2019-2020年高中物理 第6章 第1节牛顿眼中的世界 第2节爱因斯坦眼中的世界课时训练 鲁科版选修3-4.doc

2019-2020年高中物理 第6章 第1节牛顿眼中的世界 第2节爱因斯坦眼中的世界课时训练 鲁科版选修3-4【基础达标】1.(基础理论辨析题)关于经典力学和狭义相对论，下列说法正确的是()A.绝对时空观认为某事件经历的时间，会因参考系的不同而不同B.经典力学认为不存在与参考系无关的绝对时间C.迈克尔孙-莫雷实验证实了“以太”的存在D.狭义相对论中的时间是“绝对的”E.相对论的速度叠加适用于高速世界2.下列说法中正确的是()A.1632年爱因斯坦发表了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话B.绝对时空观认为时间和空间都是相对的C.牛顿运动定律只在惯性系中才能成立D.绝对时间和绝对空间是经典物理学的支柱3.下列哪些说法不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4.下列说法中正确的是()A.一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学家的观点B.一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小C.一条杆的长度静止时为l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于l0D.如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了5.根据经典力学的相对性原理，下列结论正确是()A.任何力学规律在惯性系中都是相同的B.同一力学规律在不同的惯性系中可能不同C.在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否在匀速运动D.在一个惯性参考系里可以用力学实验判断该参考系是否在匀速运动6.在一惯性系中观测，有两个事件同时不同地发生，则在其他惯性系中观察，结果是()A.一定同时B.可能同时C.不可能同时，但可能同地D.不可能同时，也不可能同地7.用相对论的观点判断，下列说法不正确的是()A.时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B.在地面上的人看来，以10 km/s的速度运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C.在地面上的人看来，以10 km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D.当物体运动的速度vc时，“时间延缓”和“长度收缩”效果可忽略不计8.在狭义相对论时空观中，长度与观察者的运动状态有关，现有一艘宇宙飞船的船身长度为L=90m，相对地面以v=0.8c的速度从一观测站上空飞过。(1)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少?(2)观测站测得船身通过观测站的时间间隔是多少?【能力提升】1.下列属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中，()A.真空中光速不变B.时间间隔具有相对性C.物体的质量不变D.物体的能量与质量成正比2.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面的某处，vAvB，在火箭上的人观察结果正确的是()A.火箭A上的时钟走得最快B.地面上的时钟走得最快C.火箭B上的时钟走得最快D.火箭B上的时钟走得最慢3.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v背离光源运动，则光相对物体的速度为c-vC.在真空中，若光源向着观察者以速度v运动，则光相对于观察者的速度为c+vD.迈克尔孙-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4.(xx江苏高考)如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为。5.(能力挑战题)假如一对孪生兄弟A和B，其中B乘坐速度为v=0.9c的火箭飞往大角星，而后又飞回地球。这次B往返飞行经历时间为80.8年。如果B在离开地球时，他们的年龄都为20岁，试问当B回到地球时，他们的年龄各有多大?答案解析【基础达标】1.【解析】选E。经典力学认为存在与参考系无关的绝对时间，某事件经历的时间，不会因参考系的不同而不同，A、B项错误；迈克尔孙-莫雷实验证实了“以太”是不存在的，C项错误；狭义相对论中的时间，与观察者所在的参考系有关，所以是“相对的”，D项错误；相对论的速度叠加适用于高速世界，E项正确。2.【解析】选C、D。伽利略在1632年发表了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话一书，故选项A错误；绝对时空观认为时间和空间都是绝对的，故选项B错误；牛顿运动定律能够成立的参考系叫惯性系，故选项C正确；绝对时间和绝对空间是经典物理学的支柱，选项D正确。3.【解析】选D。狭义相对论的两个基本假设：一是在不同的惯性参考系中，一切物理规律总是相同的；二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。故选D。4.【解析】选A、B、D。根据经典物理学可知，选项A正确；根据“长度收缩”效应知，选项B、D正确；只有在运动方向上才有“长度收缩”效应，若杆沿垂直杆的方向运动，则杆的长度不变，故选项C错误。5.【解析】选A、C。经典力学的相对性原理是：力学规律在任何惯性系中都是相同的，故选项A、C正确，B、D错误。6.【解析】选B。根据“同时”的相对性知，选项B正确，A、C、D错误。7.【解析】选A。时间和空间都是相对的，故选项A的说法错误；根据“时间延缓”和“长度收缩”效应，选项B、C说法正确；当vc时，1-()21，所以“时间延缓”和“长度收缩”效果可忽略不计，故选项D说法正确。故选A。8.【解析】(1)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是t1=3.7510-7s(2)观测站测得船身的长度，由相对论长度公式得：l=L并代入相应的数据，解得：l=90=54m观测站测得船身通过观测站的时间间隔是t2=2.2510-7s答案：(1)3.7510-7s(2)2.2510-7s【能力提升】1.【解题指南】解答本题的关键是牢记狭义相对论基本假设，要与时间间隔的相对性、相对论质量等区分开来。【解析】选A。狭义相对论基本假设为：一是在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；二是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，即光速不变原理，由此可知A属于狭义相对论基本假设，故A正确，B、C、D错误。2.【解析】选A。因为当一个惯性系的速度比较大时，符合t=，速度越大，t越大。因为vAvB，所以tAtB，故选项A正确。3.【解析】选D。相对性原理简单而自然，但在电磁学的领域里，涉及相对哪个参考系才成立的问题，故选项A错误；根据狭义相对论的光速不变原理知，选项B、C错误，D正确。【变式备选】爱因斯坦勇敢地抛弃了经典的时空观，根据实验事实，提出了狭义相对论的两条基本原理原理和原理。【解析】爱因斯坦提出了狭义相对论的两条基本原理分别是狭义相对性原理和光速不变原理。答案：狭义相对性光速不变4.【解析】根据相对论原理，当物体运动速度接近光速时，空间距离会变短，A与B是相对静止的，但相对于地球却以接近光速的速度在飞行，故在地面上测得的距离会比较短，而在飞船上测得的距离会比较长。根据相对论的光速不变原理，A测得信号的速度为光速。答案：大于光速【总结提升】“动棒缩短”在解题中的应用方法1.“动棒缩短”只有在高速运动的情况下，才有明显的显现。2.“动棒缩短”中长度的变化是沿运动方向上的长度变化效应。这种长度的变化仅仅是一种观察结果，绝不是物质各组成部分的空间尺度变化。3.在与运动方向垂直的方向上没有“动棒缩短”。5.【解析】设B在火箭惯性系中经历的时间为t，根据时间延缓效应得：t=，即80.8=，解得t=35.2年。所以B回到地球时的年龄为20+35.2=55.2(岁)。A的年龄为100.8岁。答案：A：100.8岁B：55.2岁