PAGE4-牛頓力學中運動的相對性狹義相對論的兩個基本假設(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,一個人在其密閉的船艙內沿各個不同的方向做立定跳遠試驗,并想由此來推斷船行的方向。假設他每次做的功相同,下列說法正確的是 ()A.假如向東跳得最遠,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。依據伽利略的相對性原理可知,在不同的慣性系中,一切物理規律都是相同的,所以這個人不能推斷船行方向;依據功能關系,可以推斷他向各個方向跳的最大距離相同,故C正確。2.(多選)某地發生洪澇災難,災情緊急,特派一飛機前往,飛機在某高度做勻速直線運動,投放一包救急品,災民看到物品做曲線運動,飛行員看到物品做自由落體運動,物品剛好落到災民救濟處,依據經典時空觀,則下列說法正確的是 ()A.飛機為非慣性參考系B.飛機為慣性參考系C.災民為非慣性參考系 D.災民為慣性參考系【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動,符合牛頓運動定律,故飛機為慣性參考系,B對;而地面上的人員看到物品做初速度不為零的拋體運動,也符合牛頓運動定律,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的問題B.在真空中,若物體以速度v背離光源運動,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運動,則光相對于視察者的速度為c+vD.邁克耳孫-莫雷試驗得出的結果是:不論光源與視察者做怎樣的相對運動,光速都是一樣的【解析】選D。相對性原理簡潔而自然,但在電磁學的領域里,涉及相對哪個參考系才成立的問題,故選項A錯誤;依據狹義相對論的光速不變原理知,選項B、C錯誤,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,當鐵塔B發出一個閃光,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發出后經過A和C反射的光,由于列車在這段時間內靠近C,而遠離A,所以C的反射光先到達列車,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)全部慣性系統對物理基本規律都是等價的。(2)在真空中,光的速度與光的頻率、光源的運動狀態無關。(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律卻是相同的,即(1)是正確的;光速不變原理認為: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)依據經典力學的相對性原理,下列結論正確的是 ()A.任何力學規律在慣性系中都是相同的B.同一力學規律在不同的慣性系中可能不同C.在一個慣性參考系里不能用力學試驗推斷該參考系是否在勻速運動D.在一個慣性參考系里可以用力學試驗推斷該參考系是否在勻速運動【解析】選A、C。經典力學的相對性原理是力學規律在任何慣性系中都是相同的,故A、C正確,B、D錯誤。7.(多選)下列說法正確的是 ()A.時間和空間之間沒有任何聯系B.時間和空間是肯定的C.時間和空間是緊密聯系、不行分割的D.全部慣性系中物理規律都是等價的【解析】選C、D。依據狹義相對論的觀點,時間和空間都不是肯定的,都是相對的,時間和空間不能割裂,是緊密聯系的。所以選項A、B錯誤,選項C正確。依據相對論的觀點,在不同的慣性系中,一切物理規律都是相同的,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)關于經典力學的時空觀與相對論的時空觀,下列說法正確的是 ()A.在經典力學的時空觀中,同時是肯定的,即在一個參考系中的視察者在某一時刻視察到的兩個事務,對另一個參考系中的視察者來說也是同時的B.在相對論的時空觀中,時間間隔是肯定的,即任何事務(或物體運動)所經驗的時間,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C.在經典力學的時空觀中,空間距離是肯定的,即假如各個參考系中用來測量長度的標準相同,那么空間兩點的距離是肯定的不變的量值,而與參考系的選取無關D.相對論的時空觀就是一個肯定的時空觀,時間和空間與物體的運動無關【解析】選A、C。在經典力學的時空觀中,同時是肯定的,與物體的運動無關,選項A對;在相對論的時空觀中,時間間隔是相對的,選項B錯誤;在經典力學的時空觀中,空間距離是肯定的,選項C對;相對論的時空觀是一個相對的時空觀,選項D錯誤。9.(13分)原理是指在不同的慣性系中,一切物理規律都是一樣的,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【加固訓練】1.(多選)關于狹義相對論的說法,正確的是 ()A.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中,一切物理規律都是相同的B.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中,物理規律是不同的C.狹義相對論認為在一切慣性系中,光在真空中的速度都等于c,與光源的運動無關D.狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系【解析】選A、C、D。由狹義相對論的兩個基本假設可知,A、C均正確,B錯誤;狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系,故D正確。2.讓兩個小球從同一高度同時自由落下,假如以地面為參考系,兩個小球做運動,假如以其中的一個小球為參考系,另一個小球將