .
加速器内无法产生电场强度足够大的电场
D .
速度增大使粒子质量增大，粒子运行的周期与交变电压不再同步，无法再加速
5.
（3分） 一个物体静止时质量为 ，能量为 ；速度为
时，质量为
，能量为 ，动能为 ，下列说法正确的是（ ）
A . 物体速度为 时能量
B . 物体速度为 时动能
C . 物体速度为 时动能
D . 物体速度为 时动能
6. （2分） 根据爱因斯坦质能方程，以下说法错误的是（ ）
A . 任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等
B . 太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小
C . 虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的
D . 若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大
7. （2分） 关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是（ ）
A . 它们之间没有任何联系
B . 有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了
C . 狭义相对论能够解决时空弯曲问题
D . 为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论
第 3 页 共 9 页 8. （3分） 关于非惯性系，下列说法正确的是（ ）
A . 匀速运动的参考系是非惯性系
B . 变速运动的参考系是非惯性系
C . 牛顿定律在非惯性系中不再成立
D . 牛顿定律在非惯性系中仍然成立
9. （3分） 关于牛顿力学的适用范围，下列说法正确的是（ ）
A . 适用于宏观物体
B . 适用于微观物体
C . 适用于高速运动的物体
D . 适用于低速运动的物体
10. （2分） 对相对论的基本认识,下列说法正确的是（ ）
A . 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
B . 爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量
C . 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
D . 我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上长度变短了
11. （3分） 下列说法中正确的是（ ）
A . 万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释
B . 电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释
C . 狭义相对论是惯性参考系之间的理论
D . 万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架
12. （2分） 科学家通过对星系光谱的研究发现，所有的星系都在远离我们而去，宇宙中星系间的距离在不断
第 4 页 共 9 页 扩大，这说明（ ）
A . 宇宙处在不断的膨胀中
B . 银河系是一个庞大的天体系统
C . 太阳是太阳系的中心天体
D . 太阳和太阳系最终也会走向“死亡”
13. （3分） 以下说法中，错误的是（ ）
A . 矮星表面的引力很强
B . 在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些
C . 在引力场越弱的地方，物体长度越长
D . 在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移
14. （2分） 以下说法中正确的是（ ）
A . 经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的
B . 经典物理规律也适用于高速运动的物体
C . 力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的
D . 力学规律在任何惯性系里都是等价的
15. （2分） (2020·扬州模拟) 下列说法正确的是（ ）
A . 单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零
B . 有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象
C . 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
D . 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大
二、 填空题 (共5题；共12分)
第 5 页 共 9 页 16.
（7分）
广义相对性原理：在________中，物理规律都是________的．
等效原理：一个________引力场与一个________的参考系等价．
广义相对论的几个结论：①物质的________使光线弯曲．②引力场的存在使空间不同位置的________出现差别，引力场________，时间进程越慢．
17. （1分）
设有甲、乙两人，甲以2 m/s的速度向东行走，乙以1.5 m/s的速度向西行走，求甲相对乙的速度大小为________.
18. （1分） 20世纪初，著名的物理学家爱因斯坦建立了________，使人们对时空观的认识产生了根本性的变革.
19. （1分） 当物体的速度v＝0.9c（c为光速）时，物体的质量增大到原质量的________倍.
20. （2分） (2016·南京模拟) 如图所示，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u（u接近光速c）远离地球，飞船发出频率为 的单色光．地面上的人接收到光的频率________（选填“大于 ”、“等于”或“小于”）
，看到宇宙飞船宽度________（选填“大于 ” 、“等于”或“小于”）l．
三、 解答题 (共5题；共29分)
21. （5分） 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．
22. （5分） 电子的静止质量m0＝9.11×10－31kg，经电压加速后速率为0.94c ， 求电子的相对论质量．
23. （9分） (2016·江苏) B.[选修3-4]
（1）
一艘太空飞船静止时的长度为30m，他以0.6c（c为光速）的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的
第 6 页 共 9 页 是_____.
A .
飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m
B . 地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m
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
（2）
杨氏干涉实验证明光的确是一种波，一束单色光投射在两条相距很近的狭缝上，两狭缝就成了两个广元，它们发出的光波满足干涉的必要条件，则两列光的________相同.如图所示，在这两列光波相遇的区域中，实线表示波峰，虚线表示波谷，如果放置光屏，在________（选填“A”、“B”或“C”）点会出现暗条纹.
（3）
在上述杨氏干涉试验中，若单色光的波长λ=5.89×10-7m，双缝间的距离d=1mm，双缝到屏的距离 l =2m.求第1个亮光条到第11个亮条纹的中心
24. （5分） 21世纪，宇航员要在空间站中长期生活，为了克服失重带来的不利影响，有一种设计中的空间站看起来像个大车轮，它绕轴自转，其上各点都有一个指向转动轴的向心加速度，以空间站为参考系，与它一起旋转的物体都受到一个背离转动轴的惯性力，这样就人为造出一个重力，若空间站半径是50 m，为了使边缘处的自由落体加速度与地球表面相同，空间站每分钟应转多少转？如果半径是100 m呢？
25. （5分） 如果总能量是静能的k倍，求该粒子的速度.
第 7 页 共 9 页 参考答案
一、
单选题 (共15题；共36分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
14-1、
15-1、
第 8 页 共 9 页 二、
填空题 (共5题；共12分)
16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
三、 解答题 (共5题；共29分)
21-1、
22-1、
