物理粤教修2
第五章 经典力学与物理学革命
第三节 量子化现象
第四节 物理学—人类文明进步的阶梯
课前自主预习
1. 黑体：如果一个物体能够吸收照射 ( http: / / www.21cnjy.com )到它上面的全部辐射而 ，这种物体就称为黑体．黑体发出的 ．
答案：无反射 电磁辐射
2. 能量子假说：所谓能 ( http: / / www.21cnjy.com )量子就是能量的 ．微观领域里能量的变化总表现为电磁波的辐射与吸收，不同频率的电磁波其能量子的值不同，表达式为：ε＝hν (ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量，由实验测得h＝6.63×10－34 J·s)．
能量量子化：微观领域中能量的 ，即只能取分立值的现象．
答案：最小单位 不连续变化
3. 爱因斯坦光子假说
光在传播的过程中，能量是不连续的，它由数值分立的能量子组成，这些能量子称为光量子，也称为“ ”，其能量ε＝hν.
答案：光子
4. 光的波粒二象性：大量实验表明，光既有 又具有 ，即光具有波粒二象性．
答案：波动性 粒子性
5. 物理学对人类文明的贡献
物理学的发展推动了科学技 ( http: / / www.21cnjy.com )术的高速发展．几乎所有重大的新技术领域，如原子能技术、激光技术、电子和信息技术等的创立，都是在物理学中经过长期的酝酿，在理论上和实验上取得突破，继而转化为技术成果的．
如果没有1909年物理学的α粒子散射实验和 的质能方程就不可能有今天核能的利用．
18世纪得益于牛顿力学和热学的研究而 ( http: / / www.21cnjy.com )发明了蒸汽机，带领人们进入蒸汽机时代；19世纪以电机的发明和电力的应用为标志的电力技术革命，使人类社会全面进入了电气化时代；属于20世纪最伟大的科学成就之一的原子能技术，把人类社会带进了原子时代；20世纪后期，电子信息技术和通信技术又为人类创造了一个新时代—— 时代．
答案: 爱因斯坦 信息
课堂互动探究
知识点1 量子化现象
新知探究
马克斯·普朗克(1858年4月23日-1947年10月3日)，德国物理学家 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )，量子力学 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )的创始人，二十世纪最重要的物理学家之一，因发现能量量子而对物理学的进展做出了重要贡献，并在1918年获得诺贝尔物理学奖 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )。量子力学的发展被认为是20世纪最重要的科学发展，其重要性可以同爱因斯坦 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )的相对论相媲美。
普朗克 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )对黑体辐射展开了研究。普朗克总是尽可能试图在麦克斯韦 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )电磁理论内部解决问题，而不是颠覆这个理论以求得突破。但最后，他不得不假定：能量的传递不是连续的，而是以一个一个的能量单位传递的。这种最小能量单位被称作能量子 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )（简称量子）。
在经典物理学中，对体系物理量变化的最小 ( http: / / www.21cnjy.com )值没有限制，它们可以任意连续变化。但在量子力学中，物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化，具体有多大要随体系所处的状态而定。这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化，变化的最小份额称为量子。例如，频率为υ的谐振子，其能量不是连续变化，而是只能以hυ的整数倍变化，欲使其能量改变hυ的几分之几是不可能的。微粒的角动量也是量子化的，其固有量子是h/2π。量子化是微观体系基本的运动规律之一，它与经典力学是不相容的。
重点归纳
一、黑体辐射：能量子假说的提出
1．黑体辐射
(1)黑体：如果一个物体能够吸收照射到它上面的全部辐射而无反射，这种物体就是黑体．
(2)黑体辐射：黑体发出的电磁辐射．
2．能量子假说
(1)能量子
①提出的目的：普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出的．
②含义：物质发射(或吸收)能量时，能量不 ( http: / / www.21cnjy.com )是连续的，而是一份一份地进行的，每一份就是一个最小的能量单位．这个不可再分的最小的能量单位称为“能量子”．
③能量子的能量ε＝hν.
即能量子的能量在数值上等于辐射的频率ν和一个常数h的乘积．
h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s.
(2)能量的量子化是指在微观领域中能量的不连续变化，即只能取分立值的现象．
二、光子说：对光电效应的解释
1．光子说
概述：爱因斯坦于1905年提出光子说． ( http: / / www.21cnjy.com )光在传播过程中，也是不连续的．它由数值分立的能量子组成．爱因斯坦称这些能量子为光量子，也称为“光子”．一个光子的能量为E＝hν，ν为光的频率，h为普朗克常量．
2．光电效应
定义：当紫外线这一类波长较短的光照射金属表面时，金属便有电子逸出，这种现象称为光电效应．从金属表面逸出的电子称为光电子．
3．光子说对光电效应的解释
(1)光照射到金属表面上，一个光子的能量被金 ( http: / / www.21cnjy.com )属中某个电子吸收，电子吸收光子后，能量增加，若能量足够大，电子能克服原子核对它的束缚，离开金属表面，成为光电子．
(2)光电效应现象说明光具有粒子性．
三、光的波粒二象性：光的本性揭示
1．爱因斯坦的光子说成功地解释 ( http: / / www.21cnjy.com )了光电效应，说明光具有粒子性，而在此之前，人们所观察到光的干涉、衍射、偏振等实验事实，清楚地显示光具有波动性，光既具有波动性又具有粒子性，也就是光具有波粒二象性．
2．在宏观上大量光子表现为波动性，在微观上个别光子与其他物质产生作用时往往表现为粒子性,即光具有波粒二象性.波粒二象性揭示了光的本性．
四、原子光谱：原子能量的不连续
1．原子光谱
按照经典理论，能量是连续变化的，由此氢原子发光的光谱就应该是包含一切频率的连续谱，而事实上氢原子光谱是由一系列不连续的亮线组成的线状谱．
2．原子光谱的解释
(1)原子只能处于一系列不连续的能量状态中．
(2)当原子从一种能量状态变化到另一种能量状态时，会辐射(或吸收)一定频率的光子，所辐射(或吸收)的光子的能量是不连续的．
五、物理学与自然科学——人类文明进步的基石
物理学是自然科学的基础之一，物理学的研究成果和研究方法，在自然科学的各个领域都起着重要的作用．
1．物理学的发展推动了科学技术的高 ( http: / / www.21cnjy.com )速发展．几乎所有重大的新技术领域，如原子能技术、激光技术、电子和信息技术等的创立，都是在物理学中经过长期的酝酿，在理论上和实验上取得突破，继而转化为技术成果的．
2．如果没有1909年物理学的α粒子散射实验和爱因斯坦的质能方程就不可能有今天核能的利用．
3．18世纪得益于牛顿力学和 ( http: / / www.21cnjy.com )热学的研究而发明了蒸汽机，带领人们进入蒸汽机时代；19世纪以电机的发明和电力的应用为标志的电力技术革命，使人类社会全面进入了电气化时代；属于20世纪最伟大的科学成就之一的原子能技术，把人类社会带进了原子时代；20世纪后期，电子信息技术和通信技术又为人类创造了一个新时代——信息时代．
[例1]（单选）关于对光的本性的理解，下列说法正确的是( )
A．光是一种机械波 B．光是一种电磁波
C．光是一种粒子 D．光具有波粒二象性
解析：把光理解为机械波是错误的，而把光理解为电磁波、一种粒子又是片面的，大量的事实证明光既具有粒子性又具有波动性，即光具有波粒二象性．
答案：D
触类旁通
1. (单选) 原子光谱的发现说明( )
A．原子的能量是连续的
B．原子的能量是量子化的
C．只有氢原子的能量是量子化的
D．所有物质的能量都是连续的
解析：原子光谱说明原子的能量是量子化的，不只是氢原子这样，所有物质的原子都是这样的．
答案：B
【例2】（单选）作为中国人应该认识一些我们自己的物理学家，比如被称为“中国原子之父”的科学家是（ ）
A．钱学森 B．钱三强 C．钱伟长 D．邓稼先
解析:20世纪中期，许多当年在国际上享有声誉的物理学家回到祖国，并为国家的建设作出了重大贡献，以下四位便是他们中的杰出代表。
钱学森，1934年毕业于上海交通大学。193 ( http: / / www.21cnjy.com )5年赴美留学，1938年在加利福尼亚理工学院著名专家冯·卡门的指导下获得博士学位。1943年，他与马林纳合作完成的研究报告《远程火箭的评论与初步分析》，为美国40年代研制成功地对地导弹和探空火箭奠定了理论基础。此后，钱学森又在超高速及跨音速空气动力学、薄壳稳定理论方面对航空工程理论有许多开创性的贡献。他和卡门一起提出的高速音速流动理论，为飞行器克服音障和热障提供了依据，以他和卡门名字命名的卡门───钱学森公式成为空气动力计算上的权威公式，并被用于高亚音速飞机的气动设计。由于他对火箭技术理论卓有建树，并于1949年提出核火箭的功能设想，因而在当时被公认为火箭技术方面的权威学者。
钱伟长，1935年毕业于清华大学物理系，1 ( http: / / www.21cnjy.com )942年在加拿大多伦多大学获得应用数学博士学位。他在科学理论和工程技术上都有许多开创性的成就，他的一些学术理论分别被国际学术界誉为“钱伟长方程”和“钱伟长法”，迄今已出版20余部学术专著，在国内外发表200余篇学术论文。钱伟长先生从1946年起任清华大学教授，从教半个世纪，1983年起在上海从事教育活动至今已20年。
钱三强，1936年毕业于清华大学物理系，后赴 ( http: / / www.21cnjy.com )法国巴黎大学居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室从事原子核物理研究工作，获博士学位，1946年获法国科学院享利·德巴微物理学奖金。1948年回国，历任清华大学物理系教授，中国科学院原子能所所长，中国科学院副院长，中国物理学会理事长，1992年逝世。中国原子能事业的开拓者和奠基人之一，为第一颗原子弹和氢弹的研制成功作出重要贡献，为氢弹研制作了理论准备。
邓稼先，1945年毕业于西南联 ( http: / / www.21cnjy.com )合大学。1950年获美国普度大学物理学博士学位。中国核工业部研究员。1958年以来组织领导开展了爆轰物理、流体力学、状态方程、中子输运等基础理论研究，对原子弹的物理过程进行了大量模拟计算和分析，从而迈开了中国独立研究设计核武器的第一步。领导完成了中国第一颗原子弹的理念方案并参与指导核试验前的爆轰模拟试验。组织领导了氢弹设计原理、选定技术途径的研究，组织领导并亲自参与了1967年中国第一颗氢弹的研制与试验工作。
通过以上资料，我们可看出，答案应该是B。
答案：B
触类旁通
2.以下高新技术不与物理学有关的是（ ）
A．空间技术 B．现代通信技术 C．基因转变 D．现代医疗技术
解析:空间技术、现代通信技术这里从略，对现代 ( http: / / www.21cnjy.com )医疗技术，比如核磁共振技术（CT），X光透视，B超，各种治疗仪和疾病检验设备等，都与物理学密不可分，故选C。
答案：C
方法技巧\易错易混\实验透视
易错易混
光电效应产生的条件
【例3】关于光电效应现象，下列说法正确的是( )
A．只要照射时间足够长，任何金属都能发射光电子
B．只要光的强度足够强，任何金属都能发射光电子
C．一种金属能否发射光电子，只与光的频率有关
D．光的强度越大，产生的光电子能量越大
错因：光电效应不能用经典物 ( http: / / www.21cnjy.com )理学的观点去解释，它满足自己特有的规律．为了解释光电效应现象，爱因斯坦于1905年提出光子说，这才成功解释了光电效应现象．
正解：光电效应的产生取决于 ( http: / / www.21cnjy.com )光的频率而与照射时间和光的强度无关，只有当入射光的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应．光电子的能量取决于光的频率，与光的强度无关．
答案：C
随堂练习
一、单项选择题
1．下列说法错误的是( B )
A．为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难，德国物理学家普朗克提出了能量的量子化假说，解决了黑体辐射的理论困难，揭开了物理学崭新的一页
B．普朗克还提出了光量子理论，即光在传播过程中，能量是不连续的，它是由数值分立的能量子组成的
C．爱因斯坦的光子说成功地解释了光电效应，说明光具有粒子性
D．量子论认为原子处于一系列不连续的能量状态之中
解析：光量子理论是爱因斯坦提出来的．
2．在演示光电效应的实验中，原来不带 ( http: / / www.21cnjy.com )电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板，验电器的指针就张开一个角度，如图5－2－1所示，这时( B )
图5－2－1
A．锌板带正电指针带负电
B．锌板带正电指针带正电
C．锌板带负电指针带正电
D．锌板带负电指针带负电
解析：弧光灯照射锌板，产生了光电效应，锌板放出了电子，带正电，从而验电器指针带正电．
3．氢原子光谱不是连续谱，而是一系列不连续的亮线组成的线状谱，这说明( C )
A．光的波粒二象性
B．能量的连续性
C．原子只能处于一系列不连续的能量状态中
D．绝对时空的失效
解析：当原子从一种能量状态变化到另一种能 ( http: / / www.21cnjy.com )量状态时，辐射(或吸收)一定频率的光子，辐射(或吸收)的光子的能量是不连续的，故原子只能是处于一系列不连续的能量状态中．
4．在光电效应实验中，下列结果正确的是( D )
A．如果入射光比较弱，只有照射的时间足够长，才会产生光电效应
B．当入射光的频率增大为原来的两倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的两倍
C．当入射光的波长增大为原来的两倍时，一定不能产生光电效应
D．当入射光的强度增大为原来的两倍时，单位时间发射光电子数量也可能增大为原来的两倍
解析：当入射光的频率大于或等于金属 ( http: / / www.21cnjy.com )的极限频率时，才能产生光电效应现象，若入射光的频率小于金属极限频率时，不管光照射时间多长，不会产生光电效应，选项A错；由爱因斯坦的光电效应方程：hν－hν0＝mv2知选项B错；当入射光的波长增大，频率减小，可能入射光频率小于金属极限频率，但也可能入射光的频率大于或等于金属的极限频率，故选项C错；当未到达饱和电流时，光强增大，光子数增多，激发的光电子数增多，光电源增大，选项D对．
二、双项选择题
5．关于光的本性学说，下列说法正确的是( BD )
A．光的波粒二象性说明光既与宏观中波的运动相同，又与宏观中粒子运动相同
B．大量光子产生的效果往往表现出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性
C．光在传播时往往表现出粒子性，光在与其他物质相互作用时，往往表现波动性
D．光既有波动性，又有粒子性，二者并不矛盾
6．量子理论的建立，使人类对物质的认识由宏观世界进入到微观世界，它对物理学的贡献，表现在下列哪些重大事件中( AC )
A．普朗克的能量子假说解决了黑体辐射的理论困难
B．爱因斯坦的光子说能成功解释自然界中任何现象
C．爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应
D．氢原子的能量是连续的，说明原子能量的连续性
解析：为了解决黑体辐射普朗克提出了能量子理论；爱因斯坦为了解释光电效应现象提出了光子说．
课后巩固提升
一、单项选择题
1．以下宏观概念，“量子化”的是( D )
A．木棒长度 B．物体质量
C．物体动能 D．学生个数
2．在光电效应现象中，下列说法正确的是( B )
A．当照射光频率低于金属的极限频率时，金属中电子不吸收光子
B．金属内层电子成为光电子所需吸收能量的最小值较大
C．吸收光子的电子都能成为光电子
D．金属表面上的电子吸收光子后一定成为光电子
解析：要使金属电子成为光电子，即电 ( http: / / www.21cnjy.com )子吸收光子后，能量足以克服原子核对其的约束，挣脱束缚后，逃逸出来，而成为光电子，因此A、C、D选项错误，由于金属内层电子受到的约束力大于外层的约束力，要挣脱束缚，所需的能量较大，故B选项正确．
3．关于光的本性，下列说法中正确的是( C )
A．在其他条件同等时，光的频率越高，波长越长
B．频率越高的光，波动性越显著；频率越低的光，粒子性越显著
C．大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往表现出粒子性
D．若让光子一个一个地通过狭缝时，它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动
4．原子发光时，所得到的光满足一系列不连续的亮线，这说明( A )
A．这些亮线是由所对应的频率的光子形成的
B．这些亮线是由若干原子运动到该处形成的
C．这些亮线说明原子发光时中间有障碍阻止光子运动
D．这些亮线是由各种频率的光在该处会聚形成的
二、双项选择题
5．下列说法正确的是( BD )
A．黑体不能够100%的吸收照射到它上面的全部色光
B．黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射，它是不连续的，而是一份一份地进行的
C．黑体辐射是指黑体发出的电磁辐射，它是连续的
D．黑体辐射现象使经典物理学遇到了无法解决的困难：理论分析与实验结果不相符
6．对光的认识，以下说法正确的是( AD )
A．个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现出波动性
B．光的波动性是光子之间的相互作用引起的
C．光表现出波动时，就不具有粒子性了，光表现出粒子性时，就不具有波动性了
D．光的波粒二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现明显，在另外某种场合下，光的粒子性表现明显
解析：个别光子的行为表现出粒 ( http: / / www.21cnjy.com )子性，大量光子的行为表现出波动性，故选项A正确；光子具有波粒二象性，因此光子具有波动性和粒子性均是其本身属性，选项B错误；因为波动性和粒子性均为光子的本身属性，是一种概率波，表现出波动性(或粒子性)说明其波动性(或粒子性)明显，但仍具有粒子性(或波动性)．故选项C错，D对．
7．下列说法中正确的是( CD )
A．光的波粒二象性学说就是牛顿的粒子说加上惠更斯的波动说组成的
B．光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说
C．光子说并没有否定光的电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν表示波的特性，ε表示粒子的特性
D．光波不同于宏观观念中那种连续的波，它是表示大量光子运动规律的一种概率波
解析：光的波粒二象性说明了光是一种特殊物质，既不是微观粒子，也不是普通的一种电磁波，是一种概率波故选项C、D正确．
8．已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0则( AB )
A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0
C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
9．用两束频率相同，强度不同的紫外线分别照射两种金属的表面，均能产生光电效应，那么( AD )
A．两束光的光子能量相同
B．两种情况下逸出的光电子个数相同
C．两种情况下逸出的光电子最大初动能相同
D．两种情况下逸出的光电子的最大初动能不同
解析：光子的能量由频率决定，同为 ( http: / / www.21cnjy.com )紫光频率相同，A选项正确；光的强度越大，光子数越多，照射到金属表面，吸收到光子的电子越多，光电子越多，故B选项错；由于金属不同，W逸不同．故选项C错，D对．
10．下列说法正确的是( BC )
A．能量量子化就是指微观粒子的能量值只能是正整数的倍数
B．量子化就是指不连续性，指物理量变化时不能连续变化，只能取分立的值
C．光的波粒二象性是指光既不是普通的波，也不是实物粒子，而是一种特殊的物质，它的特殊性表现在既具有波的性质，同时又具有粒子的特点
D．原子发光的光谱是连续的
图5-2-1知识网络
专题突破
专题 光电效应的规律
光电效应是单个光子和单个电子之间相互作用 ( http: / / www.21cnjy.com )产生的，它们是一一对应关系，即金属的某个电子只能吸收一个光子能量，当入射光的频率大于金属极限频率时，才发生光电效应．
【例题】关于光子的能量，下列说法中正确的是( )
A．光子的能量跟它在真空中的波长成正比
B．光子的能量跟它在真空中的波长成反比
C．光子的能量跟光子的速度平方成正比
D．以上说法都不正确
解析：光子的能量ε＝hν＝h\f(c,λ))，显然选项B正确．
答案：B
触类旁通
(双选)如图5－1所示，一验电器与锌板相连，现用一弧光灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角，下列判断中正确的是( BC )
A．用一带负电(带电量较少)的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将增大
图5－1
B．用一带负电(带电量较少)的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将减小
C．使验电器指针回到零后，改用强度更大的弧光灯照射锌板，验电器指针偏角将比原来大
D．使验电器指针回到零后，改用强度更大的红外线灯照射锌板，验电器指针一定偏转
解析：用弧光灯照射锌板，锌板中的电子被打出 ( http: / / www.21cnjy.com )去，锌板带正电．用带少量负电的小球与锌板接触，被中和一部分电荷，锌板带正电减少，验电器张角减小，A错误，B正确．弧光灯发光的强度越大，发射的光子越多，从锌板中打出的电子越多，张角越大，C正确．红光不能使锌板发射光电子，D错误．
【单元检测】
单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每一小题给出的四个选项中只有一个选项符合题目要求）
1．对建立经典力学作出重要贡献的科学家有很多，下列不属于的是( B )
A．伽利略和开普勒 B．爱因斯坦和普朗克
C．笛卡儿和牛顿 D．哥白尼和惠更斯
2．下列关于经典力学的描述不正确的是( C )
A．经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生
B．经典力学的基本研究方法是实验和数学相结合
C．经典力学尽善尽美，能解决所有物理问题
D．现代物理学的发展，并没有使经典力学失去存在价值
3．海王星的发现是根据( B )
A．哥白尼日心说的推算
B．牛顿理论的推测
C．法拉第演说计算
D．爱因斯坦对时间、空间属性的揭示
解析：海王星的发现是由于天王星运行轨道的“意外”，科学家们通过推测而计算出其运行轨道，并由此引导科学家们用天文望远镜观测发现它．
4．氢原子发光的光谱说明了( A )
A．氢原子只能处于一系列不连续的能量状态中
B．氢原子只能发出四种光子
C．氢原子只能处于四种能量状态
D．氢原子能发出一切频率的光
二．双项选择题（本题共5小题，每小题6分， ( http: / / www.21cnjy.com )共30分。在每小题给出的四个选项中，均有两个选项符合题意。每小题全选对者得6分；只选1个且正确得3分；错选、多选、不选得0分）
5．有关科学家和涉及的事实，正确的说法是( AC )
A．哥白尼创立了日心说
B．伽利略发现了行星运动规律
C．惠更斯解决了弹性碰撞问题
D．爱因斯坦提出了量子论
6．如果有一支静止时长30 m的火箭，以光速的二分之一的速度从观察者的身边掠过，以下说法中正确的是( BD )
A．地面上的观察者测得的火箭长为30 m
B．地面上的观察者测得的火箭长小于30 m
C．地面上的观察者测得的火箭长大于30 m
D．火箭上的观察者测得的火箭长为30 m
7．在研究黑体辐射规律时，下列说法正确的是( BD )
A．利用经典物理学的“连续性”观点得出的理论与实验结果相符
B．利用经典物理学的“连续性”观点得出的理论与实验结果不相符
C．经典物理学由于无法解释“黑体辐射”，说明它是错误的
D．引入能量是一份一份的“能量子”的观点，理论结果与实验相符合
8．根据经典时空观，下列结论正确的是( AB )
A．同时的绝对性
B．时间间隔的绝对性
C．空间距离的相对性
D．物体质量随物体速度增大而增大
9．从光的波粒二象性出发，下列说法中不正确的是( BD )
A．光子的频率越高，光子的能量越大
B．光子的频率越高，波动性越显著
C．在光的干涉实验中，亮条纹处光子到达的概率大
D．大部分光子是波，少部分光子是粒子
三.非选择题（本题共3小题 ( http: / / www.21cnjy.com )，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
10．绝对时空观的特点：_______和_______是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的。爱因斯坦提出了著名的________，成为迄今人们认知并描述高速世界的最好的理论工具。
答案：时间，空间，相对论
11．牛顿力学认为，无论静止还是运动， ( http: / / www.21cnjy.com )一只钟“滴答”一次的时间间隔、一把尺的长度(即空间间隔)以及一个物体的质量，总是不变的；而在爱因斯坦的相对论中，与静止时相比，运动的钟 、运动的尺_____________、运动物体的质量______________。因此说，时间、空间和质量(即惯性)这三个基本的物理量，在牛顿力学中都是“绝对的”，但是在相对论中则都是“相对的”。
答案：变慢；缩短；增加
12. A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个高速运动的火箭上，B、C两火箭朝同一方向飞行，速度分别为、，。地面上观察者认为三个时钟中走得最慢的是 ；走得最快的的是 。
答案：C，A
章 末 整 合
经典力学与物理学的革命
经典力学的成就与局限性
经典力学的发展历程
经典力学的伟大成就
经典力学的局限性与适用范围
经典时空观
相对论时空观
量子化现象
物理学推动人类的文明进步
时间空间互不影响
物体的质量恒定
两个基本假设
相对性原理
狭义相结论几个重要结论
能量量子化现象：
量子化现象：黑体辐射、光电效应、原子光谱等
光速不变原理
同时的相对性
运动的时钟变慢
运动物体的质量变大物理粤教修2
第五章 经典力学与物理学革命
第一节 经典力学的成就与局限性
第二节 经典时空观与相对论时空观
课前自主预习
1. 在伽 ( http: / / www.21cnjy.com )利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了一套完整的经典力学体系．
答案：牛顿
2. 经典力学的应用受到物体运动速率的 ( http: / / www.21cnjy.com )限制，即其只适用于处理 运动的物体．不适用于 领域中物质结构和能量不连续的现象．
答案：低速 微观
3. 凡是牛顿运动定律成立的参 ( http: / / www.21cnjy.com )考系就称为 ，简称 ；而牛顿定律不成立的参考系称为 ．对于所有惯性系，力学规律都是相同的，或者说，一切惯性系都是 ．
答案：惯性参考系 惯性系 非惯性系 等效的
4. 相对论时空观的两个基本假设：第一是 ，第二是 ．相对论的四条重要结论是：
(1)“同时”的 ；
(2)运动的时钟 ；
(3)运动的尺子 ；
(4)物体质量随速度的增加而 ．
答案：相对性原理 光速不变原理 相对性 变慢 缩短 增大
5. (单选) 牛顿运动定律适用于下列哪种情形（ ）
研究原子中电子的运动
研究“神舟”飞船的发射
研究地球绕太阳的运动
研究飞机从北京飞往广州
解析:经典力学适用于宏观、低速等区域，故BCD都适用，而研究微观世界的粒子—电子的运动，经典力学不再适用。
答案: A
课堂互动探究
知识点1 经典力学的成就与局限性
新知探究
艾萨克·牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )，同时也是物理学家 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )、数学家 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )和哲学家 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )，晚年醉心于炼金术和神学。他在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )和三大运动定律。这四条定律构成了一个统一的体系，被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”，由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。
经典力学 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。
重点归纳
一、经典力学的发展历程
1．伽利略之前
人们对力学现象的研究大多直接反映在技术之中或融合在哲学之内，物理学就整体而言还没有成为独立的科学．(在这个阶段作出突出贡献的是阿基米德)
2．从伽利略到牛顿
这一阶段是经典力学从基本定律到建成理论体系的阶段．
为经典力学打下重要基础的物理学家有：
(1)伽利略：发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理，奠定了动力学的基础．
(2)笛卡儿：在伽利略研究的基础上，第一次比较完整地表述了惯性定律，并强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性．
2．从伽利略到牛顿
这一阶段是经典力学从基本定律到建成理论体系的阶段．
为经典力学打下重要基础的物理学家有：
(1)伽利略：发现了惯性定律、落体定律和力学相对性原理，奠定了动力学的基础．
(2)笛卡儿：在伽利略研究的基础上，第一次比较完整地表述了惯性定律，并强调了伽利略没有明确表述的惯性运动的直线性．
(3)惠更斯：全面细致地解决了完全弹性碰撞问题．
(4)开普勒：发现了行星运动定律．
(5)牛顿：在前人研究的基础上，采用了 ( http: / / www.21cnjy.com )归纳与演绎、 综合与分析的方法，总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律，建立了完整的经典力学(也称牛顿力学或古典力学)体系，物理学从此成为一门成熟的自然科学．
3．牛顿之后
这一阶段主要是后人对经典力学的表述形式和应用对象进行了拓展和完善．
(1)19世纪，经典力学的发展表现为一些科学家在不改变实质的条件下，用新的、更简洁的形式重新表述了牛顿运动定律，形成了分析力学．
(2)经典力学由单个质点推广到多质点构成的系统：首先建立了刚体力学，随后又出现了弹性力学、塑性力学、流体力学等．
二、经典力学的伟大成就
1．经典力学把天上物体和地上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合．
2．在研究方法上，人们把经典力学中行之有效 ( http: / / www.21cnjy.com )的实验和数学相结合的方法推广到物理学的各个分支学科上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学等，从而形成了完整的经典物理学体系．
3．经典力学与其他基础科学相 ( http: / / www.21cnjy.com )结合产生了一些交叉性的分支学科，最早的是与天文学结合产生的天体力学，成为现代高度发达的航空航天技术的理论基础．没有经典力学也就没有今天的空间科学．
4．20世纪以来，出现了更多的与经典力学相结合的交叉学科．
三、经典力学的局限性和适用范围
1．局限性
(1)经典力学的应用受到物体运动速率的 ( http: / / www.21cnjy.com )限制．当物体的速率接近光速时经典力学不再成立．当物体运动的速率接近于真空中的光速时，经典力学的许多观念将发生重大变化．
(2)牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象．
牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构 ( http: / / www.21cnjy.com )和能量不连续的现象.19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现，即X射线的发现、电子的发现和放射性的发现，使物理学的研究由宏观领域进入微观领域，特别是20世纪初，量子力学的建立，出现了与经典力学不同的新观念．
2．适用范围
经典力学只适用于低速运动的宏观物体
[例1]（单选）20世纪以来，人们发现 ( http: / / www.21cnjy.com )了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子，下列说法不正确的是( )
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B．人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的
C．不同领域的事物各有其本质与规律
D．人们应当不断的扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
解析：选A.人们对客观世界的认识要受到所处时 ( http: / / www.21cnjy.com )代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．
答案：A
触类旁通
1. (单选) 下列说法正确的是( )
A．牛顿运动定律就是经典力学
B．经典力学的基础是牛顿运动定律
C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有问题
D．经典力学可以解决自然界中所有问题
解析：经典力学包括的内容分为力、热、电、光、原五大部分．经典力学是以牛顿定律为基础的．
答案：B
知识点2 经典时空观与相对论时空观
新知探究
阿尔伯特·爱因斯坦(Albert E ( http: / / www.21cnjy.com )instein)，美籍德国犹太裔，世界十大杰出物理学家之一，现代物理学的开创者、集大成者和奠基人。同时也是一位著名的思想家和哲学家。
相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由阿尔伯特·爱因斯坦 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )创立，依据研究的对象不同分为狭义相对论 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )和广义相对论 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )。相对论和量子力学 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )的提出给物理学带来了革命性的变化，共同奠定了近代物理学 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )的基础。
相对论（Relativity）的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )（Special Relativity）和广义相对论 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )（General Relativity）的区别是，前者讨论的是匀速直线运动的参照系（惯性参照系 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )）之间的物理定律，后者则推广到具有加速度的参照系中（非惯性系 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )），并在等效原理的假设下，广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学，不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题；量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )”、“弯曲空间 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年，广义相对论提出于1915年（爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作，在1916年初正式发表相关论文）。
重点归纳
一、经典时空观
1．惯性系与非惯性系
定义：牛顿运动定律成立的参考系，称为惯性参考系，简称惯性系. 牛顿运动定律不成立的参考系，称为非惯性系．
2．伽利略的相对性原理
概述：对于所有的惯性系,力学规律是相同的,或者说一切惯性系都是等效的．
3．经典力学的时空观
(1)概述：绝对的真实的数学时间,就其 ( http: / / www.21cnjy.com )本质而言，是永远均匀地流逝，与任何外界无关．绝对空间就其本质而言是与任何外界事物无关的，它从不运动，并且永远不变.这就是经典力学的时空观，也称为绝对时空观．
(2)几个具体结论
① 同时的绝对性．
② 时间间隔的绝对性．
③ 空间距离的绝对性．
空间是绝对静止不动的(即绝对空间)，时间 ( http: / / www.21cnjy.com )是绝对不变的(即绝对时间)．空间和时间跟任何外界物质的存在及其运动情况无关．空间是三维欧几里得空间，时间是一维的，空间和时间彼此独立．
二、相对论时空观
1．狭义相对论的两个假设
(1)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都相同——相对性原理．
(2)不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同——光速不变原理．
这是爱因斯坦在前人的实验基础上提出的假设，这两个假设就是狭义相对论的基础．
2．狭义相对论的几个结论
(1)“同时”的相对性；
对于光速不变的原理的证明，首先对“ ( http: / / www.21cnjy.com )同时”这个概念进行了研究：在一个惯性系中同时发生两个事件，在另一个惯性系中可能是不同时的，即“同时”是相对的．
(2)运动的时钟变慢；
时钟相对于观察者运动时，观察者会看到 ( http: / / www.21cnjy.com )它变慢了，运动速度越快，效果越明显．即运动的时钟变慢．在运动参考系中的时间节奏变缓慢了.(一切物理过程、化学过程乃至观察者自己的生命节奏均变慢了)日常生活中的时间延缓效应可以忽略，在运动速度接近光速时,则变得特别重要．
(3)运动的尺子缩短；
一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，而在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化.
(4)物体质量随速度的增加而增大．
物体运动时的质量比静止时的质量大，且速度越大，质量越大，当速度接近光速时，质量趋于无穷大．
[例2](单选) 属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )
A．真空中光速不变
B．时间间隔具有相对性
C．物体的质量不变
D．物体的能量与质量成正比
解析：狭义相对论的基本假设有：(1)狭 ( http: / / www.21cnjy.com )义相对论的相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的惯性参考系，对于描写运动的一切规律来说都是等价的；(2)光速不变原理：对任一惯性参考系，真空中的光速都相等，所以只有A项正确．
答案：A
触类旁通
2.（单选）在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随着物体运动速度的变化而变化，其原因是( )
A．运动中的物体无法称量质量
B．物体的速度远小于光速，质量变化极小
C．物体的质量太小
D．物体的质量不随速度的变化而变化
解析：日常生活中见到的物体的速度都很小，远远小于光速，所以质量变化很小，故B选项正确．
答案：B
方法技巧\易错易混\实验透视
易错易混
忽略经典力学与相对论的适用范围
经典力学的适用范围是低速宏观的物体；相对论的适用范围是高速运动的物体，这个速度接近光的速度．
【例3】关于时间、长度和质量的测量，下列说法正确的是( )
A．时间均匀流逝，物体的长度一定，它们与参考系的速度无关
B．物体的质量是物体的固有属性，无论在哪一个参考系中测量都是一样的
C．物体的速度越大，物体的质量越大
D．无论是时间、长度，还是质量，其测量都与所选的参考系的速度有关
错因：忽略了经典力学和相对论的适用范围，不知道选项C、D到底哪一个正确．
正解：只有在参考系的速度与光 ( http: / / www.21cnjy.com )速相接近时，相对论才是成立的，当物体的速度远远小于光速时，尽管速度增加，物体的长度、质量以及过程所经历的时间都可以看成是不变的．
答案：D
触类旁通
3．(单选) 对时间、空间的理解，下列说法正确的是( )
A．时间均匀流逝，与外界无关
B．空间从不运动，永远不变，与外界任何事物无关
C．一个事件的发生所用的时间，在不同参考系里测量是不一样的
D．空间与时间彼此独立、互不关联
解析：经典力学认为空间与时 ( http: / / www.21cnjy.com )间彼此独立、互不关联，这就是牛顿的绝对时空观．当参考系的速度达到可以和光速相比时，时间、空间和物质的运动密切关联，这就是相对论时空观．A、B、D显然是绝对时空观的观点，C是相对论时空观的观点．
答案：C
随堂练习
一、单项选择题
1．某人坐在匀速行驶或静止的汽车中，下列描述正确的是( C )
A．当他以初速度v0竖直向上抛出一小球，观察到小球仍落到抛出点上这就说明汽车在做匀速运动
B．当他观察到车顶上的雨滴做自由落体运动，则说明汽车做匀速运动
C．当他观察到公路旁的大树做匀速运动，则说明汽车做匀速运动
D．无论选取车内或车外的任何物体作参考系，都无法判断汽车是静止还是匀速运动
解析：由伽利略相对性原理，选汽车内任何物体为参考物，均无法判断汽车做匀速运动或静止，只有选汽车以外的参考物才可以区分汽车匀速运动或静止．
2．尺缩效应是指( B )
A．与尺子一起运动的观察者发现沿运动方向的尺子比静止时要短
B．地面上静止的观察者发现沿运动方向的尺子比静止时要短
C．运动和静止的观察者均发现尺子比静止时短
D．静止的人用来测量运动物体长度时尺子比正常时要短
3．光在真空中的光速为c，一光束以很高的速度在真空中向西运动，某时刻发生一次闪光，经过1 s时间，该次闪光向东传播的距离是( C )
A．大于c B．小于c
C．等于c D．无法确定
解析：由光速不变原理可知选项C对．
二、双项选择题
4．以下说法正确的是( BC )
A．经典力学理论运用范围广，大到天体，小到微观粒子均适用
B．经典力学理论的成立具有一定的局限性
C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
D．相对论与量子力学否定了经典力学理论
解析：经典力学具有一定的局限性，只适用于宏 ( http: / / www.21cnjy.com )观的低速物体，在经典物理中，质量是不随运动状态的变化而变化，在相对论中，物体质量随速度的增大而增大．
5．牛顿运动定律适用于下列哪些情况( AC )
A．人造地球卫星绕地球运动 B．研究氢原子的运动
C．大气的流动，地壳的变动 D．研究原子中电子的运动
6．许多科学家在物理学发展过程中作出了卓越的贡献，下列描述中正确的是( AC )
A．卡文迪许用扭秤测定万有引力常量
B．奥斯特发现磁生电现象
C．开普勒发现行星运动的规律
D．伽利略通过斜坡实验提出了惯性定律
解析：奥斯特实验中发现了电生磁现象，伽利略实 ( http: / / www.21cnjy.com )验总结出了力不是维持物体运动的原因，牛顿在此基础上，通过归纳总结提出了牛顿第一定律也叫惯性定律．
课后巩固提升
一、单项选择题
1．甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房 ( http: / / www.21cnjy.com )匀速上升，乙看到甲匀速上升，丙看到甲匀速下降，那么，从地面上看，下列各种可能性情况错误的是( A )
A．甲、乙匀速下降，v甲>v乙，丙停在空中
B．甲、乙匀速下降，v甲C．甲、乙匀速下降，v甲D．甲、乙、丙均匀速下降，且v丙2．经典力学的局限性表现在( A )
A．认为物体的质量恒定不变
B．认为物体的质量和能量之间存在着密切的联系
C．认为微观粒子的能量只能取分立的数值
D．认为微观粒子的速度和位置具有不确定性
3．若一宇宙飞船对地以速度v运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c，在地上观察者看来，光速应为( A )
A．c B．c＋v C．2c D．无法确定
解析：光速仍为c，而不是c＋v，由相对论的光速不变原理可解得．
4．一列火车以速度v相对地面运动．如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，以下说法中正确的是( A )
A．火车上的人测得，闪光先到达前壁
B．火车上的人测得，闪光先到达后壁
C．火车上的人测得，闪光同时到达车厢的前壁和后壁
D．条件不足，无法确定
解析：地面上人所观测到闪光同 ( http: / / www.21cnjy.com )时到达车厢的前壁和后壁，说明在地面上人看来，闪光所走的路程是相等的．假设光源到后壁的距离为L1，到前壁的距离为L2，汽车行驶时间为t.以地面为参考系，则闪光到后壁所走路程为L2＋vt，到前壁所走距离为L1－vt，有L2＋vt＝L1－vt L1＝L2＋2vt，所以L1>L2，而光速是不变的，故光源到后壁的距离大于到前壁的距离，所以在车上人观察到闪光先到达前壁．
5．一根杆沿着车厢运动的方向固定 ( http: / / www.21cnjy.com )在火车上，和车一起运动．在火车上的人看来，杆是静止的，测得杆长为L，地面上的人认为车是运动的，测得杆长为L′，则下列说法中正确的是( B )
A．地面上的人与车上的人测得杆长相等，即L＝L′
B．地面上的人与车上的人测得杆长不相等，即L>L′
C．地面上的人与车上的人测得杆长不相等，即LD．测得的长度无法比较
解析：运动物长度变短．
6．地面上A、B两个事件同时发生．如图5－1－1所示，对于坐在火箭中沿两个事件发生地点A、B连线飞行的人来说，哪个事件先发生( B )
图5－1－1
A．A事件 B．B事件
C．A、B事件同时发生 D．无法确定
解析：以地面为参考系，A、B两事件同时发生 ( http: / / www.21cnjy.com )，即如在A、B连线的中点放一时钟，将同时接收到来自A、B的信号，设想该时钟以与火箭相同的速度飞行，则先接收到来自B的信号，后接收到来自A的信号，即以火箭(或火箭上的人)为参考系，B事件先发生．
二、双项选择题
7．下列哪些观点是正确的( BD )
A．在经典力学中，物体的质量是随物体运动状态的改变而改变的
B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性．它只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观物体，不适用于微观物体
C．相对论与量子力学的出现否定了经典力学理论
D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳——演绎法”是经典力学方法的典型
8．为经典物理学的建立作出重要贡献的科学家除了我们熟知的牛顿、伽利略和哥白尼外，还有( AB )
A．开普勒 B．笛卡儿 C．列宁 D．爱因斯坦
9．运用相对论时空观，关于质量和长度，下列说法中正确的是( BD )
A．物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物质本身属性
B．物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计
C．物体的长度与运动状态无关，是物质本身的属性
D．物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化忽略不计
解析：由相对论时空观，物体速度越快，质量越大，长度越短．
10．下列说法中正确的是( BC )
A．伽利略相对性原理表明，对于两个做匀速直线运动的惯性系来说，我们可以简单地判断，惯性系处于绝对静止或者是绝对运动状态
B．伽利略相对性原理表明，对于两个做匀速直线运动的惯性系来说，我们不可能判断哪个惯性系处于绝对静止或绝对运动状态
C．伽利略相对性原理实质上指出了在惯性运动的范围内不存在绝对空间和绝对运动
D．伽利略相对性原理实际上指出了在惯性运动范围内存在绝对空间和绝对运动
11．关于参考系，下列说法正确的是( AC )
A．要描述一个物体的运动，必须选择一个参考系
B．用相对论观点描述一个物体运动不需要参考系
C．凡是牛顿运动定律成立的参考系，都是惯性参考系
D．所有相对惯性系做匀加速直线运动或匀速直线运动的参考系都是惯性参考系
12．在匀速上升的升降机的顶板上，有一个螺帽自然脱落，下列对螺帽的运动情况的描述，正确的是( AD )
A．相对于升降机螺帽做自由落体运动
B．相对于升降机螺帽做竖直上抛运动
C．相对于地面螺帽做自由落体运动
D．相对于地面螺帽做竖直上抛运动
13．关于经典力学的绝对时空观，下列说法正确的是( CD )
A．时间和空间是相互联系和影响的
B．同时发生的事件在不同参考系中不同时
C．在任何参考系中测量的时间间隔和空间距离都是相同的
D．物体的质量是恒定不变的
解析：经典力学的时空观具有以下结论，时间绝对性、空间绝对性、时间间隔绝对性和质量不变．
图5-1-1
图5-1-2
