1、学业分层测评第5章 5.1 电磁场理论引发的怪异问题5.2 狭义相对论的基本原理(建议用时：45分钟)学业达标1.下列说法中正确的是()A.研究铅球的运动，可以用牛顿定律和运动学公式B.研究电子的运动可用牛顿定律和运动学公式C.研究电子运动要用狭义相对性原理，研究铅球运动可用牛顿运动定律D.研究铅球和电子的运动都要用牛顿运动定律E.牛顿定律只能用来处理低速、宏观物体的运动【解析】以牛顿运动定律为基础的经典物理学处理低速、宏观物体的运动是相当完美的，但对于高速、微观的运动就无能为力了.显然，铅球的运动可以用牛顿定律来解决；电子的运动则不能用牛顿定律来解决，而要用狭义相对论原理来解决.故A、C正确
2、，B、D错误.牛顿定律只适用于低速宏观物体的运动，E正确.【答案】ACE2.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()A.牛顿运动定律也同样成立B.牛顿运动定律不能成立C.A和B两个参考系中，一切物理定律都是相同的D.参考系B也是惯性参考系E.力学规律在不同的惯性系中是不同的【解析】参考系A是惯性参考系，而参考系B相对于A做匀速直线运动，因而参考系B也是惯性参考系，D正确；根据狭义相对论原理知，在不同的惯性参考系中一切物理定律都是相同的，A、C正确，B、E错误.【答案】ACD3.根据经典力学的相对性原理，下列结论正确的是()A.任何力学规律在惯性系中
3、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E.如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系【解析】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A、C、E正确，B、D错误.【答案】ACE4.下列关于狭义相对性原理的说法中不正确的是()A.狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都成立B.狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都成立C.狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性系中都
4、成立D.狭义相对性原理与伽利略相对性原理没有区别E.相对性原理对一切自然规律都适用【解析】根据狭义相对性原理的内容，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的.一定要注意它和伽利略相对性原理的区别，即狭义相对性原理中的“规律”是一切物理规律，而经典相对性原理中的“规律”只是指经典物理学的规律，范围要小许多.【答案】ABD5.判断下面说法中正确的是()A.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上向前发出的光，对地速度一定比c大B.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上向后发出的光，对地速度一定比c小C.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上沿垂直于速度方向发出的光对地速度为cD.“嫦娥三号”飞向月球的
5、过程中从卫星上向任一方向发出的光对地速度都为cE.“嫦娥三号”发出光的速度与其运动状态无关【解析】根据狭义相对论的基本假设光速不变原理可知：真空中的光速相对于卫星的速度为c，相对于地面的速度也为c，对不同的惯性系是相同的，因此C、D、E正确，A、B错误.【答案】CDE6.如图512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_先被照亮.图512【解析】以列车为参考系，塔A、B、C向左高速运动，列车中的观测者认为光从BA的距离大于光从BC的距离，由t知，光从BC用时短，C先被照亮.【答案
6、】C7.如图513所示，思考以下几个问题：(光速用c表示)图513(1)若参考系O相对于参考系O静止，人看到的光速应是多少？(2)若参考系O相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？(3)若参考系O相对于参考系O以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？【解析】根据狭义相对论的光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系.因此三种情况下，人观察到的光速都是c.【答案】(1)c(2)c(3)c能力提升8.如图514所示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的两点上固定有A、B两个光接收器，今使光源发出一闪光.问图514(1)在地面参考
7、系中观测，谁先接收到光信号？(2)在沿AB方向高速运行的火车参考系中观测，谁先接收到光信号？【解析】狭义相对论的时空观认为：同时是相对的，在一个惯性系中不同地点同时发生的两件事件、在另一惯性系中不一定同时.【答案】(1)同时(2)B9.一列火车以速度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，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？【解析】火车上的人测得，闪光先到达前壁.如图，由于地面上的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
8、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，各个方向的光速又是一样的，当然闪光先到达前壁.【答案】见解析10.如图515所示，你站在水平木杆AB的中央附近，并且看到木杆落在地面上时是两端同时着地的，所以，你认为该木杆是平着落到了地面上；若此时飞飞小姐正以接近光速的速度从你前面掠过，她看到B端比A端先落地，因而她认为木杆是向右倾斜着落地的.她的看法正确吗？图515【解析】当飞飞小姐掠过木杆时，在她看来，木杆不仅在下落，而且还在朝她运动，因此，在你看来同时发生的两个事件，在飞飞小姐看来首先在B端发生.到底在A和B处的两个事件是同时发生，还是在B处先发生？这一问题是没有意义的.因为运动是相对的，对运动的描述取决于选择的参考系.对于你来说木杆是平着下落的，对飞飞小姐来说木杆是向右斜着下落的，虽然难以置信，但你和她都是正确的.【答案】正确