教科版高中物理必修第二册课后习题 第五章 经典力学的局限性与相对论初步 1 经典力学的成就与局限性 2 相对论时空观简介 3 宇宙的起源和演化.docVIP

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第五章经典力学的局限性与相对论初步

1经典力学的成就与局限性2相对论时空观简介3宇宙的起源和演化

A级必备知识基础练

1.(安徽芜湖高一期末)若在速度为8km/s的飞船上有一只完好的手表走过了1min,则地面上的人认为它走过这1min“实际”上花的时间(A)

A.略大于1min B.等于1min

C.略小于1min D.无法判断

解析在飞船上观测到的时间是1min,由相对论时间变换公式,则地面上看到的时间t=t1-v

2.(广东佛山高一期末)9月科学家探测到宇宙中距离我们13亿光年的两个黑洞合并而产生的引力波,填补了爱因斯坦广义相对论实验验证的最后一块“拼图”。关于相对论,下列说法正确的是(B)

A.经典时空观认为时间和空间是相互关联的

B.相对于观察者运动的时钟会变慢

C.在运动的参照系中测得的光速与其运动的速度有关

D.同一物体的长度不随观察者所处参考系的变换而改变

解析经典时空观认为时间和空间是绝对不变的,故A错误;根据时间延缓效应,相对论时空观认为相对于观察者运动的时钟会变慢,故B正确;根据爱因斯坦的光速不变原理可知,在所有惯性参考系中光速是恒定的,故C错误;根据长度收缩效应,相对论时空观认为同一物体的长度会随观察者相对参考系的运动而改变,故D错误。故选B。

3.(上海杨浦高级中学高一期末)如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S,甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v(接近光速)的火箭沿AB方向飞行,两观察者身边各有一个事先在地面校准了的相同的时钟。下列对相关现象的描述正确的是(D)

A.甲测得的光速为c,乙测得的光速为c-v

B.甲认为飞船中的时钟变慢了,乙认为甲身边的时钟变快了

C.甲测得的AB间的距离小于乙测得的AB间的距离

D.当光源S发生一次闪光后,甲认为A、B两处同时接收到闪光,乙则认为B先接收到闪光

解析根据爱因斯坦的光速不变原理,可知甲、乙在两种不同的参考系里测出的光速都为c,故A错误;根据时间延缓效应,甲认为飞船中的时钟变慢了,乙认为甲身边的时钟变慢了,故B错误;根据长度收缩效应,可知甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离,故C错误;当光源S发生一次闪光后,甲认为A、B两处同时接收到闪光,乙认为B先接收到闪光,故D正确。

4.(上海南洋模范中学高一期末)爱因斯坦建立了广义相对论,并根据这一理论推导得出三个著名的预言:水星轨道近日点的进动;太阳引起的光线偏折;光波的重力红移。经过科学实验的检验,最终证实这些预言的理论计算与实验结果都能吻合。这说明广义相对论(B)

A.是人类对客观世界的最终反映

B.被观察结果证实了理论的合理性

C.是客观事实检验过的绝对真理

D.比牛顿引力理论更具实用价值

解析这些预言的理论计算与实验结果都能吻合,但是人类对客观世界的认识是无止境的,不是人类对客观世界的最终反映,A错误;这些预言的理论计算与实验结果都能吻合,已经被证实了理论的合理性,B正确;这些预言的理论计算与实验结果都能吻合,但是都有一定的使用条件,不是绝对的真理,C错误;水星轨道近日点的进动,太阳引起的光线偏折,光波的重力红移,与牛顿引力理论使用价值各有千秋,没法比较,D错误。

5.(江苏连云港东海高一期中)如图所示,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、后壁,那么按照火车上人的测量,闪光(A)

A.先到达前壁 B.先到达后壁

C.同时到达前后壁 D.无法确定

解析地面上的人以地面为参考系,光向前、向后传播的速度相等,某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁,向前传播的路程与向后传播的路程相同,由于火车向前运动,所以点光源到火车前面的距离小;车厢中的人认为,车厢是个惯性系,光向前、向后传播的速度相等,点光源到火车前面的距离小,闪光先到达前壁。B、C、D错误,A正确。

6.(江苏徐州高一期中)如图所示,一同学在教室上课,教室的长度为9m,教室中间位置有一光源。有一飞行器从前向后高速通过教室外侧,已知光速为c,飞行器中的飞行员认为(C)

A.教室中的时钟变快

B.教室的长度大于9m

C.从光源发出的光先到达教室后壁

D.光源发出的光,向后的速度小于c

解析根据爱因斯坦的相对论,可知飞行器中的飞行员认为看到教室中的时钟变慢,教室的长度变短,即长度小于9m,选项A、B错误。教室中的人认为,光向前向后传播的速度相等,光源在教室中央,光同时到达前、后两壁。飞行器中的飞行员是一个惯性系,光向前、向后传播的速度相等,向后壁传播的路程短些,到达后壁的时刻早些,选项C正确。根据光速不变原理,不论光源与观察者之间做怎样的相对运动,光速都是一样的,选项D错误。

7.