【課后同步練習(xí)】高一 必修2 課時(shí)7.5 相對論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性

第七章萬有引力與宇宙航行第5節(jié)相對論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性．1905年愛斯坦提出了狹義相對論，狹義相對論的出發(fā)點(diǎn)是以兩條基假為前提的，這兩條基本假設(shè)是（）A同時(shí)的絕對性與同時(shí)的相對性B運(yùn)動的時(shí)鐘變慢與運(yùn)動的尺子縮短C．間間隔的絕對性與空間距離的絕對性D．對原理與光速不變原理【答案D【解析】愛因斯坦提出的狹義相對論兩條基本假設(shè)是：相對性原理與光速不變原理，其他內(nèi)容均立在這兩點(diǎn)的基礎(chǔ)之上；故選D。．假設(shè)地面上有一列火車以接近光速的速度運(yùn)行，其內(nèi)站立著一個(gè)中等身材的人，在路旁的人觀察車?yán)锏娜?，觀察的結(jié)果是（）A這個(gè)人是一個(gè)矮胖子B這個(gè)人是一個(gè)瘦高個(gè)子C．個(gè)人矮但不胖D．個(gè)瘦但不高【答案D【解析】由l＝l

2可路旁的人觀察列車?yán)锏娜?，在運(yùn)動方向上變短，好像人變瘦了．但垂c2直運(yùn)動方向的長度，即身高不變，故D選項(xiàng)正。．以下說法正確的是A經(jīng)典力學(xué)理論普遍適用，大到天體，小到微觀粒子B相對論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論C．經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨運(yùn)動狀態(tài)而改變D．典學(xué)理論具有一定的局限性【答案D【解析A經(jīng)典力學(xué)理論適應(yīng)于宏觀物體，不適應(yīng)微觀粒子，選項(xiàng)A誤；B相對論并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，而是在基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，有各自成立范圍，B錯。C在

相對論中，物體的質(zhì)量隨運(yùn)動狀態(tài)而改變經(jīng)力學(xué)中物體的質(zhì)量與運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)故C誤。D．典學(xué)理論具有一定的局限性，對高速微觀粒子不適用，選項(xiàng)D正。．對相對論的基本認(rèn)識，下列說法正確的是A相對論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的B愛因斯坦通過質(zhì)能方程闡明了質(zhì)量就是能量C．高速運(yùn)動的飛船中的宇航員會發(fā)現(xiàn)飛船中的鐘走得比地球上快D．們現(xiàn)豎直向上高速運(yùn)動的球在水平方向上變扁了【答案A【解析A相對論認(rèn)為：真空中的光速在不同的慣性系中都是相同的，故A正．B由mc

可知質(zhì)與能量相互聯(lián)系但量與能量是兩個(gè)不同的物理量，不能說質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量，故B錯誤；C．高速運(yùn)動的飛船中的宇航員會發(fā)現(xiàn)飛船中的鐘走得比地球上慢．故C錯；D．們現(xiàn)豎直向上高速運(yùn)動的球，水平方向上沒有變化，豎直方向變短了，故D誤；故選A．．以下關(guān)于相對論的說法，正確的是A觀察者與光源相向運(yùn)動時(shí)，觀測到的光速大于8B在不同的慣性系中觀測同一物體，尺寸都相同C．于同一個(gè)物理過程經(jīng)歷的時(shí)間，在任何慣性系中觀測結(jié)果都相同D．物相對某一慣性系高速運(yùn)動時(shí)，其質(zhì)量的觀測值與速度大小有關(guān)【答案D【解析】根據(jù)狹義相對論，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者運(yùn)動無關(guān)，故A錯；在不同的慣性系中測量同一物體的長度，測量值是不的，B錯；對于同一個(gè)物理過程經(jīng)歷的時(shí)間，在不同慣性系中觀測結(jié)果是不相同的，選項(xiàng)C錯誤；當(dāng)物體相對某一慣性系高速運(yùn)動時(shí)，其質(zhì)量的觀測值與速度大小有關(guān)，選項(xiàng)D正；故選。．有兩只對準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)鐘，一只留在地面上，另一只放在高速飛行的飛船上，則下列法正確的是（）A飛船上的人看到自己的鐘比地面上的鐘走得慢B地面上的人看到自己的鐘比飛船上的鐘走得慢C．面上的人看到自己的鐘比飛船上的鐘走得快

D．為兩只對準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)鐘，所以兩鐘走時(shí)快慢相同【答案C【解析】根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，得到運(yùn)動延遲的效應(yīng)；故地面上的人看到飛船上的鈡變了，飛船上的人以自己為參考系，認(rèn)為地球在高速運(yùn)動，故看到地球上的鐘變慢了C正確．如所示，一根10m長梭鏢以相對論速度穿過一根m長管子它的長度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測量的，以下哪種敘述最好地描述了梭鏢穿過管子的情況（）A梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來C．者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢D．有些都與觀察者的運(yùn)動情況有關(guān)【答案D【解析】如果你是在相對于管子靜止的參考系中觀察運(yùn)動著的梭鏢，那么梭鏢看起來就比管子，在某些位置梭鏢會完全處在管子內(nèi)部．然而當(dāng)你和梭鏢一起運(yùn)動時(shí)，你看到的管子就縮短了，以在某些位置，你可以看到梭鏢兩端都伸出管子．假如你在梭鏢和管子之間運(yùn)動，運(yùn)動的速度是梭鏢運(yùn)動的方向上，而大小是其一半，那么梭鏢和管子都相對于你運(yùn)動，且速度的大小一樣；你到這兩樣?xùn)|西都縮短了，且縮短的量相同，所以你看到的一切都是相對的，依賴于你的參考系．A梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它，與結(jié)論不相符A錯；B管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來，與結(jié)論不相符誤；C．者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢，與結(jié)論不相符C錯；D．有些都與觀察者的運(yùn)動情況有關(guān)，與結(jié)論相符D正確故選。．物理學(xué)發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動了人類文明的進(jìn)程．在對以幾位物理學(xué)家所做科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中，正確的說法是（）A英國物理學(xué)家卡文迪許用實(shí)驗(yàn)的方法測出引力常量GB牛頓通過計(jì)算首先發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星C．因斯坦建立了相對論，相對論物理學(xué)否定了經(jīng)典物理學(xué)D．普經(jīng)過多年的天文觀測和記錄，提出“日心說的點(diǎn)【答案A【解析A牛頓根據(jù)開普勒三定律和牛頓運(yùn)動定律并結(jié)合向心力公式推導(dǎo)出了萬有引力定律100

多年后英國的卡文迪許通過測量幾個(gè)鉛球之間的引力功地測量出了萬有引力常量A正；B天星發(fā)現(xiàn)后人們開始研究它的運(yùn)行軌道人們發(fā)現(xiàn)它的實(shí)際行軌道與根據(jù)太陽引力計(jì)算出的軌道有偏離，于是推測在天王星外還有一顆行星，它產(chǎn)生的引力使天王星的軌道發(fā)生了偏離英國天文學(xué)家亞當(dāng)斯和法國天文學(xué)家勒威耶根據(jù)萬有引力定律計(jì)算出了這顆尚未發(fā)現(xiàn)的行星的軌道．年月日，德國天文學(xué)家伽勒對準(zhǔn)勒威計(jì)算出的位置，真的看到了一顆藍(lán)色的星星﹣﹣它就是人們所稱的筆尖上發(fā)現(xiàn)的行，故B錯誤；C、因斯坦建立了相對論，成功地解釋了物體高速運(yùn)動（接進(jìn)光速）的規(guī)律，但并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，只有當(dāng)物體的速度接進(jìn)光速時(shí)，才需要考慮相對論效應(yīng)，故C錯；D、白提出日心說的觀點(diǎn)，開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的三大規(guī)律，即開勒三定律，故D錯誤；故選A．．下列說法中正確的是A伽利略整理第谷的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的三條定律B牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并首次在實(shí)驗(yàn)室測出了引力常量C—地檢驗(yàn)”表明，地面物體所受地球的引力與太陽、行星間的引力是同一種力D．典學(xué)仍然適用于接近光速運(yùn)動的物體【答案C【解析A開普勒整理第谷的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的三條定律，選項(xiàng)A誤；B牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許首次在實(shí)驗(yàn)室測出了引力常量，選項(xiàng)錯；C地檢驗(yàn)表明地面物體所受地球的引力與太陽行星間的力是同一種力選正；D．典學(xué)適應(yīng)于宏觀低速物體，不適用于接近光速運(yùn)動的物體，選項(xiàng)D錯。．如圖所示，慣性系S中一邊長為l上測得該正方形的圖像是（）

的正方形，從相對S系沿x方以接近光速的勻速飛器A

B

00C．

D．【答案C【解析】正方形從相對系沿x方以接近光速勻速飛行的飛行器上運(yùn)動，根據(jù)相對論效應(yīng)可知，沿x軸向正方形邊長縮短，而沿y軸向正方形邊長沒有改變，則其形狀變成長方形。故選項(xiàng)C正確。11．用相對論的觀點(diǎn)判斷下列說法是否正確（）A時(shí)間和空間都是絕對的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長度總不會改變B在地面上的人看來，以3的速度升空的火中的時(shí)鐘會變快，但是火箭中的宇航員卻看到時(shí)鐘可能是準(zhǔn)確的C．地面上的人看來，以3

的速度升空的火箭在運(yùn)動方向上會變短，而火箭中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些D．物運(yùn)動的速度

=

時(shí)，時(shí)膨”和長收縮效果可忽略不計(jì)【答案【解析A經(jīng)典力學(xué)理論的觀點(diǎn)認(rèn)為時(shí)間和空間都是絕對的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長度總不會改變；而相對論的觀點(diǎn)認(rèn)為時(shí)間和空間都是相對的，在不同的參考中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長度會發(fā)生改變，故Ａ錯誤．B根據(jù)時(shí)間間隔的相對性：

＝

t01

22

可知，時(shí)間延緩效應(yīng)，因此地面上的人看飛船中的時(shí)鐘會變慢，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的，故B錯誤；v．根據(jù)長度的相對性＝l，知，在運(yùn)動方向長度縮短，所以在地面上的人看來，以c３的速度運(yùn)動的飛船在運(yùn)動向上會變窄，而飛船中的航天員卻感到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些，故C正；D．低宏觀物體時(shí)<<c時(shí)eq\o\ac(△,t)eq\o\ac(△,)eq\o\ac(△,≈)，ll，“時(shí)間膨”長度收”果可忽略不計(jì)，故D正。．下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀說法正確的是（）

A經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，同時(shí)是絕對的，即在一個(gè)參考系中的觀察者在某一時(shí)刻觀察到的兩個(gè)事件，對另一參考系中的觀察者來說也是同時(shí)發(fā)生的B在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，時(shí)間間隔是絕對的，即任何事件（或物體的運(yùn)動）所經(jīng)歷的時(shí)間，在不同的參考系中測量都是相同的，而與參考系的選取無關(guān)C在典力學(xué)的