2024-2025學(xué)年高中物理第六章相對論1-2牛頓力學(xué)中運(yùn)動的相對性狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)課時(shí)評價(jià)含解析教科版選修3-4

PAGE4-牛頓力學(xué)中運(yùn)動的相對性狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)(25分鐘50分)選擇題(本題共7小題,1～5題每題4分,6、7題每題5分,共30分)1.一艘大船在安靜的大洋中勻速行駛,一個(gè)人在其密閉的船艙內(nèi)沿各個(gè)不同的方向做立定跳遠(yuǎn)試驗(yàn),并想由此來推斷船行的方向。假設(shè)他每次做的功相同,下列說法正確的是 ()A.假如向東跳得最遠(yuǎn),則船向東行駛B.假如向東跳的最近,則船向東行駛C.他向各個(gè)方向跳的最大距離相同,但不能由此推斷船行方向D.他向各個(gè)方向跳的最大距離不同,但不能由此推斷船行方向【解析】選C。依據(jù)伽利略的相對性原理可知,在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是相同的,所以這個(gè)人不能推斷船行方向;依據(jù)功能關(guān)系,可以推斷他向各個(gè)方向跳的最大距離相同,故C正確。2.(多選)某地發(fā)生洪澇災(zāi)難,災(zāi)情緊急,特派一飛機(jī)前往,飛機(jī)在某高度做勻速直線運(yùn)動,投放一包救急品,災(zāi)民看到物品做曲線運(yùn)動,飛行員看到物品做自由落體運(yùn)動,物品剛好落到災(zāi)民救濟(jì)處,依據(jù)經(jīng)典時(shí)空觀,則下列說法正確的是 ()A.飛機(jī)為非慣性參考系B.飛機(jī)為慣性參考系C.災(zāi)民為非慣性參考系 D.災(zāi)民為慣性參考系【解析】選B、D。物品投放后,僅受重力作用,飛行員看到物品是做初速度為零的自由落體運(yùn)動,符合牛頓運(yùn)動定律,故飛機(jī)為慣性參考系,B對;而地面上的人員看到物品做初速度不為零的拋體運(yùn)動,也符合牛頓運(yùn)動定律,D也對。3.下列說法中正確的是 ()A.相對性原理能簡潔而自然地說明電磁學(xué)的問題B.在真空中,若物體以速度v背離光源運(yùn)動,則光相對物體的速度為c-vC.在真空中,若光源向著視察者以速度v運(yùn)動,則光相對于視察者的速度為c+vD.邁克耳孫-莫雷試驗(yàn)得出的結(jié)果是:不論光源與視察者做怎樣的相對運(yùn)動,光速都是一樣的【解析】選D。相對性原理簡潔而自然,但在電磁學(xué)的領(lǐng)域里,涉及相對哪個(gè)參考系才成立的問題,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;依據(jù)狹義相對論的光速不變原理知,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤,D正確。4.如圖所示,沿平直鐵路途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(gè)閃光,列車上的視察者測得A、C兩鐵塔被照亮的依次是 ()A.同時(shí)被照亮B.A先被照亮C.C先被照亮 D.無法推斷【解析】選C。列車上的視察者看到的是由B發(fā)出后經(jīng)過A和C反射的光,由于列車在這段時(shí)間內(nèi)靠近C,而遠(yuǎn)離A,所以C的反射光先到達(dá)列車,所以列車上的視察者看到C先被照亮,故只有C正確。5.下列幾種說法:(1)全部慣性系統(tǒng)對物理基本規(guī)律都是等價(jià)的。(2)在真空中,光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。(3)在任何慣性系中,光在真空中沿任何方向的傳播速度都相同。關(guān)于上述說法 ()A.只有(1)(2)是正確的 B.只有(1)(3)是正確的C.只有(2)(3)是正確的 D.三種說法都是正確的【解析】選D。狹義相對論認(rèn)為:物體所具有的一些物理量可以因所選參考系的不同而不同,但它們在不同的參考系中所遵從的物理規(guī)律卻是相同的,即(1)是正確的;光速不變原理認(rèn)為:在不同的慣性參考系中,一切物理定律都是相同的,即光在真空中沿任何方向的傳播速度都是相同的,(2)(3)的說法也正確。6.(多選)依據(jù)經(jīng)典力學(xué)的相對性原理,下列結(jié)論正確的是 ()A.任何力學(xué)規(guī)律在慣性系中都是相同的B.同一力學(xué)規(guī)律在不同的慣性系中可能不同C.在一個(gè)慣性參考系里不能用力學(xué)試驗(yàn)推斷該參考系是否在勻速運(yùn)動D.在一個(gè)慣性參考系里可以用力學(xué)試驗(yàn)推斷該參考系是否在勻速運(yùn)動【解析】選A、C。經(jīng)典力學(xué)的相對性原理是力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的,故A、C正確,B、D錯(cuò)誤。7.(多選)下列說法正確的是 ()A.時(shí)間和空間之間沒有任何聯(lián)系B.時(shí)間和空間是肯定的C.時(shí)間和空間是緊密聯(lián)系、不行分割的D.全部慣性系中物理規(guī)律都是等價(jià)的【解析】選C、D。依據(jù)狹義相對論的觀點(diǎn),時(shí)間和空間都不是肯定的,都是相對的,時(shí)間和空間不能割裂,是緊密聯(lián)系的。所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確。依據(jù)相對論的觀點(diǎn),在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是相同的,且在一切慣性系中,光在真空中的傳播速度都相等,D正確。8.(7分)(多選)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀與相對論的時(shí)空觀,下列說法正確的是 ()A.在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中,同時(shí)是肯定的,即在一個(gè)參考系中的視察者在某一時(shí)刻視察到的兩個(gè)事務(wù),對另一個(gè)參考系中的視察者來說也是同時(shí)的B.在相對論的時(shí)空觀中,時(shí)間間隔是肯定的,即任何事務(wù)(或物體運(yùn)動)所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間,在不同的參考系中測量都是相同的,而與參考系的選取無關(guān)C.在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中,空間距離是肯定的,即假如各個(gè)參考系中用來測量長度的標(biāo)準(zhǔn)相同,那么空間兩點(diǎn)的距離是肯定的不變的量值,而與參考系的選取無關(guān)D.相對論的時(shí)空觀就是一個(gè)肯定的時(shí)空觀,時(shí)間和空間與物體的運(yùn)動無關(guān)【解析】選A、C。在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中,同時(shí)是肯定的,與物體的運(yùn)動無關(guān),選項(xiàng)A對;在相對論的時(shí)空觀中,時(shí)間間隔是相對的,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中,空間距離是肯定的,選項(xiàng)C對;相對論的時(shí)空觀是一個(gè)相對的時(shí)空觀,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9.(13分)原理是指在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是一樣的,原理是指真空中的光速在不同的中都是相同的。

【解析】相對性原理是在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是一樣的;光速不變原理是指真空中光速在不同的慣性系中都是相同的。答案:相對性光速不變慣性系【加固訓(xùn)練】1.(多選)關(guān)于狹義相對論的說法,正確的是 ()A.狹義相對論認(rèn)為在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的B.狹義相對論認(rèn)為在不同的慣性參考系中,物理規(guī)律是不同的C.狹義相對論認(rèn)為在一切慣性系中,光在真空中的速度都等于c,與光源的運(yùn)動無關(guān)D.狹義相對論只涉及無加速運(yùn)動的慣性系【解析】選A、C、D。由狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)可知,A、C均正確,B錯(cuò)誤;狹義相對論只涉及無加速運(yùn)動的慣性系,故D正確。2.讓兩個(gè)小球從同一高度同時(shí)自由落下,假如以地面為參考系,兩個(gè)小球做運(yùn)動,假如以其中的一個(gè)小球?yàn)閰⒖枷?另一個(gè)小球?qū)?/p>