课时作业15 相对论时空观与牛顿力学的局限性 (Word练习)-【优化指导】2020-2021学年新教材高中物理必修第二册(人教版)

课时作业(15)　相对论时空观与牛顿力学的局限性 1．(多选)通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成是惯性系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性系的有(　　) A．停在地面上的汽车 B．绕地球做匀速圆周运动的飞船 C．在大海上匀速直线航行的轮船 D．进站时减速行驶的火车 BD　[停在地面上的汽车和匀速直线航行的轮船是惯性系，而匀速圆周运动的飞船和减速行驶的火车是做变速运动，是非惯性系．] 2．如图所示，强强乘坐速度为0．9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0．5c．强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为(　　) A．0.4c　 B．0.5c C．0.9c　 D．1.0c D　[解析：根据狭义相对论的基本假设——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，选项D正确．] 3．(多选)分别站在地面和匀速向前行驶的车厢中点的甲、乙两人，都看到了在车厢前、后壁发生的事件，下列说法正确的是(　　 ) A．若乙观察两事件是同时的，则甲观察到前壁事件发生得早 B．若乙观察两事件是同时的，则甲观察到后壁事件发生得早 C．若甲观察两事件是同时的，则乙观察到前壁事件发生得早 D．若甲观察两事件是同时的，则乙观察到后壁事件发生得早 AD　[乙观察两事件是同时的，即光从前后壁到乙的时间相等，但对甲而言，光从前壁到甲的传播距离变小，用时少，因而认为前壁事件先发生．故A正确，B错误；同理甲认为同时，乙一定认为前壁事件发生得晚，故D正确，C错误．] 4．某星际飞船正在遥远的外太空飞行，假如它的速度可以达到0．7c，在地球上观测到其经过8．76×104 h的时间到达某星球，则在飞船上的人看来，其到达此星球需要的时间是(　　 ) A．8．76×104 h B．6．26×104 h C．12．27×104 h D．16．52×104 h B　[Δt′＝Δt h≈6．26×104h，故B正确．]＝8．76×104× 5．一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以0．6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，下列说法正确的是(　　 ) A．飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B．地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C．飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D．地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c B　[飞船上的观察者相对飞船是静止的，测得飞船长度为静止长度30 m，选项A错误；地球上的观察者相对飞船的速度为0．6 c，测得飞船的长度l＝l0＝0．8 l0＝24 m，选项B正确；由光速不变原理知光信号的速度与参考系无关，选项C、D错误．] 6．经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是建立了人们对牛顿物理学的尊敬．自20世纪以来，人们发现了一些新的事实，用经典力学无法解释．下列说法正确的是(　　) A．由于经典力学有局限性，所以它是错误的 B．当物体的速度接近光速时，经典力学仍成立 C．狭义相对论能描述微观粒子运动的规律 D．量子力学能描述微观粒子运动的规律 D　[相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形，故A错误；当物体的速度接近光速时，经典力学不再成立，故B错误；量子力学能够描述微观粒子运动的规律，故C错误，D正确．] 7．(多选)你站在一条长木杆的中央附近如图所示，并且看到木杆落在地上时是两头同时着地．所以，你认为这木杆是平着落到了地上．而此时飞飞同学正以接近光速的速度从木杆前面掠过，她看到B端比A端先落到地，因而她认为木杆是向右倾斜着落的．她的看法是(　　) A．对的 B．错的 C．她应感觉到木杆在朝她运动 D．她应感觉到木杆在远离她运动 AC　[当飞飞同学掠过木杆时，在她看来，木杆不仅在下落，而且还在朝她运动，正好像星体朝你的飞船运动一样．因此，在你看来同时发生的两件事，在飞飞同学看来首先在B端发生．] 8．如图所示，车厢长为L，正以速度v(v很大)匀速向右运动，车厢底面光滑，现有两只完全相同的小球，从车厢中点以相同的速度v0分别向前、后两个方向匀速运动(相对于车厢)．问： (1)在车厢内的观察者看来，小球__________(填“能”或“不能”)同时到达两壁． (2)在地面上的观察者看来，小球__________(填“能”或“不能”)同时到达两壁． 解析　在车上的观察者看来，A球所用时间为tA＝，因此两球同时到达两壁．而在地面上的观察者看来，球A先到达后壁．因为地面观察者认为球A向后位移小，而速度相同，所以，向后运动的球A需要较短的时间到达后壁． ＝，B球所用时间为tB＝＝ 答案　(1)能　(2)不能 $