1、5.1 经典力学的成就与局限性、5.2 经典时空观与相对论时空观 同步练习（粤教版必修2）1(双选)下列说法中正确的是()A因为时间是绝对的，所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的B空间与时间之间是没有联系的C有物质才有空间和时间D在一个确定的参考系中观察，运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关解析：选CD.经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间与时间之间没有联系，其实是错误的，故A、B错误相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关在长度的相对性和时间的相对性上都得到了验证2(单选)如图512所示，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根10 m长的管子，它
2、们的长度都是在静止状态下测量的以下叙述中最确切的描述了梭镖穿过管子的情况的是() 图512A梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来C两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖D所有这些都与观察者的运动情况有关解析：选D.如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子正确答案选D.3(单选)如图513所示，强强乘速度为0.9c(c为真空中的光速)的宇宙飞船追赶正
3、前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为()图513A0.4c B0.5cC0.9c D1.0c解析：选D.根据爱因斯坦的狭义相对论，在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都等于c.故选项D正确4(单选)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图514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()图514解析：选C.根据相对论的尽缩效应，可知沿速度方向即x方向的长度变短了，而垂直于速度方向即y方向的长度不变，故C对5地面上A、B两个事件同时发生对于坐在火箭中沿两个事件发生地点连线飞行的人来说(如图515所示)，_事
4、件先发生图515解析：可以设想，在事件A发生时A处发出一个闪光事件B发生时B处发生一个闪光“两闪光相遇”作为一个事件，发生在线段AB的中点，这在不同参考系中看都是一样的“相遇在中点”这个现象在地面系中很容易解释火箭上的人则有如下推理：地面在向火箭的方向运动，从闪光发生到两闪光相遇，线段中点向火箭的方向运动了一段距离，因此闪光B传播的距离比闪光A长些，既然两个闪光的光速相同，一定是闪光B发出得早一些答案：B一、单项选择题1牛顿运动定律不适用下列哪些情况()A研究原子核外部电子绕核运动的情况B研究“神舟”六号的升空过程C研究地球绕太阳公转D研究超音速飞机的运动解析：选A.经典力学不适用于微观世界，
5、故A错；B、C、D三个选项中，各种运动的速率都是比较大的，但相对于光速来说都是低速运动，完全可以用牛顿定律研究其规律，故选B、C、D.2下列说法不正确的是()A静止或匀速直线运动的参考系是惯性系B由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，因此，研究力学问题时可以选择任何惯性系C在不同的惯性系中，光速是不相同的D在一个惯性系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对另一个惯性系做匀速直线运动解析：选C.如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系就叫惯性系，在静止或匀速直线运动的参考系中牛顿运动定律是成立的，故A对由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，因此研究力学问题时可以选择任何惯性系，但表达式可
6、能有复杂、简单之分，原则上是越简单越好，B正确根据相对论中的假设，C是错误的由于惯性系都是平权的，因此在一个惯性系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对另一个惯性系做匀速直线运动，D正确3下列各种情景下，经典力学不能很好适用的是()A质量是1000 t的火车出站后做加速运动，速度达到300 km/hB在宇宙中以光速追赶前面的物体C由于潮汐作用，地球的自转速度越来越小D高速飞行的子弹，射穿一木块解析：选B.经典力学适用范围中的“低速”、“高速”是相对光速3108m/s而言的，所以题中除B项外涉及的几个物体的运动都可认为是“低速”运动4物体运动的速度非常大时，经典力学就不再适用了，这是因为()A
7、物体运动的速度很大时，测量时引起的误差太大，所以不适用了B物体运动的速度很大时，物体受到的力也很大，所以不适用了C物体运动的速度很大时，物体的质量也发生了较大变化，所以不适用了D物体运动的速度很大时，加速度也很大，所以不适用了解析：选C.根据相对论力学知，物体的质量不是恒定的，它随物体运动的速度而变而在经典力学中，认为物体的质量是恒定的5以下不符合经典力学观点的是()A同时是绝对的B时间间隔是绝对的C空间距离是绝对的D物体质量是变化的解析：选D.按经典力学的观点，宇宙会有共同的时间，这个时间跟观察者无关，它是均匀流逝的，而且时间间隔也是绝对的，物体的质量不随物体的运动而发生变化，故选D.6如果
8、你以接近于光速的速度朝某一星体飞行，如图516所示，你可以根据下述哪些变化发觉自己是在运动() 图516A你的质量在增加B你的心脏跳动在慢下来C你在变小D以上三种变化同时发生E你永远不能由自身的变化知道你的速度解析：选E.相对论的基本概念是：当你被关在一个封闭的房子中时，你绝对无法知道房子是否在做匀速运动当房子突然停止运动时，关在其中的人是能够感知这一点的；当房子突然开始运动时，其内部的人也能有感觉；当房子旋转时，关在其内部的人也能说出它在转动但如果房子是在做匀速直线运动，即没有任何加速度，则在其内部的人就无法知道房子是否在移动即使房子有一个窗户，你从窗户向外看，看见某些东西在朝你移动，但你仍
9、说不出是你的房子在向这些东西移动，还是这些东西在向你的房子移动正确答案选E.二、双项选择题7通常我们把地球和相对地面静止或匀速直线运动的物体看成是惯性系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性系的有()A停在地面上的汽车B绕地球做匀速圆周运动的飞船C在大海上匀速直线航行的轮船D进站时减速行驶的火车答案：BD8狭义相对论认为()A在一个参考系中同时发生的两件事，在另一个参考系中，也是同时发生的B运动的时钟变慢C运动的物体，沿运动方向变短D物体的质量与物体的运动速度无关，是不变的解析：选BC.A、D是经典力学时空观的观点；B、C是狭义相对论的观点9在狭义相对论中，下列说法正确的是()A所有惯性系中基本
10、规律都是等价的B在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关C在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向传播速度不相同D质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变解析：选AB.根据相对论的观点：在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的；且在一切惯性系中，光在真空中的传播的速度都相等；质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态而改变故正确选项为A、B.10下面说法正确的是()A在以c竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大B在以c竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小C在以c竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光对地速度为cD在以c竖直方向升空的
11、火箭上向任一方向发出的光对地速度都为c解析：选CD.由相对论原理(2)，光速在不同惯性参考系中，总是相同的，可得出答案三、非选择题11一张正方形的宣传画，正贴在铁路旁的墙上，一高速列车驶过时，在车上的司机看来这张宣传画画成了什么样子？解析：取列车为惯性系，宣传画相对于列车高速运动，根据尺缩效应，宣传画在运动方向上将变窄，但在垂直运动方向上没有发生变化答案：宣传画成了长方形，此画的高度不变，宽度变窄了12.一列火车以速度v相对地面运动如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁(图517)，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？图517解析：由于地面上人测得闪光同时到达前后两壁，而在光向前后两壁传播的过程中火车要相对于地面向前运动一段距离，所以光源发光的位置一定离前壁较近，这个事实对于车上、车下的人都是一样的，在车上的人看来，既然发光点离前壁较近，各个方向的光速又都是一样的，当然闪光先到达前壁答案：火车上的人测得闪光先到达前壁理由见解析