5 相对论时空观与牛顿力学的局限性练习2021-2022学年物理必修第二册人教版2019（word含解析）
文档属性
| 名称 | 5 相对论时空观与牛顿力学的局限性练习2021-2022学年物理必修第二册人教版2019（word含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 48.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-29 04:37:40 | ||
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文档简介
第七章 万有引力与宇宙航行
5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
基础过关练
题组一 相对论时空观
1.有两个对准的标准钟,一个留在地面上,另一个放在高速飞行的飞船上,则下列说法正确的是 ( )
A.飞船上的人看到飞船内的钟比地面上的钟走得慢
B.地面上的人看到地面上的钟比飞船上的钟走得慢
C.地面上的人看到地面上的钟比飞船上的钟走得快
D.因为是两个对准的标准钟,所以两钟走时快慢相同
2.(2021江苏南通如皋高一下第一次质检)A、B、C是三个完全相同的时钟,A放在地面上,B、C分别放在以速度v1和v2朝同一方向飞行的两个火箭上,且v1A.A时钟 B.B时钟
C.C时钟 D.无法确定
3.下列说法中不正确的是 ( )
A.杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同,这是经典物理学家的观点
B.由静止的人来测,沿自身长度方向运动的杆的长度总比杆静止时的长度小
C.杆静止时的长度为l0,不管杆如何运动,杆的长度均小于l0
D.如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动,与它们分别相对静止的两位观察者都会认为对方的杆缩短了
4.(2020江苏宿迁沭阳高一下期中)一枚静止时长30 m的火箭以1.5×108 m/s的速度从观察者的身边掠过,已知光速为3×108 m/s,观察者测得火箭的长度约为 ( )
A.30 m B.15 m
C.34 m D.26 m
5.(2020河南郑州高二学业水平考试模拟)如图所示,假设一根10 cm长的梭镖以接近光速的速度穿过一根10 cm长静止的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中,最准确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收缩变短,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.如果梭镖和管子都以光速c相向运动,则二者的相对速度是2c
6.(2021江苏苏州常熟高一下期中)如图所示,惯性系S中有一边长为L的正方体,从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察,则该正方体的形状是 ( )
A B
C D
题组二 牛顿力学的成就与局限性
7.(2021北京丰台高一下期中)下列运动中,牛顿力学规律适用的是 ( )
A.原子中电子的运动
B.高能粒子(速度较大)进一步加速
C.粒子接近光速的运动
D.嫦娥五号探测器的运动
8.(2020江苏常熟高一下期中)美国科学家于2016年2月11日宣布,他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学,下列说法正确的是 ( )
A.牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B.牛顿力学取得了巨大成就,是普遍适用的
C.随着物理学的发展,牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D.由于相对论的提出,牛顿力学已经失去了它的应用价值
9.(2021上海嘉定高三上期末)经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时,经典力学不再适用的是 ( )
A.2.5×10-1 m/s B.2.5×102 m/s
C.2.5×105 m/s D.2.5×108 m/s
答案全解全析
基础过关练
1.C 基于爱因斯坦的两个假设,可得到时间的延缓效应,故地面上的人看到飞船上的钟变慢了,飞船上的人以自己为参考系,认为地球在高速运动,故看到地球上的钟变慢了,故C正确。
2.A 根据公式Δt=可知,相对于观察者的速度v越大,其上的时间进程越慢,C时钟相对于观察者的速度最大,所以C走得最慢。地面上的时钟A的速度v=0,它所记录的两事件的时间间隔最大,即地面上的钟走得最快,故A正确,B、C、D错误。
3.C 若杆沿垂直于自身长度的方向运动,它的长度将不变,选项C不正确。
4.D 根据l=l0得观察者测得火箭的长度为l=30× m≈26 m,选D。
5.A 根据相对论时空观的长度收缩效应,如果梭镖相对于观察者运动,那么梭镖收缩变短,而管子长度不变,因此在某个位置,管子能完全遮住梭镖,选项A正确,B、C错误;由光速不变原理可知物体的速度不会超过光速c,选项D错误。
6.D 根据相对论时空观的长度收缩效应可知,沿x轴方向正方体长度缩短,而沿y轴方向正方体长度没有改变,故D正确,A、B、C错误。
7.D 牛顿运动定律适用于宏观、低速物体的运动,不适用于微观、高速物体的运动,故只有嫦娥五号探测器的运动,牛顿力学规律是适用的,其他三项均不适用,故D正确,A、B、C错误。
8.A 牛顿力学适用于低速运动的宏观物体,选项A正确;牛顿力学取得了巨大的成就,但它具有一定的局限性,并不是普遍适用的,选项B错误;在微观高速领域,要用量子力学和相对论理论来解释,但是并不会因为相对论和量子力学的出现,就否定了牛顿力学,牛顿力学作为某些条件下的特殊情形,被包括在新的科学成就之中,不会过时,不会失去价值,选项C、D错误。
9.D 经典力学只适用于宏观低速物体的运动,物体速度接近光速c=3×108 m/s时,经典力学不再适用,故选D。
5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
基础过关练
题组一 相对论时空观
1.有两个对准的标准钟,一个留在地面上,另一个放在高速飞行的飞船上,则下列说法正确的是 ( )
A.飞船上的人看到飞船内的钟比地面上的钟走得慢
B.地面上的人看到地面上的钟比飞船上的钟走得慢
C.地面上的人看到地面上的钟比飞船上的钟走得快
D.因为是两个对准的标准钟,所以两钟走时快慢相同
2.(2021江苏南通如皋高一下第一次质检)A、B、C是三个完全相同的时钟,A放在地面上,B、C分别放在以速度v1和v2朝同一方向飞行的两个火箭上,且v1
C.C时钟 D.无法确定
3.下列说法中不正确的是 ( )
A.杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同,这是经典物理学家的观点
B.由静止的人来测,沿自身长度方向运动的杆的长度总比杆静止时的长度小
C.杆静止时的长度为l0,不管杆如何运动,杆的长度均小于l0
D.如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动,与它们分别相对静止的两位观察者都会认为对方的杆缩短了
4.(2020江苏宿迁沭阳高一下期中)一枚静止时长30 m的火箭以1.5×108 m/s的速度从观察者的身边掠过,已知光速为3×108 m/s,观察者测得火箭的长度约为 ( )
A.30 m B.15 m
C.34 m D.26 m
5.(2020河南郑州高二学业水平考试模拟)如图所示,假设一根10 cm长的梭镖以接近光速的速度穿过一根10 cm长静止的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中,最准确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收缩变短,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.如果梭镖和管子都以光速c相向运动,则二者的相对速度是2c
6.(2021江苏苏州常熟高一下期中)如图所示,惯性系S中有一边长为L的正方体,从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察,则该正方体的形状是 ( )
A B
C D
题组二 牛顿力学的成就与局限性
7.(2021北京丰台高一下期中)下列运动中,牛顿力学规律适用的是 ( )
A.原子中电子的运动
B.高能粒子(速度较大)进一步加速
C.粒子接近光速的运动
D.嫦娥五号探测器的运动
8.(2020江苏常熟高一下期中)美国科学家于2016年2月11日宣布,他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学,下列说法正确的是 ( )
A.牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B.牛顿力学取得了巨大成就,是普遍适用的
C.随着物理学的发展,牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D.由于相对论的提出,牛顿力学已经失去了它的应用价值
9.(2021上海嘉定高三上期末)经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时,经典力学不再适用的是 ( )
A.2.5×10-1 m/s B.2.5×102 m/s
C.2.5×105 m/s D.2.5×108 m/s
答案全解全析
基础过关练
1.C 基于爱因斯坦的两个假设,可得到时间的延缓效应,故地面上的人看到飞船上的钟变慢了,飞船上的人以自己为参考系,认为地球在高速运动,故看到地球上的钟变慢了,故C正确。
2.A 根据公式Δt=可知,相对于观察者的速度v越大,其上的时间进程越慢,C时钟相对于观察者的速度最大,所以C走得最慢。地面上的时钟A的速度v=0,它所记录的两事件的时间间隔最大,即地面上的钟走得最快,故A正确,B、C、D错误。
3.C 若杆沿垂直于自身长度的方向运动,它的长度将不变,选项C不正确。
4.D 根据l=l0得观察者测得火箭的长度为l=30× m≈26 m,选D。
5.A 根据相对论时空观的长度收缩效应,如果梭镖相对于观察者运动,那么梭镖收缩变短,而管子长度不变,因此在某个位置,管子能完全遮住梭镖,选项A正确,B、C错误;由光速不变原理可知物体的速度不会超过光速c,选项D错误。
6.D 根据相对论时空观的长度收缩效应可知,沿x轴方向正方体长度缩短,而沿y轴方向正方体长度没有改变,故D正确,A、B、C错误。
7.D 牛顿运动定律适用于宏观、低速物体的运动,不适用于微观、高速物体的运动,故只有嫦娥五号探测器的运动,牛顿力学规律是适用的,其他三项均不适用,故D正确,A、B、C错误。
8.A 牛顿力学适用于低速运动的宏观物体,选项A正确;牛顿力学取得了巨大的成就,但它具有一定的局限性,并不是普遍适用的,选项B错误;在微观高速领域,要用量子力学和相对论理论来解释,但是并不会因为相对论和量子力学的出现,就否定了牛顿力学,牛顿力学作为某些条件下的特殊情形,被包括在新的科学成就之中,不会过时,不会失去价值,选项C、D错误。
9.D 经典力学只适用于宏观低速物体的运动,物体速度接近光速c=3×108 m/s时,经典力学不再适用,故选D。