高中物理培優(yōu)講義11A相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性基礎(chǔ)版

相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性知識(shí)點(diǎn)：相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性一、相對(duì)論時(shí)空觀1.19世紀(jì)，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋根據(jù)電磁場(chǎng)理論預(yù)言了電磁波的存在，并證明電磁波的傳播速度等于光速c.2.1887年邁克耳孫—莫雷實(shí)驗(yàn)以及其他一些實(shí)驗(yàn)表明：在不同的參考系中，光的傳播速度都是一樣的！這與牛頓力學(xué)中不同參考系之間的速度變換關(guān)系不符(填“相符”或“不符”).3.愛因斯坦假設(shè)：在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是相同的.4.時(shí)間延緩效應(yīng)(1)如果相對(duì)于地面以v運(yùn)動(dòng)的慣性參考系上的人觀察到與其一起運(yùn)動(dòng)的物體完成某個(gè)動(dòng)作的時(shí)間間隔為Δτ，地面上的人觀察到該物體在同一地點(diǎn)完成這個(gè)動(dòng)作的時(shí)間間隔為Δt，那么兩者之間的關(guān)系是Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v,c)2)).(2)Δt與Δτ的關(guān)系總有Δt＞Δτ，即物理過程的快慢(時(shí)間進(jìn)程)與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)5.長(zhǎng)度收縮效應(yīng)：(1)如果與桿相對(duì)靜止的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l0，沿著桿的方向，以v相對(duì)桿運(yùn)動(dòng)的人測(cè)得桿長(zhǎng)是l，那么兩者之間的關(guān)系是l＝l0eq\r(1－\f(v,c)2).(2)l與l0的關(guān)系總有l(wèi)＜l0，即運(yùn)動(dòng)物體的長(zhǎng)度(空間距離)跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān).(填“無關(guān)”或“有關(guān)”)二、牛頓力學(xué)的成就與局限性1.牛頓力學(xué)的成就：牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律，萬有引力定律的建立與應(yīng)用更是確立了人們對(duì)牛頓力學(xué)的尊敬.2.牛頓力學(xué)局限性：牛頓力學(xué)的適用范圍是低速(填“高速”或“低速”)運(yùn)動(dòng)的宏觀(填“宏觀”或“微觀”)物體.(1)當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有些與牛頓力學(xué)的結(jié)論不相同.(2)電子、質(zhì)子、中子等微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用牛頓力學(xué)來說明.3.牛頓力學(xué)不會(huì)被新的科學(xué)成就所否定，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度遠(yuǎn)小于光速c時(shí)，相對(duì)論物理學(xué)與牛頓力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別.技巧點(diǎn)撥一、相對(duì)論時(shí)空觀1.低速與高速(1)低速：通常所見物體的運(yùn)動(dòng)，如行駛的汽車、發(fā)射的導(dǎo)彈、人造地球衛(wèi)星及宇宙飛船等物體皆為低速運(yùn)動(dòng)物體.(2)高速：有些微觀粒子在一定條件下其速度可以與光速相接近，這樣的速度稱為高速.2.相對(duì)論的兩個(gè)效應(yīng)(1)時(shí)間延緩效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘會(huì)變慢，即Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\f(v,c)2)).(2)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度會(huì)收縮，即l＝l0eq\r(1－\f(v,c)2).3.對(duì)于低速運(yùn)動(dòng)的物體，相對(duì)論效應(yīng)可以忽略不計(jì)，一般用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律來處理；對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)問題，經(jīng)典力學(xué)不再適用，需要用相對(duì)論知識(shí)來處理.二、牛頓力學(xué)的成就與局限性1.經(jīng)典力學(xué)的成就(1)經(jīng)典力學(xué)體系是時(shí)代的產(chǎn)物，是現(xiàn)代機(jī)械、土木建筑、交通運(yùn)輸以至航空航天技術(shù)的理論基礎(chǔ).(2)經(jīng)典力學(xué)的思想方法對(duì)藝術(shù)、政治、哲學(xué)等社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域也有巨大影響.2.經(jīng)典力學(xué)的局限性及適用范圍(1)經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體，相對(duì)論闡述物體在以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律.(2)經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀世界；量子力學(xué)能夠正確描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.3.相對(duì)論和量子力學(xué)沒有否定經(jīng)典力學(xué)(1)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí)，相對(duì)論物理學(xué)與經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別；(2)當(dāng)?shù)慕Y(jié)論沒有區(qū)別.(3)相對(duì)論和量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)是二者在一定條件下的特殊情形例題精練1．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性的有關(guān)說法不正確的是（）A．經(jīng)典力學(xué)又稱牛頓力學(xué) B．與經(jīng)典力學(xué)體系相適應(yīng)，牛頓建立了絕對(duì)時(shí)空觀 C．經(jīng)典力學(xué)能解釋微觀世界豐富多彩的現(xiàn)象 D．經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀（＞10﹣10m）、低速（v?c）、弱引力場(chǎng)（例如地球附近）【分析】明確經(jīng)典力學(xué)的基本內(nèi)容，知道其局限性即可正確求解?！窘獯稹拷猓篈、經(jīng)典力學(xué)的基本定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律或與牛頓定律有關(guān)且等價(jià)的其他力學(xué)原理，所以經(jīng)典力學(xué)又稱牛頓力學(xué)，故A正確；B、經(jīng)典力學(xué)有兩個(gè)基本假定，其中之一就是假定時(shí)間和空間是絕對(duì)的，故B正確；C、一般來說，經(jīng)典力學(xué)適用于弱引力場(chǎng)中的宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)。并不適用于微觀，故C錯(cuò)誤；D、經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀（＞10﹣10m）、低速（v＜＜c）、弱引力場(chǎng)（例如地球附近），故D正確。本題選不正確的，故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查經(jīng)典力學(xué)的局限性，要注意明確經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速物體，不適用于微觀高速物體。2．（2021春?豐臺(tái)區(qū)期中）下列運(yùn)動(dòng)中，牛頓力學(xué)規(guī)律適用的是（）A．研究原子中電子的運(yùn)動(dòng) B．高能粒子（速度較大）進(jìn)一步加速 C．粒子接近光速的運(yùn)動(dòng) D．嫦娥一號(hào)探月衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)【分析】根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍：（1）只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體（與光速比速度較低）；（2）只適用于宏觀物體，牛頓第二定律不適用于微觀原子；（3）參照系應(yīng)為慣性系?！窘獯稹拷猓号ｎD第二定律適用于宏觀低速的物體，不適用于微觀高速的物體，故只有嫦娥一號(hào)探月衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，牛頓力學(xué)規(guī)律是適用的，其他三適均不適用，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍，牢記牛頓力學(xué)規(guī)律適用于宏觀低速物體即可。隨堂練習(xí)1．（2021春?玄武區(qū)校級(jí)月考）下列運(yùn)動(dòng)中不能用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律描述的是（）A．子彈的飛行 B．粒子接近光速的運(yùn)動(dòng) C．人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng) D．和諧號(hào)從南通向上海飛馳【分析】經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是宏觀、低速情形，高速情形要用相對(duì)論，微觀粒子運(yùn)動(dòng)要用量子力學(xué)．【解答】解：子彈的飛行、和諧號(hào)的運(yùn)動(dòng)及人造衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)，都屬于宏觀低速，經(jīng)典力學(xué)能適用，而粒子接近光速的運(yùn)動(dòng)，不能適用于經(jīng)典力學(xué)，故ACD錯(cuò)誤，B正確；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，從相對(duì)論角度來說，時(shí)間延長(zhǎng)、空間縮短、質(zhì)量增加，不能適用于經(jīng)典力學(xué)．2．（2020秋?嘉定區(qū)期末）經(jīng)典力學(xué)有一定的局限性。當(dāng)物體以下列速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)典力學(xué)不再適用的是（）A．2.5×10﹣1m/s B．2.5×102m/s C．2.5×105m/s D．2.5×108m/s【分析】經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體?！窘獯稹拷猓航?jīng)典力學(xué)只適用于宏觀低速，物體速度接近光速c＝3×108m/s時(shí)不再適用，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選：D。【點(diǎn)評(píng)】解答本題的關(guān)鍵是知道經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體。3．（2015秋?海門市校級(jí)期中）如圖所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對(duì)地面的速度均為v（v接近光速c）．地面上測(cè)得它們相距為L(zhǎng)，則A測(cè)得兩飛船間的距離（）A．大于L B．等于L C．小于L D．不能確定【分析】根據(jù)長(zhǎng)度的相對(duì)性即可判斷兩飛船間的距離．【解答】解：根據(jù)相對(duì)性長(zhǎng)度的公式：L＝，L0為在相對(duì)靜止參考系中的長(zhǎng)度，L為在相對(duì)運(yùn)動(dòng)參考系中的長(zhǎng)度。地面上測(cè)得它們相距為L(zhǎng)，是以地面為參考系，飛船的速度是v，二者相對(duì)是運(yùn)動(dòng)的；而A測(cè)得的長(zhǎng)度是以飛船A為參考系，B相對(duì)于A是靜止的，屬于靜止參考系的長(zhǎng)度L0，所以大于L。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了相對(duì)論等知識(shí)點(diǎn)，難度不大，是高考的熱點(diǎn)問題，解答該題的關(guān)鍵是理解公式L＝中各個(gè)物理量的意義．4．（2020春?寧波期末）經(jīng)典力學(xué)有一定的局限性，下列情境中經(jīng)典力學(xué)不適用的是（）A．小朋友坐滑梯下滑 B．輪船在大海上航行 C．宇宙粒子接近光速運(yùn)動(dòng) D．子彈在空中高速飛行【分析】根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍進(jìn)行分析，明確經(jīng)典力學(xué)的局限性即可正確分析求解?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍：（1）只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體（與光速比速度較低）；（2）只適用于宏觀物體，牛頓第二定律不適用于微觀粒子；（3）參照系應(yīng)為慣性系，則可知經(jīng)典力學(xué)不適用的是宇宙粒子接近光速飛行；而小朋友做滑梯、輪船航行以及子彈的高速飛行均符合以上三條，經(jīng)典力學(xué)可以適用，宇宙粒子接近光速運(yùn)動(dòng)，故C經(jīng)典力學(xué)不適用，ABD適用；本題選擇經(jīng)典力學(xué)不適用的，故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了經(jīng)典力學(xué)的適用范圍，只要記住即可，同時(shí)注意體會(huì)經(jīng)典力學(xué)的局限性。綜合練習(xí)一．選擇題（共10小題）1．（2020春?淮安區(qū)期中）牛頓力學(xué)也有其局限性，在下列情形中能夠成立的是（）A．宏觀物體高速運(yùn)動(dòng) B．微觀世界 C．宏觀物體低速運(yùn)動(dòng) D．強(qiáng)引力場(chǎng)【分析】明確經(jīng)典力學(xué)的局限性，知道經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力場(chǎng)的條件下，不適用于微觀、高速、強(qiáng)引力場(chǎng)?！窘獯稹拷猓号ｎD力學(xué)也有其局限性，它只能適用于弱引力場(chǎng)中的宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)，不適用于微觀、高速以及強(qiáng)引力場(chǎng)，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】經(jīng)典力學(xué)是狹義相對(duì)論在低速（v＜＜c）條件下的近似，牛頓經(jīng)典力學(xué)只考慮了空間，而狹義相對(duì)論既考慮了空間，也考慮了時(shí)間，牛頓經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀低速物體，而微觀、高速物體適用于狹義相對(duì)論。2．（2020春?沭陽縣期中）一枚靜止時(shí)長(zhǎng)30m的火箭以1.5×108m/s的速度從觀察者的身邊掠過，已知光速為3×108m/s，觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度約為（）A．30m B．15m C．34m D．26m【分析】明確狹義相對(duì)論中長(zhǎng)度的相對(duì)性公式L＝L0，根據(jù)公式即可求出觀察者所測(cè)得火箭的長(zhǎng)度?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)長(zhǎng)度的相對(duì)性L＝L0得觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝30×m≈26m，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選：D?！军c(diǎn)評(píng)】狹義相對(duì)論有兩個(gè)顯著的效應(yīng)，即鐘慢和尺縮?？梢酝ㄋ椎睦斫鉃椋哼\(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢，而且，運(yùn)動(dòng)速度越快，鐘走的越慢，接近光速時(shí)，鐘就幾乎停止了；在尺子長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)的尺子比靜止的尺子短，這就是所謂的尺縮效應(yīng)，當(dāng)速度接近光速時(shí)，尺子縮成一個(gè)點(diǎn)。3．（2020春?徐州期中）相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是（）A．低速運(yùn)動(dòng)宏觀世界 B．低速運(yùn)動(dòng)微觀世界 C．高速運(yùn)動(dòng)微觀世界 D．高速運(yùn)動(dòng)宏觀世界【分析】經(jīng)典力學(xué)的適用條件為，宏觀世界，低速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)典力學(xué)在微觀、高速情況下不再適用?！窘獯稹拷猓航?jīng)典力學(xué)在微觀，高速情況下不再適用，經(jīng)典力學(xué)的適用條件為，宏觀世界，低速運(yùn)動(dòng)，故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選：A?！军c(diǎn)評(píng)】這是對(duì)經(jīng)典物理局限性的考查，只要知道這個(gè)知識(shí)點(diǎn)就行，并不要求對(duì)此知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用計(jì)算。4．（2019春?張家界期末）關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．由于相對(duì)論、量子力學(xué)的提出，經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)被完全否定 B．經(jīng)典力學(xué)可看作相對(duì)論、量子力學(xué)在一定條件下的特殊情形 C．經(jīng)典力學(xué)在宏觀物體、低速運(yùn)動(dòng)、引力不太大時(shí)適用 D．經(jīng)典力學(xué)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子不適用【分析】經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是宏觀、低速情形，高速情形要用相對(duì)論，微觀粒子運(yùn)動(dòng)要用量子力學(xué)。【解答】解：相對(duì)論、量子力學(xué)的提出，沒有否定經(jīng)典力學(xué)，只是對(duì)力學(xué)的完善；經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論、量子力學(xué)在低速、宏觀狀態(tài)下的特殊情形，對(duì)于高速、微觀的情形經(jīng)典力學(xué)不適用，高速情形要用相對(duì)論，微觀粒子運(yùn)動(dòng)要用量子力學(xué)。故A錯(cuò)誤BCD正確。本題選錯(cuò)誤的，故選：A。【點(diǎn)評(píng)】此題考查經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和相對(duì)論、量子力學(xué)主要研究的對(duì)象，注意量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，只是對(duì)力學(xué)進(jìn)行了完善。5．（2019春?高臺(tái)縣校級(jí)期中）經(jīng)典力學(xué)不能適用于下列哪些運(yùn)動(dòng)（）A．火箭的發(fā)射 B．宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng) C．“勇氣號(hào)”宇宙探測(cè)器的運(yùn)動(dòng) D．以99%倍光速運(yùn)行的電子束【分析】經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是宏觀、低速情形，高速情形要用相對(duì)論，微觀粒子運(yùn)動(dòng)要用量子力學(xué)。【解答】解：火箭的發(fā)射、宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)、宇宙探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)都屬低速，經(jīng)典力學(xué)能適用。對(duì)于高速微觀的情形經(jīng)典力學(xué)不適用，故對(duì)以99%倍光速運(yùn)行的電子束不適用；故D正確ABC錯(cuò)誤。本題選不適用的，故選：D。【點(diǎn)評(píng)】電子及電子以下（中子，質(zhì)子，原子，離子，分子是實(shí)物粒子）都可以認(rèn)為是微觀粒子；微觀粒子以及高速運(yùn)動(dòng)的物體不適用于經(jīng)典力學(xué)。6．（2018春?扶余市校級(jí)期中）如果有一列火車，以很高的速度運(yùn)動(dòng)，車窗沿運(yùn)動(dòng)方向?yàn)殚L(zhǎng)，垂直運(yùn)動(dòng)方向?yàn)閷挘鶕?jù)相對(duì)論的知識(shí)，地面上的人發(fā)現(xiàn)（）A．火車窗口比靜止時(shí)要長(zhǎng) B．火車窗口比靜止時(shí)要短 C．火車窗口比靜止時(shí)要寬 D．火車窗口比靜止時(shí)要窄【分析】本題關(guān)鍵是知道狹義相對(duì)論的一個(gè)重要效應(yīng)﹣﹣尺縮效應(yīng)：在尺子長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)的尺子比靜止的尺子短?！窘獯稹拷猓河捎诔呖s效應(yīng)，在運(yùn)動(dòng)的方向上，長(zhǎng)度要縮短，所以車窗的長(zhǎng)度比靜止時(shí)更短，但是在與運(yùn)動(dòng)方向垂直的寬不會(huì)變化，故ACD錯(cuò)誤，B正確；故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】此題考查狹義相對(duì)論的基本結(jié)論，熟記并理解它，可以解決所有關(guān)于狹義相對(duì)論的問題。7．（2018春?禪城區(qū)校級(jí)期中）經(jīng)典力學(xué)不能適用下列哪些運(yùn)動(dòng)（）A．火箭的發(fā)射 B．微觀粒子的波動(dòng)性 C．“勇氣號(hào)”宇宙探測(cè)器在太空的運(yùn)動(dòng) D．宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)【分析】經(jīng)典力學(xué)的適用范圍是宏觀、低速情形，高速情形要用相對(duì)論，微觀粒子運(yùn)動(dòng)要用量子力學(xué)?！窘獯稹拷猓航?jīng)典力學(xué)適用宏觀低速物體的運(yùn)動(dòng)，而不適應(yīng)微觀高速粒子的運(yùn)動(dòng)；則經(jīng)典力學(xué)不能適用微觀粒子的波動(dòng)性，故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查經(jīng)典力學(xué)的局限性，注意明確當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，從相對(duì)論角度來說，時(shí)間延長(zhǎng)、空間縮短、質(zhì)量增加。8．（2018春?平安區(qū)校級(jí)期中）經(jīng)典力學(xué)不適用于下列哪些運(yùn)動(dòng)（）A．火箭的發(fā)射 B．宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng) C．微觀粒子的波動(dòng) D．汽車在公路上行駛【分析】根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍：（1）只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體（與光速比速度較低）；（2）只適用于宏觀物體，牛頓第二定律不適用于微觀原子；（3）參照系應(yīng)為慣性系?！窘獯稹拷猓航?jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)，火箭的發(fā)射、宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)和汽車在公路上行駛，均屬于宏觀低速適用于經(jīng)典力學(xué)，故ABD不符合題意；經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子的波動(dòng)，故C符合題意。本題考查經(jīng)典力學(xué)不適用的，故選：C?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查經(jīng)典力學(xué)的適用范圍，屬于記憶內(nèi)容的考查，牢記相關(guān)內(nèi)容即可準(zhǔn)確求解。9．（2018春?和平區(qū)校級(jí)月考）若一列火車以接近光速的速度在高速行駛，車上的人用望遠(yuǎn)鏡來觀察地面上的一只排球，如果觀察的很清晰，則觀察結(jié)果是（）A．像一只乒乓球（球體變?。?B．像一只籃球（球體變大） C．像一只橄欖球（豎直放置） D．像一只橄欖球（水平放置）【分析】狹義相對(duì)論確保任何物理定律在不同參照系的相同，以觀察者為參照系則排球以相同大小的速度反向運(yùn)動(dòng)，利用長(zhǎng)度收縮效應(yīng)即可作答【解答】解：根據(jù)狹義相對(duì)論，以觀察者為參照系，則排球以接近光速的速度反向運(yùn)動(dòng)，根據(jù)長(zhǎng)度收縮效應(yīng)可知，觀察者測(cè)得排球的水平寬度變短，豎直長(zhǎng)度不變，因此觀察的結(jié)果是像一只豎直放置的橄欖球。故選：C。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了狹義相對(duì)論參照系變換與長(zhǎng)度收縮性：一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小，注意在變換參照系時(shí)要確保參照系是勻速直線運(yùn)動(dòng)的10．（2018春?資陽期末）下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動(dòng)和觀察者的運(yùn)動(dòng)無關(guān) B．在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用紅光代替黃光作為入射光可減小干涉條紋的間距 C．光具有波粒二象性，傳播時(shí)往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，與物質(zhì)相互作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性 D．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光的影響【分析】真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的。雙縫干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比。光具有波粒二象性。拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加裝一個(gè)偏振片以減弱玻璃反射光?！窘獯稹拷猓篈、根據(jù)相對(duì)論的基本原理知真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動(dòng)和觀察者的運(yùn)動(dòng)無關(guān)，故A正確。B、雙縫干涉條紋的間距與波長(zhǎng)成正比，紅光的波長(zhǎng)比黃光的長(zhǎng)，則在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用紅光代替黃光作為入射光可增大干涉條紋的間距，故B錯(cuò)誤。C、光具有波粒二象性，傳播時(shí)往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，與物質(zhì)相互作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性，故C正確。D、反射光屬于偏振光，往往在鏡頭加偏振片的作用可以減弱玻璃的反射光的強(qiáng)度；故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選：B?！军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是了解近代物理常識(shí)，對(duì)光的本性、光的常見現(xiàn)象及形成原因要理解并掌握。二．多選題（共6小題）11．（2020春?綿陽期末）經(jīng)典力學(xué)有其局限性，相對(duì)論已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)之一。下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的說法中，正確的是（）A．經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力場(chǎng) B．經(jīng)典力學(xué)適用于范圍在10﹣10m以內(nèi)的微觀粒子運(yùn)動(dòng) C．經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)間、空間與物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)之間是相互聯(lián)系的 D．按照經(jīng)典力學(xué)，只要知道初始條件，就可以準(zhǔn)確確定體系以往和未來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)【分析】明確經(jīng)典力學(xué)的基本內(nèi)容，同時(shí)經(jīng)典力學(xué)有一定的局限性，經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體，不適用于高速、微觀的物體；經(jīng)典力學(xué)是狹義相對(duì)論在低速（v＜＜c）條件下的近似。【解答】解：A、經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力場(chǎng)，故A正確；B、經(jīng)典力學(xué)不適用微觀高速粒子的運(yùn)動(dòng)，即不適用于范圍在10﹣10m以內(nèi)的微觀粒子運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、在經(jīng)典力學(xué)中，認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)之間都是獨(dú)立的，故C錯(cuò)誤；D、在經(jīng)典力學(xué)中，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，只要知道初始狀態(tài)和相互作用，就可以準(zhǔn)確確定體系以往和未來的狀態(tài)，故D正確。故選：AD?！军c(diǎn)評(píng)】該題考查經(jīng)典力學(xué)的使用范圍，記?。航?jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體以及弱相互作用間的物體，不適用于高速、微觀的物體。12．（2019春?揚(yáng)州月考）假設(shè)有一列火車沿平直軌道飛快地勻速前進(jìn)，車廂中央有一個(gè)光源發(fā)出了一個(gè)閃光，閃光照到了車廂的前后壁，根據(jù)狹義相對(duì)論原理，下列說法正確的是（）A．車廂里的人認(rèn)為閃光是同時(shí)到達(dá)兩壁的 B．靜止在地面上的人認(rèn)為閃光是同時(shí)到達(dá)兩壁的 C．靜止在地面上的人認(rèn)為閃光先到達(dá)后壁 D．靜止在地面上的人認(rèn)為閃光先到達(dá)前壁【分析】地面上的人、車廂中的人選擇的慣性系不一樣，但是本題的慣性系中光向前傳播和向后傳播的速度相同，從而發(fā)現(xiàn)傳播到前后壁的快慢不一樣?！窘獯稹拷猓篈、車廂中的人認(rèn)為，車廂是個(gè)慣性系，光向前向后傳播的速度相等，光源在車廂中央，閃光同時(shí)到達(dá)前后兩壁，故A正確。BCD、地面上的人以地面為參考系，根據(jù)狹義相對(duì)論原理，光向前向后傳播的速度相等，向前傳播的路程長(zhǎng)些，到達(dá)前壁的時(shí)刻晚些，故C正確，BD錯(cuò)誤。故選：AC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了愛因斯坦相對(duì)性原理和光速不變?cè)恚P(guān)鍵是明確不同參考系中光速相等，基礎(chǔ)題目。13．（2019?羅湖區(qū)校級(jí)模擬）下列說法正確的是（）A．醫(yī)院里用于檢測(cè)的彩超的原理是：向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，經(jīng)血液反射后被接收，測(cè)出反射波的頻率變化，就可知血液的流速，這一技術(shù)應(yīng)用了多普勒效應(yīng) B．單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力大小總與偏離平衡位置的位移大小成正比 C．在水中的潛水員斜向上看岸邊的物體時(shí)，看到的物體比物體所處的實(shí)際位置低 D．水中的氣泡，看起來很明亮，是因?yàn)楣饩€從氣泡中射向水中時(shí)，一部分光在界面上發(fā)生了全反射的緣故 E．地面上靜止的人觀察一條沿桿自身長(zhǎng)度高速運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小【分析】多普勒效應(yīng)能測(cè)物體移動(dòng)速度；單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力大?。篎＝kx；根據(jù)光的折射，得出水中的魚斜向上看岸邊的物體看到的高度和實(shí)際高度的關(guān)系；水中的氣泡，看起來特別明亮，是因?yàn)楣饩€從水射入氣泡發(fā)生全發(fā)射的緣故?！窘獯稹拷猓篈、醫(yī)院里用于檢測(cè)的彩超的原理是：向病人體內(nèi)發(fā)射超聲波，經(jīng)血液反射后被接收，測(cè)出反射波的頻率變化，就可知血液的流速，這一技術(shù)應(yīng)用了多普勒效應(yīng)，故A正確；B、單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力大小：F＝kx，總與偏離平衡位置的位移大小成正比，故B正確；C、景物的光斜射到水面上，由光發(fā)生折射的條件知，會(huì)發(fā)生折射現(xiàn)象，當(dāng)光進(jìn)入水中后靠近法線，射入魚的眼睛，而魚由于錯(cuò)覺，認(rèn)為光始終沿直線傳播，逆著光的方向看上去而形成的虛像，所以比實(shí)際位置高，故C錯(cuò)誤；D、水中的氣泡，看起來特別明亮，是因?yàn)楣饩€從水射入氣泡發(fā)生全發(fā)射的緣故。故D錯(cuò)誤；E、地面上靜止的人觀察一條沿自身長(zhǎng)度高速運(yùn)動(dòng)的桿，根據(jù)相對(duì)論可知，桿的長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小，故E正確。故選：ABE?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查的知識(shí)點(diǎn)較多，解答這一類的題目，關(guān)鍵是要在平時(shí)學(xué)習(xí)中要多注意積累一些生活中的物理現(xiàn)象。14．（2018春?廣安區(qū)校級(jí)月考）下列說法正確的是（）A．使用同一裝置進(jìn)行雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，紅光干涉條紋比紫光干涉條紋更寬 B．均勻變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā)，形成電磁波 C．“和諧號(hào)”動(dòng)車組高速行駛時(shí)，在地面上測(cè)得其車廂的長(zhǎng)度明顯變短 D．在任何慣性系中，光在真空中的速率都相等【分析】考慮條紋間距△x表達(dá)式，以及不同可見光的波長(zhǎng)；電磁波形成條件；長(zhǎng)度的相對(duì)性；以及光速不變理論?！窘獯稹拷猓篈、同一裝置，條紋間距的大小僅和入射光的波長(zhǎng)有關(guān)。波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光，產(chǎn)生的條紋間距越寬。紅光波長(zhǎng)大于紫光，所以紅光干涉條紋間距大于紫光，故A正確B、均勻變化的磁場(chǎng)和電場(chǎng)無法形成電磁波，只有按一定規(guī)律交替變化的電磁場(chǎng)才可以，故B錯(cuò)誤C、根據(jù)狹義相對(duì)論，當(dāng)物體速度接近光速時(shí)，其長(zhǎng)度才會(huì)明顯變短，“和諧號(hào)”動(dòng)車組高速行駛時(shí)，其速度遠(yuǎn)小于光速，車廂長(zhǎng)度不會(huì)明顯變短，故C錯(cuò)誤D、根據(jù)狹義相對(duì)論的光速不變理論，任何慣性系中光速維持不變，故D正確故選：AD。【點(diǎn)評(píng)】本題考查光的干涉，電磁波形成條件，以及狹義相對(duì)論的有關(guān)內(nèi)容，要熟知課本內(nèi)容，易錯(cuò)點(diǎn)是電磁波的形成必須要交替變化的電磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)無法產(chǎn)生電磁波15．（2018春?南京期末）接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘，飛船和地球上的人觀測(cè)這兩只鐘的快慢，下列說法正確的有（）A．飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢 B．飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快 C．地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快 D．地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢【分析】根據(jù)愛因斯坦狹義相對(duì)論，運(yùn)動(dòng)具有延時(shí)效應(yīng)，故參考系高速運(yùn)動(dòng)的物體上的時(shí)間進(jìn)程變慢?！窘獯稹拷猓篈B、飛船上的人是以飛船為參考系，故地球是高速運(yùn)動(dòng)的，根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論可知“時(shí)間膨脹”，即飛船上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢，即飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較快，故A錯(cuò)誤，B正確；CD、地球上的人以地球?yàn)閰⒖枷?，認(rèn)為飛船高速運(yùn)動(dòng)，同樣根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論可知“時(shí)間膨脹”，飛船上的鐘較慢，故地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較快，故C正確，D錯(cuò)誤；故選：BC?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查愛因斯坦狹義相對(duì)論，關(guān)鍵是記住相對(duì)論的幾個(gè)效應(yīng)，如：尺縮效應(yīng)、運(yùn)動(dòng)延時(shí)效應(yīng)、質(zhì)速關(guān)系。16．（2018春?七里河區(qū)校級(jí)期末）下列說法中正確的是（）A．紅外線易穿透云層，故廣泛應(yīng)用于遙感技術(shù)領(lǐng)域 B．醫(yī)院用X光進(jìn)行透視，是因?yàn)樗拇┩改芰^強(qiáng) C．相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的 D．在高速運(yùn)動(dòng)的飛船中的宇航員會(huì)發(fā)現(xiàn)飛船中的鐘走得比地球上的快【分析】紅外線波長(zhǎng)長(zhǎng)，容易發(fā)生衍射現(xiàn)象；X光有穿透能力，但沒有γ射線強(qiáng)；根據(jù)狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)（相對(duì)性原理、光速不變?cè)恚┖蛶讉€(gè)基本結(jié)論（①鐘慢效應(yīng)；②尺縮效應(yīng)；③速度越大，質(zhì)量越大）分析即可?！窘獯稹拷猓篈、紅外線的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，易穿透云層，故廣泛應(yīng)用于遙感技術(shù)領(lǐng)域，故A正確；B、醫(yī)院用X光進(jìn)行透視，是因?yàn)樗歉鞣N電磁波中穿透能力較強(qiáng)的，故B正確；C、相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的，即光速不變?cè)恚蔆正確；D、根據(jù)鐘慢效應(yīng)，宇宙飛船相對(duì)于地球高速運(yùn)動(dòng)的過程中，飛船的人觀察飛船是不運(yùn)動(dòng)的，而地球是高速運(yùn)動(dòng)的，所以飛船上的時(shí)鐘沒有變慢了，正常走時(shí)，而地球上的鐘變慢了，故D正確；故選：ABCD。【點(diǎn)評(píng)】考查電磁波的紅外線、紫外線、X射線與γ射線的應(yīng)用與區(qū)別以及相對(duì)論，記住并理解狹義相對(duì)論的基本假設(shè)和幾個(gè)基本結(jié)論是解決此題的關(guān)鍵。此題屬于基礎(chǔ)題。三．填空題（共6小題）17．（2020秋?嘉定區(qū)校級(jí)月考）牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用范圍是宏觀低速，愛因斯坦的相對(duì)論適用范圍是微觀高速?！痉治觥扛鶕?jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍：只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體（與光速比速度較低）；只適用于宏觀物體，牛頓第二定律不適用于微觀粒子；而愛因斯坦的相對(duì)論適用范圍為微觀高速的物體?！窘獯稹拷猓焊鶕?jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的知識(shí)可知，牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍是宏觀、低速領(lǐng)域；相對(duì)論是關(guān)于時(shí)空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創(chuàng)立，分為狹義相對(duì)論（特殊相對(duì)論）和廣義相對(duì)論（一般相對(duì)論），相對(duì)論的基本假設(shè)是光速不變?cè)?，相?duì)性原理和等效原理，相對(duì)論和量子力學(xué)是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大基本支柱，適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體和微觀條件下的物體。故答案為：宏觀低速，微觀高速?！军c(diǎn)評(píng)】本題主要考查了牛頓運(yùn)動(dòng)定律和愛因斯坦的相對(duì)論的適用范圍，只要記住即可，難度不大，屬于基礎(chǔ)題。18．（2020春?綿陽期末）在行進(jìn)的火車車廂中測(cè)站臺(tái)上的兩根柱子之間的距離為L(zhǎng)1，在站臺(tái)上測(cè)這兩根柱子之間的距離為L(zhǎng)2，則L1小于L2（選填“小于”“大于”或“等于”）?！痉治觥扛鶕?jù)相對(duì)論的“尺縮效應(yīng)”可知，沿一個(gè)物體長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)物體的長(zhǎng)度比靜止時(shí)的長(zhǎng)度要短。【解答】解：根據(jù)相對(duì)論原理中的“尺縮效應(yīng)”可知，在行進(jìn)的火車車廂中測(cè)站臺(tái)上的兩根柱子之間的距離小于靜止時(shí)兩根柱子之間的距離。故答案為：小于?！军c(diǎn)評(píng)】本題難度不大，關(guān)鍵對(duì)相對(duì)論相關(guān)效應(yīng)，如“尺縮效應(yīng)”和“鐘慢效應(yīng)”要理解清楚，并能夠據(jù)此判斷時(shí)間和空間的變化情況。19．（2020?上海）質(zhì)量是1.67×10﹣27kg的質(zhì)子在高速粒子加速器中加速到動(dòng)能Ek＝1.6×10﹣10J，某同學(xué)根據(jù)Ek＝mv2算出質(zhì)子的速度為v＝4.38×108m/s，該同學(xué)得出的數(shù)值是否合理不合理，原因是動(dòng)能的計(jì)算公式只適用于低速的情況，對(duì)超光速情況不適用?！痉治觥坑上鄬?duì)論可知，物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量與靜止質(zhì)量不同，動(dòng)能的計(jì)算公式適用于低速、宏觀物體，在高速情況下動(dòng)能的計(jì)算公式不再適用。【解答】解：運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量m＝，其中m0是物體的靜止質(zhì)量，動(dòng)能的計(jì)算公式僅適用于低速物體，對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)物體已經(jīng)不再適用，由該同學(xué)的計(jì)算可知，求出的質(zhì)子速度大于光速，動(dòng)能的計(jì)算公式已經(jīng)不再適用，因此該同學(xué)得出的數(shù)值不合理。故答案為：不合理；動(dòng)能的計(jì)算公式只適用于低速的情況，對(duì)超光速情況不適用。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了經(jīng)典力學(xué)規(guī)律的適用條件問題，掌握基礎(chǔ)知識(shí)是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)即可解題；要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。20．（2019?南京模擬）列車靜止時(shí)，每節(jié)車廂的長(zhǎng)度與沿軌道方向排列的相鄰電線桿間距離相等。當(dāng)列車以接近光速行駛時(shí)，車上的乘客觀測(cè)到車廂長(zhǎng)度小于相鄰電線桿間距離（選填“大于”、“小于”或等于”），軌道旁靜止的觀察者觀測(cè)到車廂長(zhǎng)度小于相鄰電線桿間距離（選填“大于”、“小于”或“等于”）?！痉治觥扛鶕?jù)愛因斯坦相對(duì)論，長(zhǎng)度的相對(duì)性：l＝l0，即一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度（l）總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度（l0）小?！窘獯稹拷猓寒?dāng)列車以接近光速行駛，電線桿相對(duì)于列車的速度也接近光速，根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論效應(yīng)可知，相鄰電線桿間距離將要縮短，而車上的乘客觀測(cè)車廂的長(zhǎng)度不變，則車廂長(zhǎng)度大于相鄰電線桿間距離；同理，軌道旁靜止的觀察者觀測(cè)到列車以接近光速行駛，根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論效應(yīng)可知，車廂長(zhǎng)度要縮短，而相對(duì)于觀察者靜止的相鄰電線桿間距離不變，則車廂長(zhǎng)度小于相鄰電線桿間距離。故答案為：大于；小于?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了長(zhǎng)度的相對(duì)性原理。這道題涉及到愛因斯坦相對(duì)論，和我們平時(shí)的一些認(rèn)識(shí)不一樣，學(xué)生理解起來比較抽象，我們可以通過一些具體的例子來記憶這一部分知識(shí)。21．（2019?徐州模擬）一艘太空飛船靜止時(shí)長(zhǎng)度為d，它以0.9c（c為真空中的光速）的速度沿長(zhǎng)度方向飛行經(jīng)過地球。飛船上觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度等于d，地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來光信號(hào)的速度等于c．（均填“大于”“等于”或“小于”）【分析】長(zhǎng)度的相對(duì)性：l＝l0，即一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度（l）總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度（l0）小；相對(duì)于觀測(cè)者靜止的物體長(zhǎng)度不變，相對(duì)于觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)的物體的長(zhǎng)度會(huì)縮短；光速在真空中速度是不變的?！窘獯稹拷猓猴w船上觀測(cè)者相對(duì)于飛船靜止的，飛船上觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度等于d；根據(jù)光速不變?cè)?，球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來光信號(hào)的速度等于c。故答案為：等于；等于?！军c(diǎn)評(píng)】本題考查了長(zhǎng)度的相對(duì)性原理。這種題型比較抽象，我們?cè)谟洃浀臅r(shí)候一定要結(jié)合實(shí)例來理解。22．（2019?泰州二模）如圖所示，宇航飛行器以接近光速的速度經(jīng)過地球。宇航艙內(nèi)點(diǎn)光源S與前壁M和后壁N距離都是L．某時(shí)刻光源S發(fā)出一個(gè)閃光，宇航艙內(nèi)儀器觀測(cè)到M、N同時(shí)接收到光信