高中物理第5章典力学与物理学的革命第1节经典力学的成就与局限性第2节经典时空观与相对论时空观学业分层测评粤教版必修2.doc

经典时空观与相对论时空观 (建议用时：45分钟)学业达标1如图511所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()图511A同时被照亮BA先被照亮CC先被照亮D无法判断【解析】因列车沿AC方向接近光速行驶，根据“同时”的相对性，即前边的事件先发生，后边的事件后发生可知C先被照亮，故答案为C.【答案】C2关于经典力学和相对论，下列说法正确的是()A经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容B相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系D经典力学包含在相对论之中，经典力学是相对论的特例【解析】相对论的建立并没有否定经典力学，而是认为经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形所以A、B、C不对，D正确【答案】D3如图512所示，按照狭义相对论的观点，火箭A是迎着光行驶的，火箭B是“追赶”光的，若火箭相对地面的速度为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为()图512AcvcvBcvcvCccD无法确定【解析】根据光速不变原理，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速c都一样，因此在火箭A、B两个惯性参考系中，观察者测量到的光速一样大，均为c，故C正确【答案】C4A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，vAvB.在火箭A上的人观察到的结果正确的是() 【导学号：35390083】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【解析】在火箭A看来，地面和火箭B都高速远离自已，由t知，在火箭A上的人观察到的结果是地面和火箭B的时钟都变慢了，且vAvB，故地面的时钟最慢，因此A正确，B、C、D错误【答案】A5假设有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是()A哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B弟弟思念哥哥而加速生长C由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢D这是神话，科学无法解释【解析】根据公式t可知，物体的速度越大，其时间进程越慢【答案】C6假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是()A这个人是一个矮胖子B这个人是一个瘦高个子C这个人矮但不胖D这个人瘦但不高【解析】由公式ll0可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变【答案】D7(多选)对于公式m，下列说法正确的是()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v0时，物体的质量mm0，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，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，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太小，故质量的变化十分微小，在分析地球上宏观物体的运动时，不必考虑质量的变化【解析】式中的m0是物体静止时的质量，所以选项A错当物体以较小速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，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，通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化十分微小，一般在分析地球上宏观物体的运动时，不必考虑质量的变化，所以选项B错，选项C、D正确【答案】CD8(多选)在地面附近有一高速飞过的火箭关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是()A地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了B地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D火箭上的人看地面物体长度变小，时间进程变快了【解析】根据狭义相对论的钟慢效应和尺缩效应可知，地面上的人观察到火箭变短了，时间进程变慢了，在火箭上的人相对火箭不运动故不会出现这两种效应【答案】BC能力提升9一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为v6107 m/s.问电子的质量将会发生怎样的变化()A质量是物体的固有属性与速度无关，所以加速后电子质量不变B物体的质量随速度的增大而增大，所以加速后电子质量变大C物体的质量随速度的增大而减小，所以加速后电子质量变小D因为电子的速度比光速小，所以质量几乎不变【解析】根据狭义相对论运动物体的质量变大，当速度很小时这种变化很小可以认为质量不变，但是电子的速度v6107 m/s与光速3108 m/s相比已经不算太小，电子质量变大，故B正确【答案】B10如图513所示，a、b、c为三个完全相同的时钟，a放在水平地面上，b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上，且vbvc，则地面的观察者认为走得最慢的钟为()图513AaBbCcD无法确定【解析】根据公式t可知，相对于观察者的速度v越大，其上的时间进程越慢，由vcvbva0，知c钟走得最慢【答案】C11一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为v6106 m/s.问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论m得出运动后的质量增大了m1.000 2m0.所以改变的百分比为：100%0.02%.【答案】增大0.02%12近地卫星以7.9 km/s的最大运行速度环绕地球匀速运行其上安装了一只完好的手表走过了1 min，地面上的人认为这只表走过这1 min“实际”上花了多少时间？【解析】由狭义相对论原理知卫