粤教版物理必修2课时训练20经典力学的成就与局限性 经典时空观与相对论时空观

课时训练20　经典力学的成就与局限性
经典时空观与相对论时空观
基础夯实
1.经典力学只适用于“低速”和“宏观世界”,这里的“宏观世界”是指(　　)
A.行星、恒星、星系等巨大的物质领域
B.地球表面的物质世界
C.人眼能看到的物质世界
D.不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界
答案:D
解析:在物理学中,宏观世界一般是指不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界.只有选项D正确.
2.下列说法中不属于经典时空观的观点是(　　)
A.世界的过去、现在和将来都只有量的变化,而不会发生质的变化
B.时间和空间不依赖人们的意识而存在
C.时间和空间是绝对的
D.时间和空间是紧密联系、不可分割的
答案:D
解析:经典时空观认为时间和空间都是与外界事物无关的、绝对的,选项A、B、C属于经典时空观;选项D属于相对论时空观.
3.(多选)下列说法符合狭义相对论的假设的是(　　)
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,物理规律一般是不同的
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
答案:AC
解析:在不同的惯性系中,一切物理规律都是相同的,选项A正确,选项B错误;在不同惯性系中,真空中的光速不变,选项C正确,选项D错误.
4.(多选)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而改变
答案:AB
解析: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而改变.故正确选项为A、B.
5.惯性系S中有一边长为l的正方形,从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是(　　)
答案:C
解析:根据相对论的尺缩效应,可知沿速度方向(即x方向)的长度变短了,而垂直于速度方向(即y方向)的长度不变,故选项C正确.
能力提升
6.
如果你以接近于光速的恒定速度朝某一星体飞行,如图所示,你可以根据下述哪些变化发觉自己是在运动(　　)
A.你的质量在增加
B.你的心脏跳动在慢下来
C.以上两种变化同时发生
D.你永远不能由自身的变化知道你的速度
答案:D
解析:相对论的基本概念是,当你被关在一个封闭的房子中时,你绝对无法知道房子是否在做匀速运动.当房子突然停止运动时,关在其中的人是能够感知这一点的;当房子突然开始运动时,其内部的人也能有感觉;当房子旋转时,关在其内部的人也能说出它在转动.但如果房子是在做匀速直线运动,即没有任何加速度,则在其内部的人就无法知道房子是否在移动.即使房子有一个窗户,你从窗户向外看,看见某些东西在朝你移动,但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动,还是这些东西在向你的房子移动.
7.如图所示,强强乘速度为0.9c(c为真空中的光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.0.4c
B.0.5c
C.0.9c
D.1.0c
答案:D
解析:根据爱因斯坦的狭义相对论,在一切惯性系中,光在真空中的传播速度都等于c.故选项D正确.
8.(多选)设某人在以速度为0.5c的飞船中,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源的速度为1.5c
B.飞船正后方地面上的观察者看到这一光源的速度为0.5c
C.在垂直飞船前进方向上的观察者看到这一光源的速度是c
D.在地面上任何地方的观察者看到这一光源的速度都是c
答案:CD
解析:根据狭义相对论的基本假设——光速不变原理可知,真空中的光速相对于飞船的速度为c,相对于地面的速度也为c,对不同的惯性系是相同的,因此选项C、D正确,选项A、B错误.
9.(多选)在狭义相对论中,下列说法正确的有(　　)
A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速
B.质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关
C.时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关
D.在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件,在其他一切惯性系中也是同时发生的
答案:AB
解析:根据狭义相对论,光速是速度的极限值,所以A正确;根据狭义相对论,长度、质量、时间间隔都与运动状态有关,且都给出了具体的速度公式,所以B对,C错;同时是相对的,D错.正确选项为A、B.
10.(多选)对于公式m=,下列说法中正确的是(　　)(导学号51100116)
A.式中的m0是物体以速度v运动时的质量
B.当物体的运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用,是不正确的
C.当物体以较小速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速的速度运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动
D.通常由于物体的运动速度很小,故质量的变化引不起我们的感觉.在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化
答案:CD
解析:公式中m0是物体静止时的质量,m是物体以速度v运动时的质量,选项A错误;由公式可知,只有当v接近光速时,物体的质量变化才明显,一般情况下物体的质量变化十分微小,经典力学仍然适用,选项B错误,选项C、D正确.