人教版物理高三选修3-4第十五章第一节相对论的诞生同步练习
文档属性
| 名称 | 人教版物理高三选修3-4第十五章第一节相对论的诞生同步练习 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 371.5KB | ||
| 资源类型 | 素材 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-06-01 17:21:19 | ||
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文档简介
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人教版物理高三选修3-4第十五章
第一节相对论的诞生同步练习
一、多选题
1. 关于时间和空间，在学习狭义相对论后我们应认识到( )
A．因为时间是绝对的，所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的
B．空间与时间之间是没有联系的
C．有物质才有空间和时间
D．在一个确定的参考系中观察，运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关
答案：CD
解析：
解答：经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间与时间之间也是没有联系的，在相对论力学中，时间和空间是和物质的运动相联系的．只有在物质存在时才有空间和时间的概念，时间和空间是相互联系且是相对的．
分析：1、狭义相对论的两个基本假设：
1 物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．
②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．2、狭义相对论的几个基本结论：
①钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；
②尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．
2 质量变大：质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大。
2. 通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的有( )
A．停在地面上的汽车
B．绕地球做匀速圆周运动的飞船
C．在大海上匀速直线航行的轮船
D．以较大速度匀速运动的磁悬浮列车
答案：B
解析：
解答：绕地球做匀速圆周运动的飞船，相对地球做的是变加速曲线运动，因而是非惯性系，牛顿定律在非惯性系中不适用。
分析：参考系是选来假定不动的物体，惯性系是相对地面静止或匀速运动的参考系，相对于地面做变速运动的参考系为非惯性系．根据参考系与惯性参考系的定义即可正确解答。
3. 如果牛顿运动定律在参考系A中成立,而参考系B相对于A做匀速直线运动,则在参考系B中( )
A.牛顿运动定律也同样成立
B.牛顿运动定律不能成立
C.A和B两个参考系中,一切物理定律都是相同的
D.参考系B也是惯性参考系
答案：ACD
解析：
解答：参考系A是惯性参考系,而参考系B相对于A做匀速直线运动,因而参考系B也是惯性参考系,D正确;根据狭义相对论原理知,在不同的惯性参考系中一切物理定律都是相同的,A、C正确,B错误。
分析：参考系是选来假定不动的物体，惯性系是相对地面静止或匀速运动的参考系，相对于地面做变速运动的参考系为非惯性系．根据参考系与惯性参考系的定义即可正确解答。
4.下列几种说法：
a所有惯性系统对物理基本规律都是等价的.
b在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.
c在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同.
关于上述说法( )
A.只有ab是正确的
B.只有ac是正确的
C.只有bc是正确的
D.三种说法都是正确的
答案：D
解析：
解答：狭义相对论认为：物体所具有的一些物理量可以因所选参考系的不同而不同，但它们在不同的参考系中所遵从的物理规律却是相同的，即（1）（2）都是正确的.光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是相同的.即光在真空中沿任何方向的传播速度都是相同的.
分析：参考系是选来假定不动的物体，惯性系是相对地面静止或匀速运动的参考系，相对于地面做变速运动的参考系为非惯性系．根据参考系与惯性参考系的定义即可正确解答。
5.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
答案：AD
解析：
解答：经典力学适用于低速运动、宏观物体和弱引力的作用下的物体的运动．故AD正确，BC错误
分析：经典力学适用于宏观低速物体，不能适用于微观高速物体；相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，但并没有否认经典力学的意义．
6. 在狭义相对论中,下列说法正确的是( )
A.所有惯性系中基本规律都是等价的
B.在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关
C.在不同惯性系中,光在真空中沿不同方向传播速度不相同
D.质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态的改变而改变
答案：AB
解析：
解答：根据相对论的观点:在不同的惯性系中,一切物理规律都是相同的;且在一切惯性系中,光在真空中的传播速度都相等;质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态的改变而改变。故正确选项为A、B。
分析：狭义相对论的两基本假设：相对性原理和光速不变原理；有运动质量增加、尺缩效应、运动延迟效应．
7.下列物体的运动服从经典力学规律的是（ ）
A.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动
B.发射导弹、人造卫星、宇宙飞船的运动
C.物体运动的速率接近真空中的光速
D.能量的不连续现象
答案：AB
解析：
解答：经典力学规律只适用于宏观、低速物体的运动，所以A、B正确，C错误；能量的不连续现象涉及量子论，不适合用经典力学来解释，所以选项D错误.
分析：经典律规律适用范围是低速、宏观物体，不适用于高速、微观物体．低速与高速是相对于光速而言的．
8.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
答案：D
解析：
解答：在所有惯性系中，一切物理规律都是等价的，故D正确，C错误；经典物理规律是狭义相对论在低速状态下的一个近似，所以经典物理规律只适用于低速运动的物体，而经典物理中的速度合成公式也只适用于低速情况，故A、B均错误.
分析：经典律规律适用范围是低速、宏观物体，不适用于高速、微观物体．低速与高速是相对于光速而言的．
9.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 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 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
答案：CD
解析：
解答：根据光速不变原理可知，光速在不同惯性参考系中总是相同的.
分析：根据狭义相对论知光速不变原理求解．
10.设某人在以速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是（ ）
A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为
B.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为
C.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是
D.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是
答案：CD
解析：
解答：根据狭义相对论的两个基本假设之一；光速度不变原理可知，观察者在地面上、飞船中观测光的速度均为 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 ，故C、D正确，A、B错误.
分析：根据狭义相对论知光速不变原理求解．
11. 如图，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好的描述了梭镖穿过管子的情况的是( )
A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它
B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来
C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖
D．所有这些都与观察者的运动情况有关
答案：D
解析：
解答：“尺缩”效应公式l＝l0中的l和l0是具有相对性的，到底是管子收缩变短还是梭镖收缩变短，要看观察者所处的参考系。如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部。然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子。
分析：尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。
12. 下列关于经典力学的时空观说法正确的是( )
A.经典力学的时空观中,同时是绝对的,即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件,对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的
B.在经典力学的时空观中,空间间隔是绝对的,即任何事件(或物体的运动)所经历的时间,在不同的参考系中测量都是相同的,而与参考系的选取无关
C.在经典力学的时空观中,时间间隔是绝对的,即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同,那么空间两点距离是绝对的不变的量值,而与参考系选取有关
D.经典力学的时空观就是一个绝对的时空观,时间与空间、物体的运动无关
答案：ABD
解析：
解答：经典力学的时空观认为,时间、空间均是绝对的,与物体的运动状态无关。同时也是绝对的,即在一个参考系中同时发生的两个事件,对不同参考系中的观察者来说也是同时发生的,故A、B、D均正确,C错误。
分析：狭义相对论的几个基本结论：①钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；②尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．③质量变大：质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大．
13. 如图所示,你站在水平木杆AB的中央附近,并且看到木杆落在地面上时是两端同时着地的,所以,你认为这根木杆是平着落到了地面上;若此时飞飞正以接近光速的速度从你前面掠过,她看到B端比A端先落地,因而她认为木杆是向右倾斜着落地的。她的看法是( )
A.对的
B.错的
C.她应感觉到木杆在朝她运动
D.她应感觉到木杆在远离她运动
答案：AC
解析：
解答：当飞飞掠过木杆时,在她看来,木杆不仅在下落,而且还在朝她运动。因此,在你看来同时发生的两个事件,在飞飞看来首先在B端发生;到底在A和B端的两个事件是同时发生,还是在B端先发生 这一问题是没有意义的。因为运动是相对的,对运动的描述取决于选择的参考系。对于你来说木杆是平着下落的,对飞飞来说木杆是向右斜着下落的,虽然难以置信,但你和她都是正确的。
分析：根据狭义相对论的尺缩效应和运动延时效应进行分析即可．
14. 假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺,同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺,则下列说法正确的是 ( )
A.甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大
B.甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小
C.乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大
D.乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同
答案：B
解析：
解答：K系认为静止在K′系中的尺收缩,反之,K′系认为静止在K系中的尺收缩。
分析：根据狭义相对论的尺缩效应即在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点求解．
二、填空题
15． 的参考系称为惯性系，匀速运动的汽车、轮船等作为参考系时就是惯性系． 不成立的参考系称为非惯性系．例如我们坐在加速的车厢里，以车厢为参考系观察到路边的树木、房屋向后方加速运动，根据牛顿运动定律，房屋树木应该受到不为零的合外力作用，但事实上没有，也就是牛顿运动定律不成立，这里加速的车厢就是非惯性系．
答案：牛顿运动定律能够成立|牛顿运动定律
解析：
解答：牛顿运动定律能够成立的参考系称为惯性系，匀速运动的汽车、轮船等作为参考系时就是惯性系；牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系．
分析：加强概念的理解。
16．经典相对性原理： 规律在任何 中都是相同的．还可以表述为：在一个 内进行的任何力学实验都不能判断这个 是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性参考系都是 的．
答案：力学|惯性系|惯性参考系|惯性系|平权
解析：
解答：经典相对性原理力学规律在任何惯性系中都是相同的．还可以表述为：惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性参考系都是平权的．
分析：加强概念的理解。
17．狭义相对论的两个基本假设是： 、 .
答案：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的|真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
解析：
解答：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的、真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
分析：加强概念的理解。
18.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 .
答案：
解析：
解答：本题主要是考查了速度的相对性，确定一个物体速度的前提是参考系的选取，首先要分析知道甲是以乙为参考系的，然后转化为数学问题进行求解.设甲相对乙的速度为 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 ,则.
分析：根据选取同一参考系，并由速度的矢量性，从而即可求解．
19. 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.
答案：狭义相对论
解析：
解答：0世纪初，著名的物理学家爱因斯坦建立了狭义相对论使人们对时空观的认识产生了根本性的变革.
分析：加强概念的理解。
三、解答题
20.试述经典力学的时空观及所遇到的困难.
答案：经典力学的时空观认为：时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的.按该观点和伽利略的相对性原理，就会得到在不同的惯性系中所测得的光速是不同的.而实验事实却是光速不变，这样实验事实便与理论产生了矛盾，使经典力学时空观遇到了困难.
解析：
解答：经典力学的时空观认为：时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的.按该观点和伽利略的相对性原理，就会得到在不同的惯性系中所测得的光速是不同的.而实验事实却是光速不变，这样实验事实便与理论产生了矛盾，使经典力学时空观遇到了困难.
分析：经典力学的基础是牛顿运动定律，适用于宏观、低速、弱引力的情况。
21.请同学们考虑并回答以下几个问题：
①如图所示，参考系相对于参考系静止时，人看到的光速应是多少？
3 参考系 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 相对于参考系 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？
4 参考系 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 相对于参考系 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？
答案：根据狭义相对论理论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，都应是.
分析：狭义相对论的两个基本假设：①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理． ②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．
解析：
解答：根据狭义相对论理论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，都应是.
分析：狭义相对论的两个基本假设：①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理． ②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．
22.请同学们讨论一下狭义相对论为什么叫做假设而不叫做原理？
答案：虽然这两个假设可以由麦克尔孙—莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度.
解析：
解答：虽然这两个假设可以由麦克尔孙—莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度.
分析：在提出了假设之后，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理．
23.飞船在高空以c的速度向目标飞行，从飞船上向目标方向发射一个光信号，则在地面的观察者看光信号的速度是1.1c吗？
答案：由经典力学的相对性原理可知，光信号相对地面的速度，但这一结论是错误的．
根据光速不变原理，真空中的光速相对于飞船为c，相对于地面也为c，对不同惯性参考系是相同的，这一判断已被迈克耳孙—莫雷实验所证实．
方法总结 经典力学的结论具有一定的局限性，一般只适用于宏观物体的低速运动
解析：
解答：由经典力学的相对性原理可知，光信号相对地面的速度，但这一结论是错误的．
根据光速不变原理，真空中的光速相对于飞船为c，相对于地面也为c，对不同惯性参考系是相同的，这一判断已被迈克耳孙—莫雷实验所证实．
方法总结 经典力学的结论具有一定的局限性，一般只适用于宏观物体的低速运动
分析：根据狭义相对论知光速不变原理求解。
24.如图所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5 kg的小球，正随车厢以20 m/s的速度匀速前进.现在给小球一个水平向前的F=5 N的拉力作用，求经10 s时，车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少？
答案：对车上的观察者：
物体的初速，加速度。
10 s时的速度
对地上的观察者
方法一：物体初速度
加速度
10 s末速度
方法二：根据速度合成法则
解析：
解答：对车上的观察者：
物体的初速，加速度。
10 s时的速度
对地上的观察者
方法一：物体初速度
加速度
10 s末速度
方法二：根据速度合成法则
注意：在两个惯性系中，虽然观察到的结果并不相同，一个，另一个，但我们却用了同样的运动定律和速度合成法则.也就是说，力学规律在任何惯性系中都是相同的.
分析：参考系不同物体的运动就有所不同，所以选择怎样的参考系是解决问题要注意的，在高中物理中，一般选取地面或地面上的物体为参考系，这也是牛顿经典力学适用的范围。
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人教版物理高三选修3-4第十五章
第一节相对论的诞生同步练习
一、多选题
1. 关于时间和空间，在学习狭义相对论后我们应认识到( )
A．因为时间是绝对的，所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的
B．空间与时间之间是没有联系的
C．有物质才有空间和时间
D．在一个确定的参考系中观察，运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关
答案：CD
解析：
解答：经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间与时间之间也是没有联系的，在相对论力学中，时间和空间是和物质的运动相联系的．只有在物质存在时才有空间和时间的概念，时间和空间是相互联系且是相对的．
分析：1、狭义相对论的两个基本假设：
1 物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．
②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．2、狭义相对论的几个基本结论：
①钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；
②尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．
2 质量变大：质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大。
2. 通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的有( )
A．停在地面上的汽车
B．绕地球做匀速圆周运动的飞船
C．在大海上匀速直线航行的轮船
D．以较大速度匀速运动的磁悬浮列车
答案：B
解析：
解答：绕地球做匀速圆周运动的飞船，相对地球做的是变加速曲线运动，因而是非惯性系，牛顿定律在非惯性系中不适用。
分析：参考系是选来假定不动的物体，惯性系是相对地面静止或匀速运动的参考系，相对于地面做变速运动的参考系为非惯性系．根据参考系与惯性参考系的定义即可正确解答。
3. 如果牛顿运动定律在参考系A中成立,而参考系B相对于A做匀速直线运动,则在参考系B中( )
A.牛顿运动定律也同样成立
B.牛顿运动定律不能成立
C.A和B两个参考系中,一切物理定律都是相同的
D.参考系B也是惯性参考系
答案：ACD
解析：
解答：参考系A是惯性参考系,而参考系B相对于A做匀速直线运动,因而参考系B也是惯性参考系,D正确;根据狭义相对论原理知,在不同的惯性参考系中一切物理定律都是相同的,A、C正确,B错误。
分析：参考系是选来假定不动的物体，惯性系是相对地面静止或匀速运动的参考系，相对于地面做变速运动的参考系为非惯性系．根据参考系与惯性参考系的定义即可正确解答。
4.下列几种说法：
a所有惯性系统对物理基本规律都是等价的.
b在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.
c在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同.
关于上述说法( )
A.只有ab是正确的
B.只有ac是正确的
C.只有bc是正确的
D.三种说法都是正确的
答案：D
解析：
解答：狭义相对论认为：物体所具有的一些物理量可以因所选参考系的不同而不同，但它们在不同的参考系中所遵从的物理规律却是相同的，即（1）（2）都是正确的.光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是相同的.即光在真空中沿任何方向的传播速度都是相同的.
分析：参考系是选来假定不动的物体，惯性系是相对地面静止或匀速运动的参考系，相对于地面做变速运动的参考系为非惯性系．根据参考系与惯性参考系的定义即可正确解答。
5.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
答案：AD
解析：
解答：经典力学适用于低速运动、宏观物体和弱引力的作用下的物体的运动．故AD正确，BC错误
分析：经典力学适用于宏观低速物体，不能适用于微观高速物体；相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，但并没有否认经典力学的意义．
6. 在狭义相对论中,下列说法正确的是( )
A.所有惯性系中基本规律都是等价的
B.在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关
C.在不同惯性系中,光在真空中沿不同方向传播速度不相同
D.质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态的改变而改变
答案：AB
解析：
解答：根据相对论的观点:在不同的惯性系中,一切物理规律都是相同的;且在一切惯性系中,光在真空中的传播速度都相等;质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态的改变而改变。故正确选项为A、B。
分析：狭义相对论的两基本假设：相对性原理和光速不变原理；有运动质量增加、尺缩效应、运动延迟效应．
7.下列物体的运动服从经典力学规律的是（ ）
A.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动
B.发射导弹、人造卫星、宇宙飞船的运动
C.物体运动的速率接近真空中的光速
D.能量的不连续现象
答案：AB
解析：
解答：经典力学规律只适用于宏观、低速物体的运动，所以A、B正确，C错误；能量的不连续现象涉及量子论，不适合用经典力学来解释，所以选项D错误.
分析：经典律规律适用范围是低速、宏观物体，不适用于高速、微观物体．低速与高速是相对于光速而言的．
8.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
答案：D
解析：
解答：在所有惯性系中，一切物理规律都是等价的，故D正确，C错误；经典物理规律是狭义相对论在低速状态下的一个近似，所以经典物理规律只适用于低速运动的物体，而经典物理中的速度合成公式也只适用于低速情况，故A、B均错误.
分析：经典律规律适用范围是低速、宏观物体，不适用于高速、微观物体．低速与高速是相对于光速而言的．
9.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 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 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
答案：CD
解析：
解答：根据光速不变原理可知，光速在不同惯性参考系中总是相同的.
分析：根据狭义相对论知光速不变原理求解．
10.设某人在以速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是（ ）
A.飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为
B.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为
C.在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是
D.在地面上任何地方的观察者看到的光速都是
答案：CD
解析：
解答：根据狭义相对论的两个基本假设之一；光速度不变原理可知，观察者在地面上、飞船中观测光的速度均为 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 ，故C、D正确，A、B错误.
分析：根据狭义相对论知光速不变原理求解．
11. 如图，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好的描述了梭镖穿过管子的情况的是( )
A．梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它
B．管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来
C．两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖
D．所有这些都与观察者的运动情况有关
答案：D
解析：
解答：“尺缩”效应公式l＝l0中的l和l0是具有相对性的，到底是管子收缩变短还是梭镖收缩变短，要看观察者所处的参考系。如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部。然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子。
分析：尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。
12. 下列关于经典力学的时空观说法正确的是( )
A.经典力学的时空观中,同时是绝对的,即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件,对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的
B.在经典力学的时空观中,空间间隔是绝对的,即任何事件(或物体的运动)所经历的时间,在不同的参考系中测量都是相同的,而与参考系的选取无关
C.在经典力学的时空观中,时间间隔是绝对的,即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同,那么空间两点距离是绝对的不变的量值,而与参考系选取有关
D.经典力学的时空观就是一个绝对的时空观,时间与空间、物体的运动无关
答案：ABD
解析：
解答：经典力学的时空观认为,时间、空间均是绝对的,与物体的运动状态无关。同时也是绝对的,即在一个参考系中同时发生的两个事件,对不同参考系中的观察者来说也是同时发生的,故A、B、D均正确,C错误。
分析：狭义相对论的几个基本结论：①钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；②尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．③质量变大：质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大．
13. 如图所示,你站在水平木杆AB的中央附近,并且看到木杆落在地面上时是两端同时着地的,所以,你认为这根木杆是平着落到了地面上;若此时飞飞正以接近光速的速度从你前面掠过,她看到B端比A端先落地,因而她认为木杆是向右倾斜着落地的。她的看法是( )
A.对的
B.错的
C.她应感觉到木杆在朝她运动
D.她应感觉到木杆在远离她运动
答案：AC
解析：
解答：当飞飞掠过木杆时,在她看来,木杆不仅在下落,而且还在朝她运动。因此,在你看来同时发生的两个事件,在飞飞看来首先在B端发生;到底在A和B端的两个事件是同时发生,还是在B端先发生 这一问题是没有意义的。因为运动是相对的,对运动的描述取决于选择的参考系。对于你来说木杆是平着下落的,对飞飞来说木杆是向右斜着下落的,虽然难以置信,但你和她都是正确的。
分析：根据狭义相对论的尺缩效应和运动延时效应进行分析即可．
14. 假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺,同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺,则下列说法正确的是 ( )
A.甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大
B.甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小
C.乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大
D.乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同
答案：B
解析：
解答：K系认为静止在K′系中的尺收缩,反之,K′系认为静止在K系中的尺收缩。
分析：根据狭义相对论的尺缩效应即在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点求解．
二、填空题
15． 的参考系称为惯性系，匀速运动的汽车、轮船等作为参考系时就是惯性系． 不成立的参考系称为非惯性系．例如我们坐在加速的车厢里，以车厢为参考系观察到路边的树木、房屋向后方加速运动，根据牛顿运动定律，房屋树木应该受到不为零的合外力作用，但事实上没有，也就是牛顿运动定律不成立，这里加速的车厢就是非惯性系．
答案：牛顿运动定律能够成立|牛顿运动定律
解析：
解答：牛顿运动定律能够成立的参考系称为惯性系，匀速运动的汽车、轮船等作为参考系时就是惯性系；牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系．
分析：加强概念的理解。
16．经典相对性原理： 规律在任何 中都是相同的．还可以表述为：在一个 内进行的任何力学实验都不能判断这个 是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性参考系都是 的．
答案：力学|惯性系|惯性参考系|惯性系|平权
解析：
解答：经典相对性原理力学规律在任何惯性系中都是相同的．还可以表述为：惯性参考系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动；或者说，任何惯性参考系都是平权的．
分析：加强概念的理解。
17．狭义相对论的两个基本假设是： 、 .
答案：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的|真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
解析：
解答：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的、真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
分析：加强概念的理解。
18.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 .
答案：
解析：
解答：本题主要是考查了速度的相对性，确定一个物体速度的前提是参考系的选取，首先要分析知道甲是以乙为参考系的，然后转化为数学问题进行求解.设甲相对乙的速度为 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 ,则.
分析：根据选取同一参考系，并由速度的矢量性，从而即可求解．
19. 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.
答案：狭义相对论
解析：
解答：0世纪初，著名的物理学家爱因斯坦建立了狭义相对论使人们对时空观的认识产生了根本性的变革.
分析：加强概念的理解。
三、解答题
20.试述经典力学的时空观及所遇到的困难.
答案：经典力学的时空观认为：时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的.按该观点和伽利略的相对性原理，就会得到在不同的惯性系中所测得的光速是不同的.而实验事实却是光速不变，这样实验事实便与理论产生了矛盾，使经典力学时空观遇到了困难.
解析：
解答：经典力学的时空观认为：时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的.按该观点和伽利略的相对性原理，就会得到在不同的惯性系中所测得的光速是不同的.而实验事实却是光速不变，这样实验事实便与理论产生了矛盾，使经典力学时空观遇到了困难.
分析：经典力学的基础是牛顿运动定律，适用于宏观、低速、弱引力的情况。
21.请同学们考虑并回答以下几个问题：
①如图所示，参考系相对于参考系静止时，人看到的光速应是多少？
3 参考系 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 相对于参考系 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？
4 参考系 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 相对于参考系 QUOTE EMBED Equation.DSMT4 以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？
答案：根据狭义相对论理论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，都应是.
分析：狭义相对论的两个基本假设：①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理． ②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．
解析：
解答：根据狭义相对论理论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，都应是.
分析：狭义相对论的两个基本假设：①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理． ②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光（在真空中）的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．
22.请同学们讨论一下狭义相对论为什么叫做假设而不叫做原理？
答案：虽然这两个假设可以由麦克尔孙—莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度.
解析：
解答：虽然这两个假设可以由麦克尔孙—莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度.
分析：在提出了假设之后，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它们才能成为真正意义上的原理．
23.飞船在高空以c的速度向目标飞行，从飞船上向目标方向发射一个光信号，则在地面的观察者看光信号的速度是1.1c吗？
答案：由经典力学的相对性原理可知，光信号相对地面的速度，但这一结论是错误的．
根据光速不变原理，真空中的光速相对于飞船为c，相对于地面也为c，对不同惯性参考系是相同的，这一判断已被迈克耳孙—莫雷实验所证实．
方法总结 经典力学的结论具有一定的局限性，一般只适用于宏观物体的低速运动
解析：
解答：由经典力学的相对性原理可知，光信号相对地面的速度，但这一结论是错误的．
根据光速不变原理，真空中的光速相对于飞船为c，相对于地面也为c，对不同惯性参考系是相同的，这一判断已被迈克耳孙—莫雷实验所证实．
方法总结 经典力学的结论具有一定的局限性，一般只适用于宏观物体的低速运动
分析：根据狭义相对论知光速不变原理求解。
24.如图所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5 kg的小球，正随车厢以20 m/s的速度匀速前进.现在给小球一个水平向前的F=5 N的拉力作用，求经10 s时，车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少？
答案：对车上的观察者：
物体的初速，加速度。
10 s时的速度
对地上的观察者
方法一：物体初速度
加速度
10 s末速度
方法二：根据速度合成法则
解析：
解答：对车上的观察者：
物体的初速，加速度。
10 s时的速度
对地上的观察者
方法一：物体初速度
加速度
10 s末速度
方法二：根据速度合成法则
注意：在两个惯性系中，虽然观察到的结果并不相同，一个，另一个，但我们却用了同样的运动定律和速度合成法则.也就是说，力学规律在任何惯性系中都是相同的.
分析：参考系不同物体的运动就有所不同，所以选择怎样的参考系是解决问题要注意的，在高中物理中，一般选取地面或地面上的物体为参考系，这也是牛顿经典力学适用的范围。
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