7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 学科素养提升练(word版含答案)

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名称 7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性 学科素养提升练(word版含答案)
格式 docx
文件大小 59.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-20 20:31:46

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文档简介

7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性
学科素养提升练(解析版)
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.只有机械波能产生多普勒效应,电磁波不会产生多普勒效应
B.由爱因斯坦的相对论得出运动的时钟会变慢
C.电磁波能发生偏振现象,说明电磁波是横波
D.红光和绿光通过同一干涉装置,绿光形成的干涉条纹间距大
E.用单摆测重力加速度实验时,为了减小实验误差,应从单摆摆到最低点时开始计时
2.用相对论的观点判断下列说法是否正确( )
A.时间和空间都是绝对的,在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变
B.在地面上的人看来,以的速度升空的火箭中的时钟会变快,但是火箭中的宇航员却看到时钟可能是准确的
C.在地面上的人看来,以的速度升空的火箭在运动方向上会变短,而火箭中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些
D.当物体运动的速度时,“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计
3.以下关于物理学知识的叙述,其中正确的是(  )
A.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在
C.交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
D.狭义相对论认为,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的
4.下列说法中正确的是(  )
A.机械波和电磁波都能在真空中传播
B.铁路,民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
C.根据狭义相对论的原理知,在不同的惯性参考系中,物理规律都是不相同的
D.变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场
5.关于相对论时空观与牛顿力学,下列说法正确的是(  )
A.大到天体,小到微观粒子,牛顿力学均适用
B.相对论与量子力学的出现,否定了牛顿力学的成就
C.相对论时空观认为,物体的长度和质量会随着物体的速度不同而不同
D.当物体的速度远小于光速时,相对论和牛顿力学仍有很大的区别
6.下列说法中正确的是(  )
A.开普勒提出行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B.万有引力定律也适用于强相互作用力
C.相对论物理学研究的是物体在低速运动时所遵循规律
D.相对论物理学和量子力学的出现,使牛顿力学失去了意义
7.下列说法正确的是(  )
A.狭义相对论表明物体运动时的质量总小于静止时的质量
B.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者测得的光速是不变的
C.飞机远离卫星时,卫星接收到飞机的信号频率大于飞机发出的信号频率
D.“和谐号”动车组高速行驶时,地面上测得其车厢长度将明显变短
8.关于牛顿力学、相对论和量子力学,下列说法中正确的是(  )
A.相对论和牛顿力学是相互对立、互不相容的两种理论
B.在物体高速运动时,物体的运动规律适用于相对论,在低速运动时,物体的运动规律适用于牛顿运动定律
C.牛顿力学适用于宏观物体的运动,也适用于微观粒子的运动
D.不论是宏观物体,还是微观粒子,牛顿力学和量子力学都是适用的
9.2005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”
10.学习物理学史,了解物理学的发展历程和科学家们所做出的贡献,有助于我们深刻理解物理概念、掌握物理规律并养成科学的学习态度。下列说法正确的是(  )
A.开普勒提出了日心说
B.卡文迪许利用扭秤装置,第一次比较准确地测出了万有引力常量
C.牛顿发现了万有引力定律,并最先测出了地球的质量
D.牛顿力学不仅适用于宏观世界也适用于微观世界
11.如图所示,a、b、c为三个完全相同的时钟,a放在水平地面上,b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上,且vb大于vc,则地面上的观察者认为走得最慢的钟为(  )
A.a B.b C.c D.无法确定
12.爱因斯坦于1905年在德国《物理年鉴》发表了论文《论动体的电动力学》,论文首先提出狭义相对论。根据狭义相对论,下列说法正确的是(  )
A.真空中的光速在不同惯性参考系中是不相同的
B.物体在接近光速运动时,它沿运动方向上的长度会变短
C.质量的测量结果与物体相对观察者的相对运动状态无关
D.狭义相对论彻底推翻了牛顿的经典物理学
13.下列关于经典力学的说法不正确的是(  )
A.自由落体运动规律属于经典力学
B.行星运动定律属于经典力学
C.牛顿运动定律属于经典力学
D.爱因斯坦在20世纪初创立了相对论理论,这表明牛顿的经典力学已不再适用
14.物理学的发展丰富了人类对动物世界的认识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步,下列表述正确的是(  )
A.开普勒发现了万有引力定律
B.牛顿测出了万有引力常量
C.相对论的创立表明经典力学失去存在价值
D.爱因斯坦创立了狭义相对论,把物理学推进到高速发展领域
15.自古以来,人类就开始孜孜不息地探索自然界的基本运动规律,以下符合史实的是(  )
A.波兰天文学家哥白尼提出“地心说”
B.牛顿最早提出“日心说”
C.丹麦天文学家第谷提出了太阳系行星运动的三大定律
D.爱因斯坦提出假说:在一切惯性参考系中,测量到的真空中的光速c都一样
二、解答题
16.一飞船以u=9×103m/s的速率相对于地面飞行,飞船上的钟走了5s,用地面上的钟测量经过了多长时间?
17.如果总能量是静能的k倍,求该粒子的速度.
试卷第页,共页
参考答案:
1.BCE
【解析】
A.不仅机械波能产生多普勒效应,电磁波也会产生多普勒效应,选项A错误;
B.由爱因斯坦的相对论得出运动的时钟会变慢,选项B正确;
C.电磁波能发生偏振现象,说明电磁波是横波,选项C正确;
D.因红光的波长大于绿光的波长,则红光和绿光通过同一干涉装置,由可知,绿光形成的干涉条纹间距小,选项D错误;
E.用单摆测重力加速度实验时,为了减小实验误差,应从单摆摆到最低点时开始计时,选项E正确.
2.CD
【解析】
A.经典力学理论的观点认为时间和空间都是绝对的,在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变;而相对论的观点认为时间和空间都是相对的,在不同的参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度会发生改变,故A错误.
B.根据时间间隔的相对性:可知,时间延缓效应,因此地面上的人看飞船中的时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的,故B错误;
C.根据长度的相对性:,可知,在运动方向上长度缩短,所以在地面上的人看来,以3km/s 的速度运动的飞船在运动方向上会变窄,而飞船中的航天员却感到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些,故C正确;
D.当低速宏观物体时,时,△t≈△t′,l≈l0,可知“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计,故D正确;
3.BD
【解析】
A.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉,A错误;
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在,故B正确;
C.交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒效应,C错误;
D.根据狭义相对性原理,在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,故D正确.
故选BD。
4.D
【解析】
A.机械波的传播需要介质,故A错误;
B.红外线热效应显著,而穿透本领较弱,不能用来安检,铁路、民航等安检口使用x射线对行李内物品进行检测,故B错误;
C.根据相对论的基本原理得知:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,故C错误;
D.根据电磁场理论可知,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,故D正确。
故选D。
5.C
【解析】
A.牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题,微观粒子不适用,A错误;
B.相对论与量子力学的出现,没有否定牛顿力学的成就,B错误;
C.相对论时空观认为,物体的长度和质量会随着物体的速度不同而不同,C正确;
D.当物体的速度远小于光速时,相对论和牛顿力学相差不大,牛顿力学也是适用的,D错误。
故选C。
6.A
【解析】
A.开普勒第一定律指出所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上,A正确;
B.万有引力定律只适用于低速宏观物体,对微观分子间的强相互作用不再适用,B错误;
C.相对论物理学研究的是物体在高速运动时所遵循规律,C错误;
D.相对论物理学和量子力学的出现,并没有否定牛顿力,只是说牛顿力学有一定的适用范围,D错误。
故选A。
7.B
【解析】
A.根据相对论的基本理论可知,物体运动时的质量总大于静止时的质量,A错误;
B.根据光速不变理论,知不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者测得的光速是不变的,B正确;
C.飞机远离卫星时,产生多普勒效应,卫星接收到飞机的信号频率小于飞机发出的信息频率,C错误;
D.“和谐号”动车组高速行驶时,根据相对论效应,可知地面上测得其车厢长度会变短,但由于车速与光速相比太小,测得其车厢长度的变化非常小,D错误。
故选B。
8.B
【解析】
A.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错误;
B.在物体高速运动时,物体的运动规律服从狭义相对论理论,在低速运动时,物体的运动服从牛顿定律,故B正确;
CD.牛顿经典力学只适用于宏观低速物体,而微观、高速适用于狭义相对论,故CD错误。
故选B。
9.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。
10.B
【解析】
A.哥白尼提出了日心说,故A错误;
BC.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许利用扭秤装置,第一次比较准确地测出了万有引力常量,被称为称出地球质量的人,故B正确,C错误;
D.牛顿力学只适用于宏观低速,不适用于微观高速,故D错误。
故选B。
11.B
【解析】
根据
可知,相对观察者的速度越大,其上的时间越慢,a放在水平地面上,在地面上的人看来,a钟没有变化,b、c均变慢,且vb大于vc,b钟比c钟更慢,则地面上的观察者认为走得最慢的钟为b,B正确。
故选B。
12.B
【解析】
A.真空中的光速在不同惯性参考系中是相同的,A错误;
B.根据狭义相对论的几个基本结论可得,物体在接近光速运动时,它沿运动方向上的长度会变短,B正确;
C.根据狭义相对论的几个基本结论可得,质量的测量结果会随物体相对观察者的相对运动状态的改变而改变,C错误;
D.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,D错误。
故选B。
13.D
【解析】
AB.经典力学有一定的局限性,适用于宏观、低速运动的物体,不适用于高速、微观的物体。自由落体运动、行星运动定律遵守牛顿运动定律,属于经典力学,故AB正确;
C.牛顿运动定律是经典力学的核心理论,属于经典力学,故C正确;
D.牛顿的经典力学是爱因斯坦相对论理论在低速条件下的近似,所以相对论的创立并不表明牛顿的经典力学已不再适用,D错误。
本题选不正确的,故选D。
14.D
【解析】
A.牛顿发现了万有引力定律,A错误;
B.卡文迪许通过实验测出了万有引力常量,B错误;
C.相对论的创立并不表明经典力学已不再适用,实际上在宏观、低速的情况下经典力学仍能适用,C错误;
D.爱因斯坦建立了狭义相对论,把物理学推进到高速领域,D正确。
故选D。
15.D
【解析】
AB.古希腊科学家托勒密提出了“地心说”,波兰天文学家哥白尼提出“日心说”,故AB错误;
C.德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律,故C错误;
D.爱因斯坦认为在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。
16.5.000000002s
【解析】
飞船上的钟走的时间ΔT=5s,用地面上的钟测量经过的时间
Δt=
带入数值计算得
s≈5.000000005s
17.
【解析】
由题意,粒子总能量为:E=mc2=km0c2
所以:m=km0=
所以粒子运动的速度为:
【点睛】
由题意,根据已知条件结合E=mc2,可以求出粒子运动和静止时的质量关系,于是该粒子的速度不难求出.
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