经典时空观与相对论时空观
1.(2017河北名校二模)在狭义相对论中,下列说法中正确的是( )
A.经典物理学可视为相对论在低速运动时的特例
B.真空中的光速在不同的惯性参考系中是不相同的
C.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大
D.狭义相对论全面否定了经典物理学
【答案】A
【解析】相对论的出现,并没有否定经典物理学,经典物理学是相对论在低速运动条件下的特殊情形,故A正确,D错误.根据狭义相对论的光速不变原理,真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的,故B错误.根据狭义相对论的相对性原理,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小,故C错误.故选A.
2.牛顿定律不适用于下列哪些情况( )
A.研究原子中电子的运动
B.研究“神舟五号”飞船的高速发射
C.研究地球绕太阳的运动
D.研究飞机从北京飞往纽约的航线
【答案】A
【解析】B、C、D中各项运动虽然是“高速”,但相对于光速来说,却是微不足道的,完全可以用牛顿定律研究其规律.原子、电子等是微观粒子,它的运动不服从牛顿定律,故牛顿运动定律不适用于A选项中的情况.
3.广东省虎门大桥全长近15 km,在500 m高空有一架与大桥平行匀速飞行的飞机,机上人员看到大桥的长度将是( )
A.大于15 km
B.等于15 km
C.小于15 km
D.飞机飞行越快,大桥将变得越长
【答案】C
【解析】由于飞机相对大桥是运动的,因此在飞机上观察者看来,大桥要缩短,故C正确.
4.下列说法错误的是( )
A.牛顿运动定律只适用于相对静止的参考系
B.在任何惯性系中,物体的加速度都具有不变性
C.按照经典时空理论,物体的长度、质量和运动时间都与参考系的运动无关
D.伽利略相对性原理表明,在惯性运动的范围内不存在绝对空间和绝对运动
【答案】A
【解析】牛顿运动定律只适用于惯性系,而相对静止的参考系不一定是惯性系,伽利略的相对性原理表明,所有的惯性系都是等效的;经典的时间和空间与物体的运动无关.
5.(多选)狭义相对论理论是以下列哪些基本假设为前提的( )
A.爱因斯坦相对性原理
B.经典力学的时空观
C.光速不变原理
D.同时的绝对性原理
【答案】AC
【解析】狭义相对论的出发点是以下两条基本假设:第一是爱因斯坦相对性原理.在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的.第二是光速不变原理.不管在哪个惯性系中,测得的真空中的光速都相同.
6.(多选)关于静止时质量为m0的物体,当以速度为v运动时物体的质量m,以下说法正确的是( )
A.在任何情况下,物体的质量都不会改变,即与a和v都无关
B.当物体的运动速度v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,故经典力学不适用,是不正确的
C.当物体以较小速度运动时,质量变化十分微弱,经典力学理论仍然适用,只有当物体的运动接近光速时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动
D.通常由于物体的运动速度太小,故质量的变化引不起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化
【答案】CD