滬科版（2020）必修第二冊第二節(jié) 相對論初步一課一練

這是一份滬科版（2020）必修第二冊第二節(jié) 相對論初步一課一練，共8頁。試卷主要包含了單選題，多選題，解答題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
2022—2023學(xué)年高一教科版（2019）必修第二冊 第五章     經(jīng)典力學(xué)的局限性與相對論初步 第六章     單元檢測卷3（含解析）一、單選題（共35分）1．下列說法正確的是（　?。?/span>A．牛頓對引力常量G進行了準確測定，并于1687年發(fā)表在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中B．牛頓做了月地檢驗，證明了地面上物體所受引力和天體間引力遵循相同的規(guī)律C．桿靜止時的長度為l0，不管桿如何運動，桿的長度均小于l0D．經(jīng)典力學(xué)適用于微觀高速運動的物體2．下列關(guān)于恒星體積大小由大至小排列正確的是（　　）A．白矮星 超巨星 巨星 中子星 B．中子星 白矮星 超巨星 巨星C．超巨星 巨星 白矮星 中子星 D．超巨星 巨星 中子星 白矮星3．下列說法正確的是（　?。?/span>A．橡膠棒和毛皮摩擦后，毛皮帶負電荷B．避雷針是利用尖端放電將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地使建筑物避免雷擊C．牛頓進行了“月地檢驗”，他比較了月球表面上物體的重力加速度和地球表面物體的重力加速度D．物體在接近光速運動時，仍然遵從牛頓運動定律4．經(jīng)典力學(xué)有一定的局限性。當物體以下列速度運動時，經(jīng)典力學(xué)不再適用的是（　?。?/span>A． B．C． D．5．下面關(guān)于科學(xué)家做的貢獻，說法正確的是（　?。?/span>A．牛頓通過扭秤實驗測出了萬有引力常量B．卡文迪什被稱為“第一個稱量地球質(zhì)量的人”C．愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了相對論并成功推翻牛頓力學(xué)體系D．開普勒獨立觀測了行星數(shù)據(jù)并總結(jié)出了開普勒三大定律6．在物理理論建立的過程中，有許多偉大的科學(xué)家做出了貢獻。下列關(guān)于科學(xué)家和物理規(guī)律說法正確的是（       ）A．牛頓的萬有引力定律僅適用于天體之間B．開普勒發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律C．相對論時空觀表明牛頓力學(xué)已不再適用D．牛頓通過實驗測出了萬有引力常量，證實了萬有引力定律的存在7．相對論已成為迄今人們認知并描述高速世界的最好理論工具。創(chuàng)建相對論的科學(xué)家是（　?。?/span>A．牛頓 B．伽利略 C．開普勒 D．愛因斯坦二、多選題（共25分）8．下列說法正確的是（　?。?/span>A．相對論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論B．狹義相對論只適用于慣性參考系C．肥皂泡呈現(xiàn)的彩色是光的干涉現(xiàn)象，露珠呈現(xiàn)的彩色是光的色散現(xiàn)象，通過狹縫看太陽光呈現(xiàn)的彩色是光的衍射現(xiàn)象D．光纖通信、全息照相及醫(yī)用纖維式內(nèi)窺鏡都是利用了光的全反射原理9．“如果說我比別人（笛卡爾）看得更遠些，那是因為我站在了巨人的肩上。”這是人們熟知的牛頓的名言，常理解為這是牛頓的謙遜，也有人說這是牛頓對身材矮小、相貌丑陋的胡克的諷刺。但牛頓在前人或同時代其他科學(xué)家研究成果的基礎(chǔ)上建立牛頓運動定律，發(fā)現(xiàn)萬有引力定律卻是不爭的事實。牛頓運動定律雖然撐起了經(jīng)典物理大廈，大大推進了人類文明進程，但它也不是萬能的。對牛頓定律不適用的現(xiàn)象，有以愛因斯坦相對論為基礎(chǔ)建立的相對論，有以普朗克、愛因斯坦的量子理論為基礎(chǔ)建立的量子理論，在物理世界里也是“江山代有才人出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年。”（清?趙翼）關(guān)于牛頓運動定律的適用范圍，下列說法正確的是（　?。?/span>A．適用于一切參考系中的力學(xué)現(xiàn)象B．適用于宏觀物體的低速運動C．不適用于微觀粒子的運動D．適用于宏觀物體速度接近光速的運動現(xiàn)象10．按照愛因斯坦的廣義相對論，下列說法中正確的是（　　）A．天體之間的引力作用是時空彎曲的表現(xiàn)B．光線經(jīng)過太陽附近時會發(fā)生彎曲C．氫原子發(fā)射的光從太陽傳播到地球時，它的頻率要比地球上氫原子發(fā)射的光的頻率低D．光在真空中任何情況下都是沿直線傳播的11．假設(shè)一列100m長的火車以接近光速的速度穿過一根100m長的隧道，它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的，下列關(guān)于看到的現(xiàn)象判斷正確的是(   )A．相對隧道靜止的觀察者會看到，火車變短，在某些位置上，隧道能完全遮住它B．相對隧道靜止的觀察者會看到，隧道變短，在某些位置上，火車從隧道的兩端伸出來C．相對火車靜止的觀察者會看到，火車變短，在某些位置上，隧道能完全遮住它D．相對火車靜止的觀察者會看到，隧道變短，在某些位置上，火車從隧道的兩端伸出來12．以下說法中正確的是（　?。?/span>A．在同一種玻璃中，頻率越大的光速度越小B．麥克斯韋用實驗證實了電磁波的存在C．交警通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)D．狹義相對論認為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的三、解答題（共40分）13．查閱資料，了解典型的恒星演化過程，并與同學(xué)們交流。14．也許你會疑惑，為什么在日常生活中未發(fā)現(xiàn)長度收縮、時間延緩或質(zhì)量隨速度增大而增加的現(xiàn)象。請你從長度收縮公式和質(zhì)速關(guān)系式出發(fā)，探索牛頓運動定律在宏觀低速世界的合理性。15．簡述愛因斯坦在狹義相對論中提出的兩個基本假設(shè)。16．當在透明介質(zhì)里穿行的帶電粒子的速度超過那里的光速時，會發(fā)出一種特殊的輻射，叫做切倫科夫輻射。查閱資料，簡述切倫科夫輻射。
參考答案1．B【解析】【詳解】A．引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，但引力常量是卡文迪許測出來的，故A錯誤；B．為了驗證地面上的重力與地球吸引月球、太陽吸引行星的力是同一性質(zhì)的力，遵守同樣的規(guī)律，牛頓做過著名的“月—地” 檢驗。基本想法是：如果重力和星體間的引力是同一性質(zhì)的力，那么月球繞地球做近似圓周運動的向心加速度就應(yīng)該是地面重力加速度的，因為月心到地心的距離是地球半徑的60倍，牛頓通過計算證明他的想法是正確的，故B正確；C．根據(jù)相對論，當一根沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度??；當桿運動的方向與桿垂直時，桿的長度不發(fā)生變化，故C錯誤；D．經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速運動的物體，故D錯誤。故選B。2．C【解析】【詳解】超巨星的體積非常大，它的半徑通常是太陽的倍，甚至超過太陽的倍；巨星的體積很大，它的半徑通常是太陽的倍；白矮星是體積小，亮度低，但質(zhì)量大，密度極高；中子星體積很小，質(zhì)量卻很大，它們的體積大小由大至小依次為：超巨星、巨星、白矮星、中子星，C正確，ABD錯誤；故選C。3．B【解析】【詳解】A．橡膠棒和毛皮摩擦后，橡膠棒帶負電荷，毛皮帶正電荷，故A錯誤；B．避雷針是利用尖端放電放電將云層中積聚的電荷導(dǎo)入大地，故B正確；C．“月地檢驗”比較的是月球公轉(zhuǎn)的向心加速度和地球表面上物體的重力加速度，故C錯誤；D．牛頓運動定律只適用于宏觀低速物體，接近光速時不適用，故D錯誤。故選B。4．D【解析】【詳解】經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速運動的物體，對微觀、高速（接近光速）運動的物體不再適用，故ABC錯誤，D正確。故選D。5．B【解析】【詳解】AB．卡文迪什通過扭秤實驗測出了萬有引力常量，被稱為“第一個稱量地球質(zhì)量的人”，故A錯誤，B正確；C．以牛頓運動定律和萬有引力定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速、弱引力的領(lǐng)域，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的相對論并沒有推翻牛頓力學(xué)體系，只是說明牛頓力學(xué)體系不適用于微觀、高速領(lǐng)域，故C錯誤；D．開普勒通過研究他的老師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)，總結(jié)出了開普勒三大定律，故D錯誤。故選B。6．B【解析】【詳解】A．牛頓的萬有引力定律適用于可看成質(zhì)點的兩個物體之間，故A錯誤；B． 開普勒利用第谷長期觀測的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律，故B正確；C．相對論時空觀并沒有推翻牛頓力學(xué)，只是表明牛頓力學(xué)具有一定的局限性，故C錯誤；D．卡文迪許通過實驗測出了萬有引力常量，故D錯誤。故選B。7．D【解析】【詳解】愛因斯坦在1905年5月，提出狹義相對論，1916年3月，完成總結(jié)性論文《廣義相對論的基礎(chǔ)》，故D正確，ABC錯誤。8．BC【解析】【分析】【詳解】A．相對論與量子力學(xué)并不否定經(jīng)典力學(xué)理論，后者是前者在一定條件下的特殊情形，A錯誤；B．根據(jù)狹義相對論的基本假設(shè)可知，B正確；C．根據(jù)光現(xiàn)象的成因知，C正確；D．全息照相不是利用光的全反射原理，而是利用光的干涉原理，D錯誤。故選BC。9．BC【解析】【詳解】A．牛頓運動定律適用于慣性參考系中的力學(xué)現(xiàn)象。故A錯誤；BD．牛頓運動定律適用于宏觀物體的低速運動。故B正確；D錯誤；C．牛頓運動定律不適用于微觀粒子的運動。故C正確。故選BC。10．ABC【解析】【詳解】A．根據(jù)廣義相對論，天體之間的引力作用是時空彎曲的表現(xiàn)，故A正確；BD．根據(jù)廣義相對論，物質(zhì)的引力能夠使光線彎曲，故B正確，D錯誤；C．根據(jù)廣義相對論，引力場的存在使得空間不同位置的時間進程出現(xiàn)差別，太陽上氫原子發(fā)射的光的頻率比地球上氫原子發(fā)射的光的頻率低，故C正確。故選ABC。11．AD【解析】【詳解】AB．相對于隧道靜止的觀察者看到火車在運動，所以火車比隧道短，在某些位置火車會完全處在隧道內(nèi)部，A正確，B錯誤；CD．相對火車靜止的觀察者會看到隧道在運動，所以隧道比火車短，在某些位置火車兩端都伸出隧道，C錯誤，D正確。故選AD。12．ACD【解析】【詳解】A．在同一種玻璃中，頻率越大的光折射率越大，由可知光的傳播速度越小，故A正確；B．麥克斯韋理論上提出了電磁波，赫茲用實驗證實了電磁波的存在， 故B錯誤；C．交警通過發(fā)射超聲波測量車速是利用了波的多普勒效應(yīng)，故C正確；D．狹義相對論認為在不同的慣性參考系中一切物理規(guī)律都是相同的，故D正確。故選ACD。13．見解析【解析】【分析】【詳解】星系碰撞造成的星云壓縮和擾動也可能形成大量恒星，成年期時形成主序星，中年期時形成紅巨星，超巨星。晚年到死亡以三種可能的冷態(tài)之一為終結(jié):白矮星，中子星，黑洞。14．見解析【解析】【分析】【詳解】根據(jù)長度的相對性：，一條沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度??；時間間隔的相對性：．時間有延緩效應(yīng)；當物體運動的速度v＜＜c，“時間膨脹”和“長度收縮”效果可忽略不計，質(zhì)量時間可認為不變，牛頓運動具有合理性。15．見解析【解析】【分析】【詳解】兩個基本假設(shè)為：狹義相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。光速不變原理：真空中的光速在不同慣性系中是相同的。16．見解析【解析】【詳解】當運動的帶電粒子速度超越了光在同種介質(zhì)中的速度時，會產(chǎn)生一種特殊的發(fā)光現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫光爆，因為首先是由切倫科夫發(fā)現(xiàn)的選項，也叫切倫科夫輻射；所謂的光爆，簡單的來說，就是粒子的速度超過光速時產(chǎn)生的效應(yīng)。當運動的帶電粒子的速度超越光在這種介質(zhì)中的速度時，會產(chǎn)生一種特殊的發(fā)光現(xiàn)象，在真空中無法做到。但在介質(zhì)中光的相速度和群速度都會降低，所以運動的帶電粒子速度超越光在這種介質(zhì)中的相速度是可以做到的。這一現(xiàn)象常見于核反應(yīng)堆的冷卻水中，可以用肉眼看到到淡淡的藍光。這種現(xiàn)象就是所謂的光爆，其原理與音爆類似。真空中光速的不可突破限制住了光爆試驗的可能，但液體中的光爆現(xiàn)象卻早已被發(fā)現(xiàn)。1934年切倫科夫發(fā)現(xiàn)，超過光在透明介質(zhì)中的傳播速度的粒子(在2.25×108米/秒與3×108米/秒之間)，在透明介質(zhì)中穿行時會發(fā)出一種淡藍色的微弱可見光，即光爆現(xiàn)象，并因此在1958年獲得諾貝爾獎。