第七章第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性—2020-2021【新教材】人教版高中物理必修第二册

解析
根据狭义相对论可知，飞船相对该考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为该考生考完这场
考试所用的时间
，可知飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间大于100分钟，
选项A正确．
第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
刷基础
题型5 经典力学与相对论、量子理论的关系
7．[广西南宁三中2018高一下期末]以下说法正确的是( ) A．大到天体，小到微观粒子，经典力学理论均适用 B．经典力学的局限性说明经典力学的理论是错误的 C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变 D．相对论与量子力学否定了经典力学理论
解析
根据长度收缩效应可知，排球在水平方向的线度变短，在竖直方向线度不变，因此观察的结果是像 一只竖直放置的橄榄球，故C正确．
第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
刷基础
4．“世界物理年”决议的作出与爱因斯坦的相对论时空观有关．根据爱因斯坦的理论，一把米尺，在
它与观察者有不同相对速度的情况下，米尺长度是不同的，它们之间的关系如图所示．由此可知，当米 尺和观察者的相对速度达到0.8c(c为光速)时，米尺长度大约是____0_._6__m；在日常生活中，我们无法察 觉到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度___远__小__于_．光速
解析
火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达 前后两壁，则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故A、B错误；地面上的人认为，地面是一 个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些，故在地面上 的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误．
解析
甲时钟放在地面上，在地面上的人看来，甲时钟没有变化；乙、丙两时钟放在两个火箭上，根据爱 因斯坦相对论可知，乙、丙时钟变慢，由于v乙<v丙，丙时钟比乙时钟更慢，所以甲时钟走得最快， 丙时钟走得最慢，C正确．
第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
刷基础
6．[广东惠州2018高一下期末]某考生现在正在完成100分钟的期末物理考试，假设一艘飞船相对该考 生以0.3c的速度匀速飞过(c为真空中的光速)，则飞船上的观察者根据相对论认为该考生考完这场考试 所用时间( A ) A．大于100分钟 B．等于100分钟 C．小于100分钟 D．不能确定
2．在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车 厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两只小鸡在车厢前端出生．则( ) A．在火车上的人看来，一只小猫先出生 B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生 C．在地面上的人看来，一只小猫先出生 D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生
05
相对论时空观与牛顿力学的局限性
第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
刷基础
题型1 对光速不变原理的理解
1．[江苏如皋2018高二下期中]如图所示，质量与身高均相同的甲、乙两人分别乘坐速度为0.6c和 0.8c(c为光速)的飞船在太空中同向运动．则下列说法中正确的是( ) A．乙观察到甲身高变高 B．甲观察到乙身高变低 C．若甲向乙挥手，则乙观察到甲动作变快 D．若甲向乙发出一束光进行联络，则乙观察到该光束的传播速度为c
解析
由题图可以看出，米尺对应的长度大约为0.6 m．在日常生活中，我们无法观察到米尺长度变化的现 象，是观察者相对于米尺的运动速度太小，远小于光速的缘故．
第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
刷基础
题型4 对Fra Baidu bibliotek间间隔的相对性的理解
5．甲、乙、丙是三个完全相同的时钟，甲放在地球上，乙、丙分别放在两个高速运动的火箭上，分别 以速度v乙和v丙朝同一方向远离地球飞行，且v乙<v丙．在地面上的观察者看来( ) A．甲时钟走得最慢 B．乙时钟走得最慢 C．丙时钟走得最慢 D．甲、乙、丙时钟快慢一样
第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
刷基础
题型3 对长度相对性的理解
3．[辽宁沈阳东北育才学校2018高二下段考]若一列火车在以接近光速的速度高速行驶，车上的人用望 远镜来观察地面上的一只排球，如果观察得很清晰，则观察结果是( ) A．像一只乒乓球(球体变小) B．像一只篮球(球体变大) C．像一只橄榄球(竖直放置) D．像一只橄榄球(水平放置)
第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
刷基础
8．[山西太原2018高一下期末](多选)2017年6月16日，来自中国的“墨子号”量子卫星从太空发出两 道红色的光射向青海德令哈站与千里外的云南丽江高美古站，首次实现了人类历史上第一次距离达“千 公里级”的量子密钥分发．下列说法正确的是( AC ) A．经典力学适用于“墨子号”绕地球运动的规律 B．经典力学适用于光子的运动规律 C．量子力学可以描述“墨子号”发出两道红光的运动规律 D．量子力学的发现说明经典力学已经失去了应用价值
解析
经典力学适用于宏观、低速物体的运动，“墨子号”绕地球的运动属于宏观、低速的运动，故A正确 ；量子力学适用于微观、高速物体的运动，如光子的运动，而对于高速运动的光子，经典力学已经不 再适用，故B错误；量子力学可以描述光子的运动规律，而且量子力学和经典力学的适用范围不同， 各自在自己的范围内是有价值的，故C正确，D错误．
解析
因为人是垂直于速度方向站立的，身高方向上没有尺缩效应，即甲、乙观察到对方的身高不变，故 A、B错误；根据相对论的时间延缓效应，可知乙观察到甲动作变慢，故C错误；根据爱因斯坦光速 不变原理，乙观察到该光束的传播速度仍为c，故D正确．
第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性
刷基础
题型2 对同时的理解
仁远乎哉？我欲仁，斯仁至矣——《论语·述而》 管你信不信，原本花心的人到最后最痴情，原本专一的人到最后最绝情。 与其说是别人让你痛苦，不如说自己的修养不够。 知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——《论语·雍也》 福报不够的人，就会常常听到是非；福报够的人，从来就没听到过是非。 活在忙与闲的两种境界里，才能够俯仰自得，享受生活的乐趣，成就人生的意义。 别人能做到的事，自己也可以做到。 教师的威信首先建立在责任心上。——马卡连柯 天下之事常成于困约，而败于奢靡。——陆游 浪费生命是做人的最大悲剧。 树立必信的信念，不要轻易说“我不行”。志在成功，你才能成功。 人生没有十全十美，如果你发现错了。重新再来，别人不原谅你，你可以自己原谅自己。千万不要用一个错误去掩盖另一个错误。 对于人来说，白癜风康复报告问心无愧是最舒服的枕头重在实干。 随缘不是得过且过因循苟且，而是尽人事听天命。 有的时候一句古诗要比一个外语单词有用的多。 既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 教育者应当深刻了解正在成长的人的心灵……只有在自己整个教育生涯中不断地研究学生的心理，加深自己的心理学知识，才能够成为教育工 作的真正的能手。——苏霍姆林斯基 友谊的主要效用之一就在于使人心中的愤懑抑郁得以宣泄弛放。……对一个真正的朋友，你可以传达你的忧愁欢悦恐惧希望疑忌谏诤，以及任 何压在你身上的事情。——培根 千万人的失败，都有是失败在做事不彻底，往往做到离成功只差一步就终止不做了。 勤奋是学习的枝叶，当然很苦，智慧是学习的花朵，当然香郁。
解析
我们现在的力学分为经典力学和量子力学，其中经典力学是指以牛顿的三大定律为基础的现代力学体 系，其适用于宏观、低速的物体的运动，在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变；在微观高 速情况下物体的运动，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就 否定了经典力学，只是说明经典力学具有局限性，但不能说经典力学是错误的，故选项C正确．