高中物理 第5章 典力學(xué)與物理學(xué)的革命 第1節(jié) 經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性 第2節(jié) 經(jīng)典時空觀與相對論時空觀學(xué)業(yè)分層測評 粵教版

經(jīng)典時空觀與相對論時空觀 (建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達標(biāo)1如圖511所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()圖511A同時被照亮BA先被照亮CC先被照亮D無法判斷【解析】因列車沿AC方向接近光速行駛，根據(jù)“同時”的相對性，即前邊的事件先發(fā)生，后邊的事件后發(fā)生可知C先被照亮，故答案為C.【答案】C2關(guān)于經(jīng)典力學(xué)和相對論，下列說法正確的是()A經(jīng)典力學(xué)和相對論是各自獨立的學(xué)說，互不相容B相對論是在否定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)上建立起來的C相對論和經(jīng)典力學(xué)是兩種不同的學(xué)說，二者沒有聯(lián)系D經(jīng)典力學(xué)包含在相對論之中，經(jīng)典力學(xué)是相對論的特例【解析】相對論的建立并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，而是認為經(jīng)典力學(xué)是相對論在一定條件下的特殊情形所以A、B、C不對，D正確【答案】D3如圖512所示，按照狹義相對論的觀點，火箭A是迎著光行駛的，火箭B是“追趕”光的，若火箭相對地面的速度為v，則兩火箭上的觀察者測出的光速分別為()圖512AcvcvBcvcvCccD無法確定【解析】根據(jù)光速不變原理，在一切慣性參考系中，測量到的真空中的光速c都一樣，因此在火箭A、B兩個慣性參考系中，觀察者測量到的光速一樣大，均為c，故C正確【答案】C4A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面上的某處，vAvB.在火箭A上的人觀察到的結(jié)果正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：35390083】A火箭A上的時鐘走得最快B地面上的時鐘走得最快C火箭B上的時鐘走得最快D火箭B上的時鐘走得最慢【解析】在火箭A看來，地面和火箭B都高速遠離自已，由t知，在火箭A上的人觀察到的結(jié)果是地面和火箭B的時鐘都變慢了，且vAvB，故地面的時鐘最慢，因此A正確，B、C、D錯誤【答案】A5假設(shè)有兄弟倆個，哥哥乘坐宇宙飛船以接近光速的速度離開地球去遨游太空，經(jīng)過一段時間返回地球，哥哥驚奇地發(fā)現(xiàn)弟弟比自己要蒼老許多，則該現(xiàn)象的科學(xué)解釋是()A哥哥在太空中發(fā)生了基因突變，停止生長了B弟弟思念哥哥而加速生長C由相對論可知，物體速度越大，其時間進程越慢，生理進程也越慢D這是神話，科學(xué)無法解釋【解析】根據(jù)公式t可知，物體的速度越大，其時間進程越慢【答案】C6假設(shè)地面上有一列火車以接近光速的速度運行，其內(nèi)站立著一個中等身材的人，站在路旁的人觀察車里的人，觀察的結(jié)果是()A這個人是一個矮胖子B這個人是一個瘦高個子C這個人矮但不胖D這個人瘦但不高【解析】由公式ll0可知，在運動方向上，人的寬度要減小，在垂直于運動方向上，人的高度不變【答案】D7(多選)對于公式m，下列說法正確的是()A式中的m0是物體以速度v運動時的質(zhì)量B當(dāng)物體的運動速度v0時，物體的質(zhì)量mm0，即物體的質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)不適用，是不正確的C當(dāng)物體以較小速度運動時，質(zhì)量變化十分微小，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當(dāng)物體以接近光速運動時，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動，而不適用于高速運動D通常由于物體的運動速度太小，故質(zhì)量的變化十分微小，在分析地球上宏觀物體的運動時，不必考慮質(zhì)量的變化【解析】式中的m0是物體靜止時的質(zhì)量，所以選項A錯當(dāng)物體以較小速度運動時，質(zhì)量變化十分微小，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當(dāng)物體以接近光速運動時，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動，而不適用于高速運動，通常由于物體的運動速度太小，故質(zhì)量的變化十分微小，一般在分析地球上宏觀物體的運動時，不必考慮質(zhì)量的變化，所以選項B錯，選項C、D正確【答案】CD8(多選)在地面附近有一高速飛過的火箭關(guān)于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象中正確的是()A地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變快了B地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時間進程變慢了C火箭上的人觀察到火箭的長度和時間進程均無變化D火箭上的人看地面物體長度變小，時間進程變快了【解析】根據(jù)狹義相對論的鐘慢效應(yīng)和尺縮效應(yīng)可知，地面上的人觀察到火箭變短了，時間進程變慢了，在火箭上的人相對火箭不運動故不會出現(xiàn)這兩種效應(yīng)【答案】BC能力提升9一個原來靜止的電子，經(jīng)電壓加速后，獲得的速度為v6107 m/s.問電子的質(zhì)量將會發(fā)生怎樣的變化()A質(zhì)量是物體的固有屬性與速度無關(guān)，所以加速后電子質(zhì)量不變B物體的質(zhì)量隨速度的增大而增大，所以加速后電子質(zhì)量變大C物體的質(zhì)量隨速度的增大而減小，所以加速后電子質(zhì)量變小D因為電子的速度比光速小，所以質(zhì)量幾乎不變【解析】根據(jù)狹義相對論運動物體的質(zhì)量變大，當(dāng)速度很小時這種變化很小可以認為質(zhì)量不變，但是電子的速度v6107 m/s與光速3108 m/s相比已經(jīng)不算太小，電子質(zhì)量變大，故B正確【答案】B10如圖513所示，a、b、c為三個完全相同的時鐘，a放在水平地面上，b、c分別放在以速度vb、vc向同一方向飛行的兩枚火箭上，且vbvc，則地面的觀察者認為走得最慢的鐘為()圖513AaBbCcD無法確定【解析】根據(jù)公式t可知，相對于觀察者的速度v越大，其上的時間進程越慢，由vcvbva0，知c鐘走得最慢【答案】C11一個原來靜止的電子，經(jīng)電壓加速后，獲得的速度為v6106 m/s.問電子的質(zhì)量增大了還是減小了？改變了百分之幾？【解析】根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論m得出運動后的質(zhì)量增大了m1.000 2m0.所以改變的百分比為：100%0.02%.【答案】增大0.02%12近地衛(wèi)星以7.9 km/s的最大運行速度環(huán)繞地球勻速運行其上安裝了一只完好的手表走過了1 min，地面上的人認為這只表走過這1 min“實際”上花了多少時間？【解析】由狹義相對論原理知衛(wèi)星上測到的時間t1 min，衛(wèi)星運行的速度v7.9103 m/s.所以地面上的人觀測到的時間為tmin(13.471010)min，通過這個題目說明，即使對于人造衛(wèi)星這樣飛快的速度，相對論效應(yīng)也是微不足道的【答案】(13.471010)min