7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性-2025-2026学年高一物理同步讲练（人教版必修第二册）

7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 （1）感受牛顿力学在高速世界与事实的矛盾，知道牛顿力学只适用于低速、宏观物体的运动。知道相对论、量子论有助于人类认识高速、微观领域。 （2）知道爱因斯坦狭义相对论的基本假设，知道长度相对性和时间间隔相对性的表达式。 （3）了解宇宙起源的大爆炸理论，知道科学真理是相对的，未知世界必将在人类不懈的探索中被揭开更多的谜底。 设想人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行。若飞船向正前方的某一星球发射一束激光，该星球上的观察者测量到的激光的速度是多少？ 知识点一 相对论时空观 1.19世纪，英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度等于光速c. 2.1887年迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的！这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系不符 3.爱因斯坦假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的. 4.时间延缓效应 (1)如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt，那么两者之间的关系是Δt＝. (2)Δt与Δτ的关系总有Δt＞Δτ，即物理过程的快慢(时间进程)与运动状态有关.(填“有关”或“无关”) 5.长度收缩效应： (1)如果与杆相对静止的人测得杆长是l0，沿着杆的方向，以v相对杆运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是l＝l0. (2)l与l0的关系总有l＜l0，即运动物体的长度(空间距离)跟物体的运动状态有关.(填“无关”或“有关”) 知识点二 牛顿力学的成就与局限性 1.牛顿力学的成就：牛顿力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律的建立与应用更是确立了人们对牛顿力学的尊敬. 2.牛顿力学局限性：牛顿力学的适用范围是低速(填“高速”或“低速”)运动的宏观(填“宏观”或“微观”)物体. (1)当物体以接近光速运动时，有些与牛顿力学的结论不相同. (2)电子、质子、中子等微观粒子的运动不能用牛顿力学来说明. 3.牛顿力学不会被新的科学成就所否定，当物体运动的速度远小于光速c时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别. 题型一 相对论时空观 [例题1] （24-25高一下·山西·阶段练习）2025年4月10日，北京天文馆举办特别线下课，主题为“广义相对论下的光线偏折”。关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（    ） A．相对论时空观认为，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度长 B．相对论时空观认为，运动的钟比静止的钟走得快，且运动速度越大，钟走的越快 C．经典力学能很好地描述微观粒子的运动规律，研究地球绕太阳公转时就不适用了 D．经典时空观认为，时间间隔、空间距离以及物体的质量都是绝对不变的 [例题2] （24-25高一下·四川广元·期末）下列不是相对论内容的是（　　） A．时间的相对性 B．尺缩效应 C．时钟变慢 D．质量是物体的固有属性，与运动状态无关 [例题3] （24-25高一下·河南·期中）牛顿创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦进一步发展了经典力学，创立了相对论.关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事在另一参考系中也是同时的 B．牛顿经典力学能够很好地描述微观粒子运动的规律 C．牛顿运动定律不适用于以第二宇宙速度运动的宇宙飞船 D．相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短 [例题4] （22-23高三·河南郑州·期中）静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时该粒子物质波的波长λ与速度v的关系为（　　） A． B． C． D． [例题5] （24-25高一下·江苏常州·期末）设想人类利用飞船以0.2c的速度进行星际航行，若飞船向正前方的某星球发射一束激光，则该星球上的观察者测量到激光的速度应该是（    ） A． B． C． D． 题型二 牛顿力学的成就与局限性 [例题1] ①（24-25高一下·上海·期末）以下属于牛顿力学可以描述的情景是（　　） A．高铁的运动 B．高能粒子加速器中质子的运动 C．原子内核外电子的运动 D．中子星的运动 ②一列高铁列车过桥时，桥上的观察者认为 （选填“高铁列车”或“桥”）变短了，高铁列车上的观察者认为高铁长度 （选填“变长”、“变短”或“没变”） ③广义相对论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的推广，是我们理解天体物理和宇宙学的重要理论基础。 （1）以下属于广义相对论基本原理的有( ) A．相对性原理    B．等效原理    C．光速不变原理    D．广义相对性原理 （2）下列不属于广义相对论证据的是( ) A．引力场中的谱线红移     B．水星公转轨道的近日点进动 C．光线偏折 D．物体的运动速度越大，运动质量越大 ④如图所示，空间站相对地面运动，地面上的观察者测得地面上光源发出的光同时到达空间站的前端和后端，则空间站中的人测得光先到达空间站 （选填“前端”或“后端”）；这两束闪光相对空间站的速度 （填“相等”或“不相等”） 1. （24-25高一下·河南·阶段练习）关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来也一定是同时的 B．在经典力学中，物体的质量不随运动状态改变而改变 C．相对论时空观认为运动的时钟会变快，运动的尺子会变长 D．相对论和量子力学证明了牛顿力学是错误和过时的 2. （24-25高一下·河北石家庄·阶段练习）下列说法中，正确的是（　　） A．开普勒通过分析第谷的观测数据，提出了行星运动三大定律 B．牛顿第一次在实验室里测出了万有引力常量 C．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是不相同的 D．牛顿力学在高速（接近光速）或强引力场情况下仍然精确适用 3. （24-25高一下·陕西榆林·阶段练习）关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A．当物体的运动速度远小于光速时，经典力学是适用的 B．经典力学认为时间和空间与物体及其运动有关系 C．相对论时空观适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题 D．相对论时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的 4. （23-24高一下·安徽芜湖·期末）物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，下列有关观点正确的是（　　） A．爱因斯坦相对论时空观认为空间和时间都是独立于物体及其运动而存在的 B．开普勒第三定律，其中k的大小不仅与中心天体有关，还与环绕天体有关 C．以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的经典力学仅适用于宏观、低速、弱引力领域 D．牛顿发现了万有引力定律，随后卡文迪什进行了“月-地检验”将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 5. （24-25高一下·江苏扬州·期末）光在真空中的速度为c，如果某飞船在以0.5c的速度向某一星球飞行时，发出一光信号进行提示。假设所有的星球均相对静止，则下列说法正确的是（　　） A．该星球上的人观测到的光信号的速度为1.5c B．该星球上的人观测到的光信号的速度为0.5c C．星球上的人观测飞船上的时钟变慢了 D．飞船上的人观测星球上的时钟变快了 6. （24-25高一下·辽宁沈阳·期中）下列说法中正确的是（　　） A．第谷设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了引力常量 B．根据得，可知引力常量与、、、有关 C．牛顿经典力学适用于宏观、高速运动 D．“月一地检验”可以证实万有引力定律的正确性 7. （2025·上海·一模）以地面为参照系，宇航员在地面上的质量为 m0，在核心舱内的质量为 m，已知核心舱相对地面的飞行速度为 v，如果只考虑狭义相对论效应，则 m 和 m0 的关系正确的是（    ） A． B． C． D． 8. （24-25高一下·重庆·阶段练习）如图所示，假设一根梭镖以接近光速的速度穿过一根等长的静止管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。根据爱因斯坦的狭义相对论以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子情况的是（　　） A．静止的观察者看到梭镖变短，因此在某个位置，管子能完全遮住梭镖 B．静止的观察者看到梭镖变长，因此在某个位置，梭镖从管子的两端伸出来 C．静止的观察者看到两者的收缩量相等，因此在某个位置，管子仍恰好遮住梭镖 D．静止的观察者看到两者的伸长量相等，因此在某个位置，管子仍恰好遮住梭镖 9. （23-24高一下·山西长治·期末）北京正负电子对撞机（）中有一台长的直线加速器，用于加速正负电子束。设该加速器能对电子施加一恒力，使电子从静止开始长时间地加速。对于这个过程，下列判断可能正确的是（　　） A．电子的速度将不断增大，最终将超过光速 B．电子先做加速运动，最后以光速做匀速直线运动 C．电子的速度接近光速时，牛顿运动定律将不再适用 D．电子是微观粒子，整个加速过程完全不能用牛顿运动定律解释 10. （23-24高一下·陕西西安·阶段练习）一枚静止时长30m的火箭以光速的的速度从观察者的身边掠过，计算： （1）箭上的人测得火箭的长度应为？ （2）观察者测得火箭的长度应为多少？ （3）火箭上有一只完好的手表走过了3min，则地面上的人认为它走过这3min“实际”上花了多少时间？ 参考公式：时间延缓公式：，长度收缩公式： 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 （1）感受牛顿力学在高速世界与事实的矛盾，知道牛顿力学只适用于低速、宏观物体的运动。知道相对论、量子论有助于人类认识高速、微观领域。 （2）知道爱因斯坦狭义相对论的基本假设，知道长度相对性和时间间隔相对性的表达式。 （3）了解宇宙起源的大爆炸理论，知道科学真理是相对的，未知世界必将在人类不懈的探索中被揭开更多的谜底。 设想人类可以利用飞船以0.2c的速度进行星际航行。若飞船向正前方的某一星球发射一束激光，该星球上的观察者测量到的激光的速度是多少？ 知识点一 相对论时空观 1.19世纪，英国物理学家麦克斯韦根据电磁场理论预言了电磁波的存在，并证明电磁波的传播速度等于光速c. 2.1887年迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的！这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系不符 3.爱因斯坦假设：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的. 4.时间延缓效应 (1)如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ，地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt，那么两者之间的关系是Δt＝. (2)Δt与Δτ的关系总有Δt＞Δτ，即物理过程的快慢(时间进程)与运动状态有关.(填“有关”或“无关”) 5.长度收缩效应： (1)如果与杆相对静止的人测得杆长是l0，沿着杆的方向，以v相对杆运动的人测得杆长是l，那么两者之间的关系是l＝l0. (2)l与l0的关系总有l＜l0，即运动物体的长度(空间距离)跟物体的运动状态有关.(填“无关”或“有关”) 知识点二 牛顿力学的成就与局限性 1.牛顿力学的成就：牛顿力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律的建立与应用更是确立了人们对牛顿力学的尊敬. 2.牛顿力学局限性：牛顿力学的适用范围是低速(填“高速”或“低速”)运动的宏观(填“宏观”或“微观”)物体. (1)当物体以接近光速运动时，有些与牛顿力学的结论不相同. (2)电子、质子、中子等微观粒子的运动不能用牛顿力学来说明. 3.牛顿力学不会被新的科学成就所否定，当物体运动的速度远小于光速c时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别. 题型一 相对论时空观 [例题1] （24-25高一下·山西·阶段练习）2025年4月10日，北京天文馆举办特别线下课，主题为“广义相对论下的光线偏折”。关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（    ） A．相对论时空观认为，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度长 B．相对论时空观认为，运动的钟比静止的钟走得快，且运动速度越大，钟走的越快 C．经典力学能很好地描述微观粒子的运动规律，研究地球绕太阳公转时就不适用了 D．经典时空观认为，时间间隔、空间距离以及物体的质量都是绝对不变的 【答案】D 【详解】A．相对论时空观认为，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度短，故A错误； B．相对论时空观认为，运动的钟比静止的钟走得慢，且运动速度越大，钟走的越慢，故B错误； C．经典力学适用于宏观、低速的物体，不适用于微观、高速的物体，因此经典力学不能很好地描述微观粒子的运动规律，但可以很好地研究地球绕太阳公转的运动情况，故C错误； D．经典时空观认为，时间间隔、空间距离以及物体的质量都是绝对不变的，与运动状态无关，故D正确。 故选D。 [例题2] （24-25高一下·四川广元·期末）下列不是相对论内容的是（　　） A．时间的相对性 B．尺缩效应 C．时钟变慢 D．质量是物体的固有属性，与运动状态无关 【答案】D 【详解】A．相对论指出时间具有相对性，不同参考系中观察者的时间测量可能不同，故A不符合题意； B．尺缩效应是狭义相对论中的基本结论，运动物体在运动方向上的长度会缩短，故B不符合题意； C．时钟变慢（时间膨胀效应）是相对论的重要结论，高速运动的时钟相对于静止观察者会变慢，故C不符合题意； D．“质量是物体的固有属性，与运动状态无关”，这是经典力学的观点，相对论中质量随速度变化，公式为，与运动状态有关，故D符合题意。 故选D。 [例题3] （24-25高一下·河南·期中）牛顿创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦进一步发展了经典力学，创立了相对论.关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事在另一参考系中也是同时的 B．牛顿经典力学能够很好地描述微观粒子运动的规律 C．牛顿运动定律不适用于以第二宇宙速度运动的宇宙飞船 D．相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短 【答案】D 【详解】A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事在另一参考系中不一定是同时的，故A错误； B．牛顿经典力学能够很好地描述宏观物体的运动规律，但不能描述微观粒子运动的规律，故B错误； C．牛顿运动定律适用于宏观、低速运动的物体，故适用于以第二宇宙速度运动的宇宙飞船，故C错误； D．相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短，故D正确。 故选D。 [例题4] （22-23高三·河南郑州·期中）静止质量不为零的微观粒子作高速运动，这时该粒子物质波的波长λ与速度v的关系为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据德布罗意物质公式和相对论质—速公式有 解得 可知 故选C。 [例题5] （24-25高一下·江苏常州·期末）设想人类利用飞船以0.2c的速度进行星际航行，若飞船向正前方的某星球发射一束激光，则该星球上的观察者测量到激光的速度应该是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据狭义相对论的光速不变原理，真空中的光速在所有惯性参考系中都是恒定值，与光源或观察者的运动状态无关。飞船以的速度运动时，其发出的激光在飞船参考系中的速度为。对于星球上的观察者，无论通过相对论速度叠加公式计算（结果为），还是直接依据光速不变原理，测得的光速仍为。 故选C。 题型二 牛顿力学的成就与局限性 [例题1] ①（24-25高一下·上海·期末）以下属于牛顿力学可以描述的情景是（　　） A．高铁的运动 B．高能粒子加速器中质子的运动 C．原子内核外电子的运动 D．中子星的运动 ②一列高铁列车过桥时，桥上的观察者认为 （选填“高铁列车”或“桥”）变短了，高铁列车上的观察者认为高铁长度 （选填“变长”、“变短”或“没变”） ③广义相对论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的推广，是我们理解天体物理和宇宙学的重要理论基础。 （1）以下属于广义相对论基本原理的有( ) A．相对性原理    B．等效原理    C．光速不变原理    D．广义相对性原理 （2）下列不属于广义相对论证据的是( ) A．引力场中的谱线红移     B．水星公转轨道的近日点进动 C．光线偏折 D．物体的运动速度越大，运动质量越大 ④如图所示，空间站相对地面运动，地面上的观察者测得地面上光源发出的光同时到达空间站的前端和后端，则空间站中的人测得光先到达空间站 （选填“前端”或“后端”）；这两束闪光相对空间站的速度 （填“相等”或“不相等”） 【答案】A 高铁列车 没变 BD D 前端 相等 【解析】牛顿力学只适用的条件为低速、宏观、弱引力环境，高铁的运动符合条件，而质子、电子属于微观世界，中子星属于强引力环境，均不符合条件，故选A。 [1]桥上的观察者默认以自己为参考系，则桥不动，高铁列车在动，根据“尺缩效应”，会认为高铁列车变短了，故填高铁列车； [2]同[1]分析，高铁列车上的观察者认为高铁长度没变。 [1]广义相对论的两大基本原理是广义相对性原理和‌等效原理。广义相对性原理指出，在任何参考系（包括惯性参考系）中，物理规律都是相同的。等效原理则认为，一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系是等价的‌。故选BD。 [2]引力场中的谱线红移、水星公转轨道的近日点进动和光线偏折均属于属于广义相对论证据；物体的运动速度越大，运动质量越大属于狭义相对论证据。故选D。 [1][2]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空间站的前端和后端，向前传播的路程与向后传播的路程相同。由于空间站向前运动，所以点光源到空间站的前端的距离小。空间站中的人认为，空间站是个惯性系，光向前、向后传播的速度相等，点光源的到空间站的前端的距离小，闪光先到达前端。 1. （24-25高一下·河南·阶段练习）关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来也一定是同时的 B．在经典力学中，物体的质量不随运动状态改变而改变 C．相对论时空观认为运动的时钟会变快，运动的尺子会变长 D．相对论和量子力学证明了牛顿力学是错误和过时的 【答案】B 【详解】A．相对论强调同时的相对性，故A错误； B．经典力学中质量恒定，故B正确； C．根据相对论，运动的时钟会变慢（时间膨胀），沿运动方向的尺子会变短（长度收缩），故C错误； D．牛顿力学未被完全推翻，而是适用范围受限，故D错误； 故选B。 2. （24-25高一下·河北石家庄·阶段练习）下列说法中，正确的是（　　） A．开普勒通过分析第谷的观测数据，提出了行星运动三大定律 B．牛顿第一次在实验室里测出了万有引力常量 C．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是不相同的 D．牛顿力学在高速（接近光速）或强引力场情况下仍然精确适用 【答案】A 【详解】A．开普勒基于第谷的观测数据总结出行星运动三大定律，故A正确； B．万有引力常量由卡文迪许通过扭秤实验首次测得，牛顿未测出，故B错误； C．狭义相对论指出，真空光速在所有惯性参考系中均相同，故C错误； D．牛顿力学仅适用于低速、弱引力场，高速或强引力场需用相对论，故D错误。 故选A。 3. （24-25高一下·陕西榆林·阶段练习）关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A．当物体的运动速度远小于光速时，经典力学是适用的 B．经典力学认为时间和空间与物体及其运动有关系 C．相对论时空观适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题 D．相对论时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的 【答案】A 【详解】A．经典力学在物体速度远小于光速时适用，例如日常宏观物体的运动，故A正确； B．牛顿力学主张绝对时空观，认为时空独立于物体运动，而相对论提出时空与物质运动相关，故B错误； C．相对论适用于高速(接近光速)或强引力场的情况，而经典力学适用于低速，故C错误； D．相对论时空观明确否定时空的独立性，强调时空与物质运动的联系，故D错误。 故选A。 4. （23-24高一下·安徽芜湖·期末）物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，下列有关观点正确的是（　　） A．爱因斯坦相对论时空观认为空间和时间都是独立于物体及其运动而存在的 B．开普勒第三定律，其中k的大小不仅与中心天体有关，还与环绕天体有关 C．以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的经典力学仅适用于宏观、低速、弱引力领域 D．牛顿发现了万有引力定律，随后卡文迪什进行了“月-地检验”将万有引力定律推广至自然界所有物体之间 【答案】C 【详解】A．爱因斯坦相对论时空观认为时空与物质及其运动密切相关，而非独立存在，故A错误； B．开普勒第三定律中的k仅由中心天体的质量决定，与环绕天体无关，故B错误； C．经典力学适用范围为宏观、低速、弱引力领域，符合实际描述，故C正确； D．“月-地检验”由牛顿完成，卡文迪什通过扭秤实验测定了引力常量，故D错误。 故选C。 5. （24-25高一下·江苏扬州·期末）光在真空中的速度为c，如果某飞船在以0.5c的速度向某一星球飞行时，发出一光信号进行提示。假设所有的星球均相对静止，则下列说法正确的是（　　） A．该星球上的人观测到的光信号的速度为1.5c B．该星球上的人观测到的光信号的速度为0.5c C．星球上的人观测飞船上的时钟变慢了 D．飞船上的人观测星球上的时钟变快了 【答案】C 【详解】AB．根据光速不变原理，任何惯性系中光速均为，即该星球上的人观测到的光信号的速度为c，故AB错误； C．根据狭义相对论的时间膨胀效应，运动的时钟变慢，飞船相对星球运动，故星球上的人观测飞船时钟变慢，C正确； D．结合上述，飞船上的人认为星球在运动，会观测到星球的时钟变慢而非变快，故D错误。 故选C。 6. （24-25高一下·辽宁沈阳·期中）下列说法中正确的是（　　） A．第谷设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了引力常量 B．根据得，可知引力常量与、、、有关 C．牛顿经典力学适用于宏观、高速运动 D．“月一地检验”可以证实万有引力定律的正确性 【答案】D 【详解】A．卡文迪什设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了引力常量，故A错误； B．引力常量与、、、无关，故B错误； C．牛顿经典力学适用于宏观、低速运动，故C错误； D．“月一地检验”可以证实万有引力定律的正确性，故D正确。 故选D。 7. （2025·上海·一模）以地面为参照系，宇航员在地面上的质量为 m0，在核心舱内的质量为 m，已知核心舱相对地面的飞行速度为 v，如果只考虑狭义相对论效应，则 m 和 m0 的关系正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据爱因斯坦的狭义相对论公式，运动物体质量随速度的增大而增大，则有 故选D。 8. （24-25高一下·重庆·阶段练习）如图所示，假设一根梭镖以接近光速的速度穿过一根等长的静止管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。根据爱因斯坦的狭义相对论以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子情况的是（　　） A．静止的观察者看到梭镖变短，因此在某个位置，管子能完全遮住梭镖 B．静止的观察者看到梭镖变长，因此在某个位置，梭镖从管子的两端伸出来 C．静止的观察者看到两者的收缩量相等，因此在某个位置，管子仍恰好遮住梭镖 D．静止的观察者看到两者的伸长量相等，因此在某个位置，管子仍恰好遮住梭镖 【答案】A 【详解】梭镖相对于静止的观察者高速运动，根据相对论的长度收缩效应可知，梭镖长度收缩变短，而管子相对于观察者是静止的，同理知管子长度不变，因此在某个位置，管子能完全遮住梭镖。 故选A。 9. （23-24高一下·山西长治·期末）北京正负电子对撞机（）中有一台长的直线加速器，用于加速正负电子束。设该加速器能对电子施加一恒力，使电子从静止开始长时间地加速。对于这个过程，下列判断可能正确的是（　　） A．电子的速度将不断增大，最终将超过光速 B．电子先做加速运动，最后以光速做匀速直线运动 C．电子的速度接近光速时，牛顿运动定律将不再适用 D．电子是微观粒子，整个加速过程完全不能用牛顿运动定律解释 【答案】C 【详解】电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较小，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为它在被加速的最初阶段做匀加速运动。随着电子速度的增大，当接近光速时，相对论效应越来越显著，质量增大也来越明显，电子不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用。 故选C。 10. （23-24高一下·陕西西安·阶段练习）一枚静止时长30m的火箭以光速的的速度从观察者的身边掠过，计算： （1）箭上的人测得火箭的长度应为？ （2）观察者测得火箭的长度应为多少？ （3）火箭上有一只完好的手表走过了3min，则地面上的人认为它走过这3min“实际”上花了多少时间？ 参考公式：时间延缓公式：，长度收缩公式： 【答案】（1）30m；（2）；（3） 【详解】（1）箭上的人相对火箭静止，所以箭上的人测得火箭的长度应为。 （2）观察者测得火箭的长度应为 （3）火箭上有一只完好的手表走过了3min，则地面上的人认为它走过这3min“实际”上花的时间为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $