第六章 第一节 牛顿眼中的世界 第二节 爱因斯坦眼中的世界 第1课时 同步练习 (含答案解析) (1)

第一节
牛顿眼中的世界
第二节
爱因斯坦眼中的世界
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.下列说法中正确的是（
）
A.17世纪末期，以经典力学、热力学与统计物理学、电磁场理论为主要内容的物理学形成了完整的科学体系
B.1632年爱因斯坦发表了《关于两个世界体系的对话》
C.牛顿运动定律仅在惯性系中才能成立
D.力学规律在任何惯性系中都是相同的,这个论述叫做伽利略相对性原理
2.下列哪些说法符合狭义相对论的假设（
）
A.在不同的惯性系中，一切力学规律都是相同的
B.在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的
C.在不同的惯性系中，真空中的光速都是相同的
D.在不同的惯性系中，真空中的光速都是不同的
3.关于电磁波，下列说法正确的是（
）
A.电磁波与机械波一样都有衍射、干涉现象，所以它们没有本质的区别
B.在一个与光速方向相对运动速度为的参考系中，电磁波的传播速度为或
C.电磁场是独立的实体，不依附在任何载体中
D.伽利略相对性原理包括电磁规律和一切其他物理规律
4.下列几种说法：
(1)所有惯性系统对物理基本规律都是等价的.
(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关.
(3)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(1)(2)是正确的
B.只有(1)(3)是正确的
C.只有(2)(3)是正确的
D.三种说法都是正确的
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
6.下列说法中正确的是（
）
A.相对性原理能简单而自然地解释电磁学的问题
B.在真空中，若物体以速度背离光源运动，则光相对物体的速度为
C.在真空中，若光源向着观察者以速度运动，则光相对于观察者的速度为
D.麦克耳孙—莫雷实验得出的结果是：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的
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
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
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
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
10.设某人在以速度为0.5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1.5
B.飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5
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
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.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
.
12.20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.
三、计算题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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）
13.（11分）试述经典力学的时空观及所遇到的困难.
14.（14分）请同学们考虑并回答以下几个问题：
(1)如图1所示，参考系相对于参考系静止时，人看到的光速应是多少？
图1
(2)参考系相对于参考系以速度向右运动，人看到的光速应是多少？
(3)参考系相对于参考系以速度向左运动，人看到的光速又是多少？
15.（11分）（讨论题）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？

16.（12分）如图2所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为=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=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？
图2







第一节
牛顿眼中的世界
第二节
爱因斯坦眼中的世界
答题纸
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11．
12.
三、计算题
13
14.
15
16.
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爱因斯坦眼中的世界
参考答案
一、选择题
1.CD
2.ABC
3.C
4.D
解析：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.
5.AD
6.D
7.AB
解析：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.
8.D
解析：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.
9.CD
解析：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.
10.
CD
解析：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，故C、D正确，A、B错误.
二、填空题
11.3.5
m/s
解析：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,则m/sm/s
m/s.
12.狭义相对论
三、计算题
13.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.
14.三种情况都是
解析：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.
15.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.
16.10
m/s
30
m/s
解析：对车上的观察者：
物体的初速，加速度=1
m/s2.
10
s时的速度10
m/s
对地上的观察者
方法一：物体初速度=20
m/s
加速度
m/s?2
10
s末速度30
m/s
方法二：根据速度合成法则
m/s=30
m/s
注意：在两个惯性系中，虽然观察到的结果并不相同，一个10
m/s，另一个30
m/s，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.