7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性(练习)-2021-2022学年【扬帆起航系列】人教版(2019)高中物理必修第二册(原卷+解析卷)

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名称 7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性(练习)-2021-2022学年【扬帆起航系列】人教版(2019)高中物理必修第二册(原卷+解析卷)
格式 zip
文件大小 266.4KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-19 23:17:36

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 同步练习
一、单选题
1.(河南省普通高中2020-2021学年高二(上)学业水平考试物理试题)对于下列运动,经典力学不适用的是(  )
A.粒子以接近光速的速度运动
B.汽车在高速公路上快速行驶
C.嫦娥五号探测器绕月球飞行
D.战斗机从辽宁号航母上起飞
2.(2021·广西·高三期中)下列说法符合事实的是(  )
A.伽利略认为,在任何惯性参考系中,力学的规律都是一样的
B.牛顿通过扭秤实验第一次精确测出了引力常量的数值
C.亚里士多德认为轻重不同的物体从同一高度静止释放,下落一样快
D.开普勒通过对第谷的观测数据的分析中发现了万有引力定律
3.(2021·北京市延庆区教育科学研究中心高一期末)在物理学理论研究中,“高速”一般指接近光速,“低速”一般指远小于光速,下列所述情境中适合应用牛顿定律的是(  )
A.宏观且低速 B.宏观且高速 C.微观且低速 D.微观且高速
4.(2021·全国·高一专题练习)A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处,vA>vB,在地面上的人观察到的结果正确的是(  )
A.火箭A上的时钟走得最快 B.地面上的时钟走得最快
C.火箭B上的时钟走得最快 D.火箭B上的时钟走得最慢
5.(2021·浙江·吴兴高级中学高二阶段练习)下列说法符合史实的是(  )
A.开普勒在牛顿定律的基础上,总结出了行星运动的规律
B.万有引力常量由卡文迪许在实验室里测出
C.牛顿建立的经典力学可以解决自然界中所有的问题
D.“和谐号”动车组高速行驶时,在地面上测得的其车厢长度明显变短
6.(2021·上海青浦·一模)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.发现“电流的磁效应” B.创立“相对论”
C.发现“能量守恒定律” D.发现“万有引力定律”
7.(2021·湖南·湘潭一中高一学业考试)适用微观粒子领域的理论为(  )
A.经典力学 B.狭义相对论
C.量子力学 D.广义相对论
8.(2021·全国·高一专题练习)下列关于经典力学的说法正确的是(  )
A.经典力学适用于宏观、低速(远小于光速)运动的物体
B.经典力学适用于微观、高速(接近光速)运动的粒子
C.相对论和量子力学的出现,表明经典力学已被完全否定了
D.经典力学在理论和实践上取得了巨大的成功,从地面到天体的运动都服从经典力学的规律,因此任何情况下都适用
9.(2021·河北·张家口市宣化第一中学高一阶段练习)下列关于物理史实说法正确的是(  )
A.哥白尼提出日心说,并总结出行星运行的规律
B.开普勒认为所有行星轨道的半长轴的二次方跟它公转周期的三次方的比值都相等
C.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测出了万有引力常量
D.爱因斯坦认为时间和空间都是绝对的
二、多选题
10.(2021·湖南·长沙市第二十一中学高一期中)下列说法正确的是(  )
A.经典力学能够说明微观粒子的规律性
B.经典力学适用于宏观物体的低速运动问题,不适用于高速运动的物体
C.虽然相对论与量子力学的出现对经典力学有冲击,但经典力学任然有意义
D.对于宏观物体的高速运动问题,经典力学仍适用
11.(2021·全国·高一专题练习)下列说法中属于牛顿力学时空观的观点的是(  )
A.世界的过去、现在和将来都只有量的变化,而不会发生质的变化
B.时间和空间不依赖人们的意识而存在
C.时间和空间是绝对的
D.时间和空间是紧密联系、不可分割的
12.(2021·全国·高三专题练习)在狭义相对论中,下列说法正确的是(  )
A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速
B.质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的
C.惯性系中的观察者,观察一个与他做相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些
D.大型粒子加速器能够将带电粒子加速至光速的99.9%,如果继续加速,粒子的速度将超过光速
13.(2022·全国·高三专题练习)以下关于狭义相对论的理解正确的是(  )
A.狭义相对论认为光速是自然界速度的极限
B.光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一
C.火车以接近光速的速度通过站台时,车上乘客观察到站在站台上的旅客变矮
D.狭义相对论认为空间和时间都是独立存在的,与物质的运动状态无关
三、填空题
14.(2021·全国·高一课前预习)相对论时空观
(1)19世纪,英国物理学家______根据电磁场理论预言了电磁波的存在,并证明电磁波的传播速度______光速c;
(2)1887年的迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明:在不同的参考系中,光的传播速度______!这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系______(填“相符”或“不符”);
(3)爱因斯坦假设:在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是______的;真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的;
(4)时间延缓效应
(a)如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ,地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt,那么两者之间的关系是;
(b)Δt与Δτ的关系总有Δt>Δτ(填“>”“<”或“=”),即物理过程的快慢(时间进程)与运动状态______;(填“有关”或“无关”)
(5)长度收缩效应:
(a)如果与杆相对静止的人测得杆长是l0,沿着杆的方向,以v相对杆运动的人测得杆长是l,那么两者之间的关系是;
(b)l与l0的关系总有l”“<”或“=”),即运动物体的长度(空间距离)跟物体的运动状态______。(填“无关”或“有关”)
试卷第页,共页
第3页,共3页中小学教育资源及组卷应用平台
7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 同步练习
一、单选题
1.(河南省普通高中2020-2021学年高二(上)学业水平考试物理试题)对于下列运动,经典力学不适用的是(  )
A.粒子以接近光速的速度运动
B.汽车在高速公路上快速行驶
C.嫦娥五号探测器绕月球飞行
D.战斗机从辽宁号航母上起飞
【答案】A
【解析】经典力学适用于宏观低速,不适用于微观高速;
A. 粒子以接近光速的速度运动,是高速运动,经典力学不适用;
B. 汽车在高速公路上快速行驶,是宏观低速运动,经典力学适用;
C. 嫦娥五号探测器绕月球飞行,是宏观低速运动,经典力学适用;
D. 战斗机从辽宁号航母上起飞,是宏观低速运动,经典力学适用。故选A。
2.(2021·广西·高三期中)下列说法符合事实的是(  )
A.伽利略认为,在任何惯性参考系中,力学的规律都是一样的
B.牛顿通过扭秤实验第一次精确测出了引力常量的数值
C.亚里士多德认为轻重不同的物体从同一高度静止释放,下落一样快
D.开普勒通过对第谷的观测数据的分析中发现了万有引力定律
【答案】A
【解析】A.伽利略的相对性原理指出,在任何惯性参考系中,力学的规律都是一样的,故A正确;
B.卡文迪什通过扭秤实验第一次精确测出了引力常量的数值,故B错误;
C.亚里士多德认为轻重不同的物体从同一高度静止释放,重的物体比轻的物体下落快,故C错误;
D.开普勒通过对第谷的观测数据的分析中发现了开普勒行星运动定律,故D错误。故选A。
3.(2021·北京市延庆区教育科学研究中心高一期末)在物理学理论研究中,“高速”一般指接近光速,“低速”一般指远小于光速,下列所述情境中适合应用牛顿定律的是(  )
A.宏观且低速 B.宏观且高速 C.微观且低速 D.微观且高速
【答案】A
【解析】牛顿定律适用范围是宏观低速的情景。故选A。
4.(2021·全国·高一专题练习)A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处,vA>vB,在地面上的人观察到的结果正确的是(  )
A.火箭A上的时钟走得最快 B.地面上的时钟走得最快
C.火箭B上的时钟走得最快 D.火箭B上的时钟走得最慢
【答案】B
【解析】由Δt=知,地面上的人观察到的结果为:A、B两火箭上的时钟都变慢了,又vA>vB,则A火箭上的时钟走得最慢,地面上的时钟走得最快,因此B正确,ACD错误。故选B。
5.(2021·浙江·吴兴高级中学高二阶段练习)下列说法符合史实的是(  )
A.开普勒在牛顿定律的基础上,总结出了行星运动的规律
B.万有引力常量由卡文迪许在实验室里测出
C.牛顿建立的经典力学可以解决自然界中所有的问题
D.“和谐号”动车组高速行驶时,在地面上测得的其车厢长度明显变短
【答案】B
【解析】A.开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,故A错误;
B.万有引力常量由卡文迪许在实验室里测出,故B正确;
C.牛顿建立的经典力学也有其适用范围,没有那个理论能完全解决自然界中所有的问题,故C错误;
D.根据爱因斯坦相对论可知,当物体的速度接近光速时,沿着运动方向的长度才明显缩短,然而“和谐号”动车组高速行驶时,速度仍达不到光速,则其车厢长度不变,故D错误。故选B。
6.(2021·上海青浦·一模)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.发现“电流的磁效应” B.创立“相对论”
C.发现“能量守恒定律” D.发现“万有引力定律”
【答案】B
【解析】爱因斯坦对物理学的贡献之一是创立“相对论”。故选B。
7.(2021·湖南·湘潭一中高一学业考试)适用微观粒子领域的理论为(  )
A.经典力学 B.狭义相对论
C.量子力学 D.广义相对论
【答案】C
【解析】A.经典力学只适用于宏观低速的物体,不适用于微观高速的物体,故A错误;
B.狭义相对论是研究时间和空间的关系,故B错误;
C.量子力学是研究物质世界微观粒子运动的规律,故C正确;
D.广义相对论是描写物质间引力相互作用的理论,故D错误。故选C。
8.(2021·全国·高一专题练习)下列关于经典力学的说法正确的是(  )
A.经典力学适用于宏观、低速(远小于光速)运动的物体
B.经典力学适用于微观、高速(接近光速)运动的粒子
C.相对论和量子力学的出现,表明经典力学已被完全否定了
D.经典力学在理论和实践上取得了巨大的成功,从地面到天体的运动都服从经典力学的规律,因此任何情况下都适用
【答案】A
【解析】AB.经典力学是狭义相对论在低速()条件下的近似,即只要速度远远小于光速,经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式,故A正确,B错误;
C.相对论与量子力学并没有否定经典力学,而是在其基础上发展起来的,有各自成立范围。故C错误;
D.经典力学仅是它在低速、宏观、弱引力时的适用,故D错误。故选A。
9.(2021·河北·张家口市宣化第一中学高一阶段练习)下列关于物理史实说法正确的是(  )
A.哥白尼提出日心说,并总结出行星运行的规律
B.开普勒认为所有行星轨道的半长轴的二次方跟它公转周期的三次方的比值都相等
C.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测出了万有引力常量
D.爱因斯坦认为时间和空间都是绝对的
【答案】C
【解析】A.哥白尼提出日心说,开普勒总结出行星运行的规律。故A错误;
B.开普勒认为所有行星轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等。故B错误;
C.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测出了万有引力常量。故C正确;
D.爱因斯坦认为时间和空间都是相对的。故D错误。故选C。
二、多选题
10.(2021·湖南·长沙市第二十一中学高一期中)下列说法正确的是(  )
A.经典力学能够说明微观粒子的规律性
B.经典力学适用于宏观物体的低速运动问题,不适用于高速运动的物体
C.虽然相对论与量子力学的出现对经典力学有冲击,但经典力学任然有意义
D.对于宏观物体的高速运动问题,经典力学仍适用
【答案】BC
【解析】ABD.经典力学适用条件为宏观、低速。对微观、高速运动不再适用,故AD错误;B正确;
C.相对论与量子力学的出现可以补充经典力学的不足,但是不能替代经典力学的地位。故C正确。故选BC。
11.(2021·全国·高一专题练习)下列说法中属于牛顿力学时空观的观点的是(  )
A.世界的过去、现在和将来都只有量的变化,而不会发生质的变化
B.时间和空间不依赖人们的意识而存在
C.时间和空间是绝对的
D.时间和空间是紧密联系、不可分割的
【答案】ABC
【解析】牛顿力学时空观认为时间和空间都是与外界事物无关的、绝对的,而相对论时空观认为时间和空间是紧密联系、不可分割的,故ABC正确,D错误。故选ABC。
12.(2021·全国·高三专题练习)在狭义相对论中,下列说法正确的是(  )
A.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速
B.质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的
C.惯性系中的观察者,观察一个与他做相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些
D.大型粒子加速器能够将带电粒子加速至光速的99.9%,如果继续加速,粒子的速度将超过光速
【答案】ABC
【解析】A.根据狭义相对论的速度变换公式可知,光速是物体的极限速度,一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速,选项A正确;
BC.由质量相对性、长度相对性和时间间隔的相对性可知,质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的,例如在惯性系中的观察者,观察一个与他做相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些,选项B、C均正确;
D.光速为极限速度,任何速度都不能超过真空中的光速,选项D错误。故选ABC。
13.(2022·全国·高三专题练习)以下关于狭义相对论的理解正确的是(  )
A.狭义相对论认为光速是自然界速度的极限
B.光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一
C.火车以接近光速的速度通过站台时,车上乘客观察到站在站台上的旅客变矮
D.狭义相对论认为空间和时间都是独立存在的,与物质的运动状态无关
【答案】AB
【解析】A.狭义相对论认为光速是自然界速度的极限,A正确;
B.根据相对论的内容可知,光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一,B正确;
C.根据尺缩效应,沿物体运动的方向上的长度将变短,火车以接近光速的速度通过站台时,车上乘客观察到站在站台的旅客变瘦,而不是变矮,C错误;
D.狭义相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关,D错误。故选AB。
三、填空题
14.(2021·全国·高一课前预习)相对论时空观
(1)19世纪,英国物理学家______根据电磁场理论预言了电磁波的存在,并证明电磁波的传播速度______光速c;
(2)1887年的迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明:在不同的参考系中,光的传播速度______!这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系______(填“相符”或“不符”);
(3)爱因斯坦假设:在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是______的;真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的;
(4)时间延缓效应
(a)如果相对于地面以v运动的惯性参考系上的人观察到与其一起运动的物体完成某个动作的时间间隔为Δτ,地面上的人观察到该物体在同一地点完成这个动作的时间间隔为Δt,那么两者之间的关系是;
(b)Δt与Δτ的关系总有Δt>Δτ(填“>”“<”或“=”),即物理过程的快慢(时间进程)与运动状态______;(填“有关”或“无关”)
(5)长度收缩效应:
(a)如果与杆相对静止的人测得杆长是l0,沿着杆的方向,以v相对杆运动的人测得杆长是l,那么两者之间的关系是;
(b)l与l0的关系总有l”“<”或“=”),即运动物体的长度(空间距离)跟物体的运动状态______。(填“无关”或“有关”)
【答案】 麦克斯韦 等于 都是一样的 不符 相同 有关 有关
试卷第页,共页
第5页,共5页