5相對論時空觀與牛頓力學的局限性

5相對論時空觀與牛頓力學的局限性A級必備知識基礎練1.(2021山西太原高一期末)按照相對論的時空觀,下列說法正確的是()A.時間和空間都是獨立于物體及其運動而存在的B.在不同的慣性參考系中,光的傳播速度都是相同的C.運動物體的長度跟物體的運動快慢無關D.在高速運動的飛機上,原子鐘的計時會變快2.(2021江蘇阜寧高一期中)如圖所示,按照狹義相對論的觀點,火箭B是“追趕”光飛行的;火箭A是“迎著”光飛行的。若火箭相對地面的速度均為v,則兩火箭上的觀察者測出的光速分別為()A.c+v,cv B.c,cC.cv,c+v D.無法確定3.假設地面上有一列火車以接近光速的速度運行,其內(nèi)站立著一個中等身材的人,站在路旁的人觀察車里的人,觀察的結果是()A.這個人是一個矮胖子B.這個人是一個瘦高個子C.這個人矮但不胖D.這個人瘦但不高4.(2021江蘇無錫高一期末)如圖所示,兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行,相對地面的速度均為v(v接近光速c)。地面上測得它們相距為L,根據(jù)相對論時空觀,則A測得兩飛船間的距離()A.大于L B.等于LC.小于L D.與v無關5.(2021江蘇常熟高一期中)慣性系S中有一邊長為L的立方體,從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上觀察該立方體的形狀是()6.如果飛船以0.75c的速度從你身邊飛過,飛船上的人看飛船上的一個燈亮了10min,你觀測到這個燈亮的時間約為多少?7.一枚靜止時長30m的火箭以0.6c的速度從觀察者的身邊掠過,則火箭上的人測得火箭的長度為多少?觀察者測得火箭的長度為多少?B級關鍵能力提升練8.(多選)(2021福建莆田高一期中)以下說法正確的是()A.經(jīng)典力學理論普遍適用,大到天體,小到微觀粒子B.相對論與量子力學否定了經(jīng)典力學理論C.在經(jīng)典力學中,物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而改變D.經(jīng)典力學理論具有一定的局限性9.(多選)下列關于經(jīng)典力學、狹義相對論和量子力學的說法正確的是()A.牛頓運動定律不適用于研究天問一號探測器的發(fā)射B.經(jīng)典物理學是相對論在低速運動條件下的特殊情形C.狹義相對論和量子力學的出現(xiàn)徹底否定了經(jīng)典力學D.真空中光速在不同的慣性參考系中是相同的10.如圖所示,沿平直鐵路有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛,當鐵塔B發(fā)出一個閃光,列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A.同時被照亮 B.A先被照亮C.C先被照亮 D.無法判斷11.在一個高速旋轉的巨大轉盤上放置三個完全相同的時鐘,a放在轉軸處,b放在中間,c放在邊緣處,如圖所示。對于地面上的觀察者,根據(jù)相對論認為三個時鐘的快慢情況,下列說法正確的是()A.a鐘最快,b、c鐘一樣慢B.a鐘最慢,b、c鐘一樣快C.a鐘最快,c鐘最慢D.a鐘最慢,c鐘最快12.(2021江蘇徐州高一期末)如圖所示,一同學在教室上課,教室的長度為9m,教室中間位置有一光源。有一飛行器從前向后高速通過教室外側,已知光速為c,飛行器中的飛行員認為()A.教室中的時鐘變快B.教室的長度大于9mC.從光源發(fā)出的光先到達教室后壁D.光源發(fā)出的光,向后的速度小于c13.如果航天員以接近于光速的速度朝某一星體飛行,如圖所示。下列說法正確的是()A.航天員根據(jù)自己的質(zhì)量在增加發(fā)覺自己在運動B.航天員根據(jù)自己的心臟跳動在慢下來發(fā)覺自己在運動C.航天員根據(jù)自己在變小發(fā)覺自己在運動D.航天員永遠不能由自身的變化知道自己的速度

5相對論時空觀與牛頓力學的局限性1.B相對論的時空觀認為時間和空間與物體及其運動都有關系,故A錯誤;相對論的時空觀認為在不同的慣性參考系中,光的傳播速度都是相同的,故B正確;相對論的時空觀認為運動物體的長度跟物體的運動快慢有關,故C錯誤;相對論的時空觀認為在高速運動的飛機上,原子鐘的計時會變慢,故D錯誤。2.B根據(jù)狹義相對論的觀點,光速不變,即光速的大小與觀察者的運動無關,所以兩火箭上的觀察者測出的光速都是c,故選B。3.D由公式l=l01-(vc)

2可知,4.A根據(jù)L=L01-(vc)

2,L0為在相對靜止參考系中的長度,L為在相對運動參考系中的長度,地面上測得它們相距為L,是以高速飛船為參考系,而A5.D根據(jù)相對論效應可知,沿x軸方向正方形邊長縮短,沿y軸方向正方形邊長不變。故選D。6.答案約15min解析設觀測燈亮的時間為τ,則τ=τ01-vc2=7.答案30m24m解析一枚靜止時長30m的火箭以0.6c的速度從觀察者的身邊掠過,根據(jù)狹義相對論得火箭上的人測得火箭的長度為30m。根據(jù)長度收縮效應L=L01-v2c2得觀察者測得火箭的長度8.CD經(jīng)典力學理論適用于宏觀物體,不適用于微觀粒子,A錯誤;相對論并沒有否定經(jīng)典力學,而是在其基礎上發(fā)展起來的,有各自的成立范圍,B錯誤;在相對論中,物體的質(zhì)量隨運動狀態(tài)而改變,在經(jīng)典力學中,物體的質(zhì)量與運動狀態(tài)無關,C正確;經(jīng)典力學理論具有一定的局限性,對高速微觀粒子不適用,D正確。9.BD牛頓運動定律屬于經(jīng)典力學的研究范疇,適用于宏觀、低速運動的物體,低速和高速的標準是相對于光速而言的,可判定牛頓運動定律適用于研究天問一號探測器的發(fā)射,A錯誤;相對論和量子力學的出現(xiàn),并沒有否定經(jīng)典力學,經(jīng)典物理學是相對論在低速運動條件下的特殊情形,B正確,C錯誤﹔根據(jù)狹義相對論的光速不變原理,真空中光速在不同的慣性參考系中是相同的,D正確。10.C列車上觀測者以列車為參考系,鐵塔A、B、C沿CA方向以接近光速運動,根據(jù)光速不變原理,鐵塔B發(fā)出的閃光向A和C均以光速c傳播,而A是遠離光線運動,C是向著光線運動,在列車上的觀測者看來,光傳播到A的距離長一些,傳播到C的距離短些,所以光線先傳播到C,即鐵塔C先被照亮,選項C正確。11.C根據(jù)公式Δt=Δτ1-vc2,地面上的觀察者認為c鐘走得最慢,因為它相對觀察者的速度最大;b鐘比c鐘快一些,而12.C根據(jù)愛因斯坦的相對論,可知飛行器中的飛行員認為看到教室中的時鐘變慢,教室的長度變短,即長度小于9m,選項A、B錯誤;教室中