2024-2025学年高中物理第六章相对论1-2牛顿力学中运动的相对性狭义相对论的两个基本假设课时评价含解析教科版选修3-4

PAGE4-牛顿力学中运动的相对性狭义相对论的两个基本假设(25分钟50分)选择题(本题共7小题,1～5题每题4分,6、7题每题5分,共30分)1.一艘大船在安静的大洋中匀速行驶,一个人在其密闭的船舱内沿各个不同的方向做立定跳远试验,并想由此来推断船行的方向。假设他每次做的功相同,下列说法正确的是 ()A.假如向东跳得最远,则船向东行驶B.假如向东跳的最近,则船向东行驶C.他向各个方向跳的最大距离相同,但不能由此推断船行方向D.他向各个方向跳的最大距离不同,但不能由此推断船行方向【解析】选C。依据伽利略的相对性原理可知,在不同的惯性系中,一切物理规律都是相同的,所以这个人不能推断船行方向;依据功能关系,可以推断他向各个方向跳的最大距离相同,故C正确。2.(多选)某地发生洪涝灾难,灾情紧急,特派一飞机前往,飞机在某高度做匀速直线运动,投放一包救急品,灾民看到物品做曲线运动,飞行员看到物品做自由落体运动,物品刚好落到灾民救济处,依据经典时空观,则下列说法正确的是 ()A.飞机为非惯性参考系B.飞机为惯性参考系C.灾民为非惯性参考系 D.灾民为惯性参考系【解析】选B、D。物品投放后,仅受重力作用,飞行员看到物品是做初速度为零的自由落体运动,符合牛顿运动定律,故飞机为惯性参考系,B对;而地面上的人员看到物品做初速度不为零的抛体运动,也符合牛顿运动定律,D也对。3.下列说法中正确的是 ()A.相对性原理能简洁而自然地说明电磁学的问题B.在真空中,若物体以速度v背离光源运动,则光相对物体的速度为c-vC.在真空中,若光源向着视察者以速度v运动,则光相对于视察者的速度为c+vD.迈克耳孙-莫雷试验得出的结果是:不论光源与视察者做怎样的相对运动,光速都是一样的【解析】选D。相对性原理简洁而自然,但在电磁学的领域里,涉及相对哪个参考系才成立的问题,故选项A错误;依据狭义相对论的光速不变原理知,选项B、C错误,D正确。4.如图所示,沿平直铁路途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,列车上的视察者测得A、C两铁塔被照亮的依次是 ()A.同时被照亮B.A先被照亮C.C先被照亮 D.无法推断【解析】选C。列车上的视察者看到的是由B发出后经过A和C反射的光,由于列车在这段时间内靠近C,而远离A,所以C的反射光先到达列车,所以列车上的视察者看到C先被照亮,故只有C正确。5.下列几种说法:(1)全部惯性系统对物理基本规律都是等价的。(2)在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关。(3)在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速度都相同。关于上述说法 ()A.只有(1)(2)是正确的 B.只有(1)(3)是正确的C.只有(2)(3)是正确的 D.三种说法都是正确的【解析】选D。狭义相对论认为:物体所具有的一些物理量可以因所选参考系的不同而不同,但它们在不同的参考系中所遵从的物理规律却是相同的,即(1)是正确的;光速不变原理认为:在不同的惯性参考系中,一切物理定律都是相同的,即光在真空中沿任何方向的传播速度都是相同的,(2)(3)的说法也正确。6.(多选)依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试验推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试验推断该参考系是否在匀速运动【解析】选A、C。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正确,B、D错误。7.(多选)下列说法正确的是 ()A.时间和空间之间没有任何联系B.时间和空间是肯定的C.时间和空间是紧密联系、不行分割的D.全部惯性系中物理规律都是等价的【解析】选C、D。依据狭义相对论的观点,时间和空间都不是肯定的,都是相对的,时间和空间不能割裂,是紧密联系的。所以选项A、B错误,选项C正确。依据相对论的观点,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,光在真空中的传播速度都相等,D正确。8.(7分)(多选)关于经典力学的时空观与相对论的时空观,下列说法正确的是 ()A.在经典力学的时空观中,同时是肯定的,即在一个参考系中的视察者在某一时刻视察到的两个事务,对另一个参考系中的视察者来说也是同时的B.在相对论的时空观中,时间间隔是肯定的,即任何事务(或物体运动)所经验的时间,在不同的参考系中测量都是相同的,而与参考系的选取无关C.在经典力学的时空观中,空间距离是肯定的,即假如各个参考系中用来测量长度的标准相同,那么空间两点的距离是肯定的不变的量值,而与参考系的选取无关D.相对论的时空观就是一个肯定的时空观,时间和空间与物体的运动无关【解析】选A、C。在经典力学的时空观中,同时是肯定的,与物体的运动无关,选项A对;在相对论的时空观中,时间间隔是相对的,选项B错误;在经典力学的时空观中,空间距离是肯定的,选项C对;相对论的时空观是一个相对的时空观,选项D错误。9.(13分)原理是指在不同的惯性系中,一切物理规律都是一样的,原理是指真空中的光速在不同的中都是相同的。

【解析】相对性原理是在不同的惯性系中,一切物理规律都是一样的;光速不变原理是指真空中光速在不同的惯性系中都是相同的。答案:相对性光速不变惯性系【加固训练】1.(多选)关于狭义相对论的说法,正确的是 ()A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的B.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,物理规律是不同的C.狭义相对论认为在一切惯性系中,光在真空中的速度都等于c,与光源的运动无关D.狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系【解析】选A、C、D。由狭义相对论的两个基本假设可知,A、C均正确,B错误;狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系,故D正确。2.让两个小球从同一高度同时自由落下,假如以地面为参考系,两个小球做运动,假如以其中的一个小球为参考系,另一个小球将