同步课时精练（十三）相对论时空观与牛顿力学相对性（解析版）
一、单题
1．在日常生活中，我们并没有发现物体的长度随着物体运动速度的变化而变化，其原因是（ ）
A．运动中物体无法测量长度
B．物体的速度远小于光速，长度变化极小
C．物体的长度太长
D．物体的长度不随速度的变化而变化
【详解】日常生活中常见物体的速度（光除外）都很小，通常远小于光速c，故由可知，当时，。
故选B。
2．2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对物理学的贡献。爱因斯坦对物理学的贡献之一是（ ）
A．建立“电磁场理论” B．创立“相对论”
C．发现“能量守恒定律” D．发现“万有引力定律”
【详解】A．麦克斯韦建立了“电磁场理论”，故A错误
B．爱因斯坦重要的贡献有创立“相对论”，故B正确
C．焦耳发现“能量守恒定律”，故C错误
D．牛顿发现“万有引力定律”，故D错误
故选B。
3．明明根据课堂上所学的知识做了一些笔记，其中正确的是（ ）
A．牛顿巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值
B．太阳系中的所有行星绕太阳运转的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同
C．选择不同的参考系，光的传播速度不同
D．相对论时空观认为：物理过程的快慢跟物体的运动状态有关。这和牛顿力学的观点是一致的
【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，但没有给出引力常量G的值；1798年，卡文迪什利用扭秤，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值，故A错误；
B．由开普勒第三定律可知：所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同，用公式表达为，其中k是一个对绕同一恒星运转的行星都相同的常量，故B正确；
C．在不同的参考系中，光的传播速度都是一样的，故C错误；
D．相对论时空观认为物体的长度和物理过程的快慢都跟物体的运动状态有关，这和牛顿力学的观点是不同的，故D错误。
故选B。
4．下列说法不正确的是 （ ）
A．牛顿运动定律只适用于低速运动的宏观物体
B．牛顿从实验研究中发现了万有引力定律并精确测定了引力常数
C．卡文迪什利用扭秤装置首次测出了万有引力常量，从而“秤出了”地球的质量
D．伽利略科学思想方法的核心是实验与逻辑推理和谐结合
【详解】A．牛顿运动定律经典力学只适用于低速运动的宏观物体，选项A正确；
BC．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤装置首次测出了万有引力常量，选项B错误，C正确；
D．伽利略科学思想方法的核心是实验与逻辑推理和谐结合，选项D正确。
本题选不正确的，故选B。
5．有关物体的质量与速度的关系的说法，正确的是（ ）
A．物体的质量与物体的运动速度无关
B．物体的质量随物体的运动速度增大而增大
C．物体的质量随物体的运动速度增大而减小
D．当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零
【详解】ABC．由相对论质量公式
可知物体的质量随速度的增大而增大,故B正确，AC错误；
D．当物体的运动速度接近光速时，质量趋于无限大，故D错误。
故选B。
6．宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．每颗星做圆周运动的角速度为
B．每颗星做圆周运动的加速度大小与三星的质量无关
C．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍
D．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍
【详解】AB．任意两星间的万有引力
F=G
对任一星受力分析，如图所示，由图中几何关系知
r=L
F合=2Fcos30°=F
由牛顿第二定律可得
F合=mω2r
联立可得
ω=
an=ω2r=
AB错误；
C．由周期公式可得
T==2π
L和m都变为原来的2倍，则周期
T′=2T
C正确；
D．由速度公式可得
v=ωr=
L和m都变为原来的2倍，则线速度
v′=v
大小不变，D错误。
故选C。
7．下列说法正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，加速度方向与合力方向不在同一条直线上
B．根据开普勒第三定律，所有行星公转周期的三次方跟它的轨道的半长轴的二次方的比都相等，即
C．洗衣机的脱水桶，能将衣物甩干，是因为脱水桶高速运转时，衣物上的水受到了离心力作用
D．爱因斯坦假设：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
【详解】A．根据牛顿第二定律可知，物体的加速度方向与合外力始终在一条直线上，故A错误；
B．根据开普勒第三定律有
故B错误；
C．洗衣机的脱水桶，能将衣物甩干，是因为脱水桶高速运转时，衣物与水之间的附着力不足以提供向心力，水做离心运动，而不是受到离心力，故C错误；
D．根据爱因斯坦的狭义相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的，故D正确。
故选D。
8．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，根据相对论的观点下面的认识正确的是（ ）
A．同时是相对的，时间的间距是绝对的
B．在高速运动飞船上的时钟走时将变快、球体的体积变小
C．在一切参考系中，物理规律都是相同的
D．在任何惯性系中，光在真空中沿各个方向的速度大小相同
【详解】A．根据狭义相对论可知，在不同的惯性系中同时是相对的；由相对论的基本公式可知，物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的，故A错误；
B．根据相对论钟慢效应可知，在高速运动飞船上的时钟走时将变慢，故B错误；
C．根据狭义相对论可知，物理规律在所有惯性参考系中都具有相同的形式，故C错误；
D．根据光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故D正确。
故选D。
二、解答题
9．如果光速只有甚至更小，相对论效应是更显著还是更不易看到？
【详解】当物体高速运动时（光速），会产生一些可观测的奇妙的效应，即相对论效应，则如果光速只有甚至更小，相对论效应更显著。
10．一支静止时长10 m的飞行物以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得飞行物的长度应为多少？飞行物上的人测得飞行物的长度应为多少？如果飞行物的速度为光速的三分之一呢？
【详解】飞行物相对于飞行物上的人是静止的，所以不管飞行物的速度是多少，飞行物上的人测得的飞行物长与静止时相同，为L0＝10 m．如果飞行物的速度为v1＝3×103 m/s.
地面观察者测得的飞行物长L1为≈10 m如果飞行物的速度为v2＝c/3，地面观察者测得的火箭长L2为
≈9.43 m.
点睛：记住并理解狭义相对论的基本假设和几个基本结论是解决此题的关键，掌握长度的相对性，同时要注意运动的相对性．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页同步课时精练（十三）相对论时空观与牛顿力学相对性（学生版）
一、单题
1．在日常生活中，我们并没有发现物体的长度随着物体运动速度的变化而变化，其原因是（ ）
A．运动中物体无法测量长度
B．物体的速度远小于光速，长度变化极小
C．物体的长度太长
D．物体的长度不随速度的变化而变化
2．2005年被联合国定为“世界物理年”，以表彰爱因斯坦对物理学的贡献。爱因斯坦对物理学的贡献之一是（ ）
A．建立“电磁场理论” B．创立“相对论”
C．发现“能量守恒定律” D．发现“万有引力定律”
3．明明根据课堂上所学的知识做了一些笔记，其中正确的是（ ）
A．牛顿巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室比较准确地测出了引力常量G的值
B．太阳系中的所有行星绕太阳运转的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同
C．选择不同的参考系，光的传播速度不同
D．相对论时空观认为：物理过程的快慢跟物体的运动状态有关。这和牛顿力学的观点是一致的
4．下列说法不正确的是 （ ）
A．牛顿运动定律只适用于低速运动的宏观物体
B．牛顿从实验研究中发现了万有引力定律并精确测定了引力常数
C．卡文迪什利用扭秤装置首次测出了万有引力常量，从而“秤出了”地球的质量
D．伽利略科学思想方法的核心是实验与逻辑推理和谐结合
5．有关物体的质量与速度的关系的说法，正确的是（ ）
A．物体的质量与物体的运动速度无关
B．物体的质量随物体的运动速度增大而增大
C．物体的质量随物体的运动速度增大而减小
D．当物体的运动速度接近光速时，质量趋于零
6．宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A．每颗星做圆周运动的角速度为
B．每颗星做圆周运动的加速度大小与三星的质量无关
C．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍
D．若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍
7．下列说法正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，加速度方向与合力方向不在同一条直线上
B．根据开普勒第三定律，所有行星公转周期的三次方跟它的轨道的半长轴的二次方的比都相等，即
C．洗衣机的脱水桶，能将衣物甩干，是因为脱水桶高速运转时，衣物上的水受到了离心力作用
D．爱因斯坦假设：真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
8．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，根据相对论的观点下面的认识正确的是（ ）
A．同时是相对的，时间的间距是绝对的
B．在高速运动飞船上的时钟走时将变快、球体的体积变小
C．在一切参考系中，物理规律都是相同的
D．在任何惯性系中，光在真空中沿各个方向的速度大小相同
二、解答题
9．如果光速只有甚至更小，相对论效应是更显著还是更不易看到？
10．一支静止时长10 m的飞行物以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得飞行物的长度应为多少？飞行物上的人测得飞行物的长度应为多少？如果飞行物的速度为光速的三分之一呢？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
