2019-2020学年高中物理 第五章 经典力学与物理学革命 第一节 经典力学的成就与局限性 第二节 经典时空观与相对论时空观随堂演练（含解析）粤教版必修2

经典时空观与相对论时空观17世纪末，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了完整的经典力学体系，使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是()a牛顿b开普勒c笛卡儿 d伽利略解析：选a.牛顿在前人研究的基础上，总结出一套普遍适用的力学运动规律，建立了完整的经典力学体系(多选)牛顿运动定律适用于下列哪些情况()a研究原子中电子的运动b研究“神舟十号”飞船的高速发射c研究地球绕太阳的运动d研究飞机从北京飞往纽约的航线解析：选bcd.牛顿力学属于经典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，并注意到低速和高速的标准是相对于光速，可判定牛顿运动定律适用于b、c、d中描述的运动，而a不适用3如果你以接近于光速的速度朝一星体飞行，你可以根据下述变化发觉自己是在运动的是()a你的质量在增加b你的心脏跳慢了c你的尺寸在变小d你的感觉和在地面上的感觉都是一样的解析：选d.“你”相对飞船这个惯性参考系是静止的，因此“你”不能发现自己有什么变化，“你”的感觉和在地面上的感觉是一样的，d正确(多选)关于质量和长度的说法中正确的是()a物体的质量与位置、运动状态无关，是物质本身的属性b物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化可忽略不计c物体的长度与运动状态无关，是物质本身的属性d物体的长度与运动状态有关，只是在速度较低的情况下，变化可忽略不计解析：选bd.由相对论的时空观可知，在物体运动的速度较低时，即远小于光速时物体的长度和质量基本保持不变，在物体的运动速度接近于光速时，质量随速度的增大而增大，在速度的方向上，物体的长度随速度的增大而缩短，故b、d说法正确，a、c错误5a、b、c是三个完全相同的时钟，a放在地面上，b、c分别放在两个火箭上，以vb和vc朝同一方向飞行，vbvc，地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个走得最快？解析：运动的时钟变慢，相对观察者运动速度越大，时钟走得越慢，故c时钟最慢，a时钟和观察者相对静止，故a时钟最快答案：c时钟走得最慢，a时钟走得最快课时作业一、单项选择题20世纪初，提出了狭义相对论，引起了人们对时空观认识的改革的科学家是()a惠更斯 b普朗克c爱因斯坦 d洛伦兹解析：选c.20世纪初，爱因斯坦提出了狭义相对论，揭示了时间、空间与物体的运动速度之间的必然联系，引起了人们对时空观认识的改革2如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭a是迎着光飞行的，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()acvcv bcvcvccc d无法确定解析：选c.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正确惯性系s中有一边长为l的正方形(如图所示)，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()解析：选c.物体运动时在运动方向上，相对观察者缩短，因物体相对s系沿x方向运动，故在x方向上缩短，c正确有一对孪生兄弟小明和小伟，当他们长大到20岁时，由于航天的需要，小伟要乘坐航天飞船去太空进行科学研究，小明在地球上经过了20年后，小伟才返回地面，则下列判断正确的是()a小明显得更年轻 b小伟显得更年轻c他们俩一样年轻 d无法判断谁更年轻解析：选b.狭义相对论的时空观认为，时间是相对的，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中不一定是同时的，根据爱因斯坦的时间延缓效应，当飞船接近光速时，时间会变慢故小伟显得更年轻5伽利略是经典力学的开创者，有关他的叙述错误的是()a伽利略对运动进行了描述和分类，对自由落体运动规律进行了探索，得到了惯性原理，研究了抛体运动的轨迹b伽利略提出了运动的相对性原理，开创了实验科学c伽利略的研究，无论是在动力学的基本原理上，还是在动力学的研究方法上，都作出了奠基性的重要贡献d伽利略提出了狭义相对论解析：选d.伽利略是经典力学的开创者，a、b、c选项内容皆为其科学贡献，故a、b、c说法均正确；狭义相对论是爱因斯坦提出的，d说法错误日常生活中，我们并没有发现物体的质量随着物体运动速度的变化而变化，其原因是()a运动中的物体无法称量其质量b物体的速度远小于光速，质量变化极小c物体的质量太小d物体的质量不随速度的变化而变化解析：选b.在宏观物体的运动中，由于vc，所以质量变化不大，而不是因为物体的质量太小或无法测量，也不是因为质量不随速度的变化而变化，正确选项为b.二、多项选择题下列运动中经典力学能适用的是()a火箭的发射b宇宙飞船绕地球的运动c“勇气号”火星探测器d微观粒子的波动性解析：选abc.经典力学不能适用的情况是微观、高速物体的运动下列说法正确的是()a牛顿运动定律只适用于相对静止的参考系b在任何惯性系中，物体的加速度都具有不变性c按照经典时空理论，物体的长度、质量和运动时间都与参考系的运动无关d伽利略相对性原理表明，在惯性运动的范围内不存在绝对空间和绝对运动解析：选bcd.牛顿运动定律只适用于惯性系，而相对静止的参考系不一定是惯性系；伽利略的相对性原理表明，所有的惯性系都是等效的；经典时空理论中，物体的长度、质量和运动时间都与参考系的运动无关9如果牛顿运动定律在参考系a中成立，而参考系b相对于a做匀速直线运动，则在参考系b中正确的是()a牛顿运动定律也成立b牛顿运动定律不能成立c参考系b不是惯性参考系da和b两个参考系中，一切物理规律都是相同的解析：选ad.由于牛顿运动定律在参考系a中成立，因此a为惯性参考系，而b相对于a做匀速直线运动，所以b也为惯性参考系根据伽利略的相对性原理，一切物理规律在不同的惯性参考系中都是相同的，故选项a、d正确，b、c错误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，以下说法正确的是()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火箭上的人观察到地面上的物体的长度和时间进程均无变