2019人教版必修第二册第七章5相对论时空观与牛顿力学的局限性基础巩固拓展练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版必修第二册第七章5相对论时空观与牛顿力学的局限性基础巩固拓展练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 88.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-21 04:27:50 | ||
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文档简介
2019人教版必修第二册 第七章 5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 基础巩固 拓展练习
一、多选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．风能和水能是太阳能的间接形式
B．牛顿提出万有引力定律，并通过实验测出引力常量G
C．天王星的运动轨道偏离根据万有引力计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道内部其他行星的引力作用
D．在经典力学中时间、空间与物质及其运动完全无关，成为绝对时空观。经典力学只适用于宏观（＞10﹣10m）、低速（v＜＜c）、弱引力场（例如地球附近）
2．下列关于相对论时空观的说法正确的是（ ）
A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B．在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关
C．在牛顿力学时空观中认为同时发生的事件，在相对论时空观中也是同时发生的
D．时间和空间是永恒不变的
3．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿力学中认为时间与空间是绝对的
B．火车太长，地球和太阳质量太大，所以在研究其运动时不能看成质点
C．在验证力的平行四边形定则的实验中，应用得科学方法是等效替代
D．速度变化大的物体，其加速度也大
4．下列说法正确的是（ ）
A．一根长为L的长杆相对观察者以速度v运动时，观察者测得的长度为
B．光的偏振现象说了光是一种电磁波
C．无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越弱
D．一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大
E.根据单摆的周期公式，在地面附近，如果L→∞，则其周期T→∞
F.利用红外摄影可以不受天气（阴雨，大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物
5．下列说法正确的是（ ）
A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
C．用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的小
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
6．用相对论的观点判断，下列说法正确的是（ ）
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不会改变
B．在地面上的人看来，以10km/s的速度运动的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
C．在地面上的人看来，以10km/s的速度向上运动的飞船在运动方向上会变短，而飞船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，时间变化和长度变化效果可忽略不计
二、单选题
7．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、时间的测量结果都不会随物体与观察者的相对运动状态而改变的
C．在一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的
D．惯性系中的观察者观察一个相对他做匀速运动的时钟时，会看到这钟比与他相对静止的相同的时钟走得快些
8．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
9．下列有关物理学史，不符合事实的是（ ）
A．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在
B．伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的
C．赫兹首先捕捉到了电磁波
D．康普顿提出了实物粒子也具有波动性的猜想
10．按照相对论理论，下列说法中错误的是( )
A．一条杆的长度静止时为l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于l0
B．一条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
C．一个物体运动时的质量比静止时的质量要大
D．如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了
11．在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两中小鸡在车厢前端出生．则（ ）
A．在火车上的人看来，一只小猫先出生
B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生
C．在地面上的人看来，一只小猫先出生
D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生
12．在下列运动中，牛顿运动定律可能不适用的是（ ）
A．电子绕原子核运动 B．篮球被投出后在空中飞行
C．超音速飞机在高空飞行 D．地球绕太阳运动
13．光子的能量与其（ ）
A．波长成正比 B．速度成正比 C．周期成正比 D．频率成正比
14．与相对论有关的问题，下列说法正确的是（ ）
A．火箭内有一时钟，当火箭高速运动后，此火箭内观察者发现时钟变慢了
B．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的
C．一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度要长些
D．高速运动物体的质量会变小
15．下列说法中正确的是（ ）
A．把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长
B．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长
C．1905 年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的
D．照相机的镜头涂有一层增透膜， 其厚度应为入射光在真空中波长的
三、解答题
16．利用互联网收集经典力学在科学技术方面的典型应用事例。
17．远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，求在此星球上测其闪光周期为多大？
18．假设某太空飞船的长度为，一站在地面上的观察者观察到该太空飞船相对自己沿太空飞船长度方向以速度从正上方飞过。则：
(1)地面上的观察者测量的太空飞船飞过该观察者的时间为多少？
(2)太空飞船上的人测量的太空飞船飞过观察者的时间为多少？
19．爱因斯坦的相对论时空观与牛顿的时空观有何不同对此你如何理解？
20．设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行，5.0s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞。试问：
(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动；
(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以避免与彗星碰撞。
21．假如有一对孪生兄弟和，其中乘坐速度为的火箭飞往大角星（牧夫座），而后又飞回地球．根据在地球上的观测，大角星离地球有36光年远，这次往返飞行经历时间为80年．如果离开地球时，他们的年龄都为20岁，试问当回到地球时，他们的年龄各有多大？
四、填空题
22．根据气体吸收谱线的红移现象推算，有一类星体远离我们的速度高达到光速c的80%，则在该类星体上测得它发出光的速度是_____，我们观测到它的体积比它实际体积_____（填“大”或“小”），该类星体上的π介子平均寿命比在地球上_____（填“长”或“短”）．
23．经典力学认为时间是________，质量是_________，空间是________．经典力学深入到高速领域将被______所代替，深入到微观领域将被________所代替．
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．AD
【解析】A、人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能，只有极少部分来自于其他能源，如核能，故A正确；
B、万有引力定律由牛顿在开普勒三定律上提出，然后由卡文迪许通过扭秤实验测量得到引力常量G，故B错误；
C、天王星的运动轨道偏离根据万有引力计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用，故C错误；
D、经典力学即通常说的牛顿力学，应用于宏观、低速、弱引力场等场合，量子力学应用于微观场合，相对论应用于高速场合，故D正确。
点睛：人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能，只有极少部分来自于其他能源，太阳能通过光合作用转化为化学能，碰撞吸收转化为分子内能被应用。
2．AB
【详解】
A．相对论时空观中，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故A正确；
B．在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关，故B正确；
CD．在相对论时空观中，时间和空间具有相对性，因此在牛顿力学时空观中认为同时发生的事件，在相对论时空观中不一定是同时发生的，故CD错误。
故选AB。
3．AC
【详解】
A．牛顿力学中认为时间与空间是绝对的．爱因斯坦的相对论对牛顿时空观的一种改变，从绝对时空观变成了相对时空观，故A正确；
B.物体能否看作质点，与物体的长度和质量无关，关键看长度和质量对研究结果有无影响．如研究地球绕太阳公转时，地球可以看作质点．故B错误；
C.在验证力的平行四边形定则的实验中，合力作用和分力同时作用的作用效果等效，应用得科学方法是等效替代，故C正确；
D. 速度变化大的物体，如果所用时间长，其加速度不一定大，故D错误．
4．ADF
【解析】
【详解】
A．根据爱因斯坦相对论长度的相对性，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，观测者看到的杆长为
故A正确；
B．光的偏振现象只能证明光是一种横波，故B错误；
C．无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越强；要想有效的发射电磁波，除了需要足够高的振荡频率外，电场和磁场还必须分散到尽可能大的空间，即开放电路，故C错误；
D．高山之巅的重力加速度g相对地面较小，根据单摆周期公式可知，将单摆放到高山之巅的振动周期变大，故D正确；
E．在地面附近，单摆的周期公式为，如果，重力加速度g将发生变化，不满足单摆的理想条件，故E错误；
F．因为红外线的波长比可见光的波长更长，更容易绕过障碍物发生衍射，所以利用红外摄影可以不受天气（阴雨，大雾等）的影响，故F正确。
故选ADF.
5．AC
【详解】
A．根据爱因斯坦相对论可知，时间和空间与物质的运动状态有关，A正确；
B．根据多普勒效应可知，声源向静止的观察者运动，两者距离减小，观察者接收到的频率将大于声源的频率，B错误；
C．根据
则用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的波长比红光的波长小，蓝光的相邻条纹间距比红光的小，C正确；
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，但不能增加透射光的强度，D错误。
故选AC。
6．BCD
【详解】
A．按照相对论的观点，时间和空间都是相对的，A错误；
B．由
可知，运动的时钟变慢了，但飞船中的时钟相对宇航员静止，时钟准确，B正确；
C．由
可知，地面上的人看飞船和飞船上的人看地面上的人都沿运动方向长度减小，C正确；
D．当 v c 时，时间变化和长度变化效果可忽略不计，D正确。
故选BCD。
7．A
【详解】
A．在狭义相对论中，速度的极限是光速，选项A正确；
B．在狭义相对论中，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，即都是相对的，选项B错误；
C．根据狭义相对论，同时具有相对性，在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，在其他惯性系中不一定是同时发生的，选项C错误；
D．在狭义相对论中，有运动延迟效应，但速度要接进光速，日常生活中的速度不能产生明显的相对论效应，选项D错误。
故选A。
8．A
【详解】
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。
9．D
【详解】
A．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在，选项A正确，不符合题意；
B．伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的，选项B正确，不符合题意；
C．赫兹通过实验首先捕捉到了电磁波，选项C正确，不符合题意；
D．德布罗意提出了实物粒子也具有波动性的猜想，选项D错误，符合题意。
故选D。
10．A
【解析】
一根杆的长度静止时为，当杆运动的方向与杆垂直时，杆的长度不发生变化，A错误；经典物理学家的观点认为，一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，B正确；由相对论质量公式可知，当物体的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量，C正确；根据相对论时空观的观点，两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了，D正确．
11．C
【详解】
火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故AB错误；地面上的人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些．故在地面上的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误．
12．A
【详解】
牛顿运动定律适用于宏观、低速运动物体，不适用于微观、高速运动物体。
故选A。
13．D
【详解】
根据
可知，光子的能量与频率成正比，与波长成反比，故选D。
14．B
【详解】
A．当火箭高速运动后，火箭内观察者相对于时钟的速度仍然是0，所以发现时钟的快慢不变，故选项A错误；
B．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的，故选项B正确；
C．根据尺缩效应，沿尺子长度方向运动的尺子长度比静止的尺子长度短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点，故选项C错误；
D．高速运动物体的质量是会变大的，所以牛顿运动定律不适合高速运动的物体，故选项D错误。
故选B。
15．C
【详解】
A．调准的摆钟，由北京移至赤道，由于重力加速度变小，根据单摆的周期公式可知这个钟的周期增大，钟将变慢，若要重新调准，应减小摆长，故A错误；
B．波传播一个波长的距离所用的时间为一个周期，振动的频率越高，周期越短，所用时间越短，故B错误；
C．1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的，故C正确；
D．当增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的时，从增透膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射，增加了透射，故D错误；
故选C。
16．例如利用经典力学规律，人类在航空航天技术中设计制造了人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等。
【详解】
人造卫星绕地球作匀速圆周运动时，符合牛顿第二运动定律，利用万有引力等于向心力，可计算出人造卫星的线速度、角速度、运动周期等一系列物理量。这是经典力学在科学技术方面最典型的应用
17．3(昼夜)
【详解】
据钟慢效应有
即
5=
解得＝3昼夜。
18．(1)；(2)
【详解】
(1)地面上的观察者测量的太空飞船的长度为
地面上的观察者测量的太空飞船飞过该观察者的时间
(2)太空飞船上的人测得太空飞船飞过观察者的时间为
19．见解析
【详解】
牛顿力学时空观认为空间与时间是独立于物体及其运动而存在的。爱因斯坦相对论时空观认为运动物体的长度（空间距离）和物理过程的快慢（时间进程）都跟物体的运动状态有关。人们对空间和时间概念的扬弃与修正，推动着物理学研究的深化，扩宽着人们的视野。
20．(1)0.946c (2)4.0s
【详解】
这是一个相对论速度变换问题，取地球为S系，飞船为S′系，向东为x轴正向，则S′系相对S系的速率v=0.60c，彗星相对S系的速率ux=0.80c，
（1）由速度变换可得所求结果
即彗星以0.946c的速率向飞船靠近；
（2）由时间间隔的相对性有
解得
Δτ=4.0s
21．B为54.9岁；A为100岁
【详解】
设B在飞船惯性系中经历的时间为Ar，根据钟慢效应得：
即
解得年；所以B回到地球时的年龄为
此时A的年龄为
22．C 小 长
【详解】
根据爱因斯坦相对论的原理可知，在该类星体上测得它发出光的速度等于c，根据相对认效应可知，我们观测到它的尺寸比它实际尺寸小，则观测到它的体积比它实际体积也小，该类星体上的π介子平均寿命比在地球上长．
23．绝对的 不变的 三维的 相对论 量子力学
【详解】
经典力学认为时间是绝对的，质量是不变的，空间是三维的，经典力学深入到高速领域将被相对论所代替，深入到微观领域将被量子力学所代替．
答案第1页，共2页
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一、多选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．风能和水能是太阳能的间接形式
B．牛顿提出万有引力定律，并通过实验测出引力常量G
C．天王星的运动轨道偏离根据万有引力计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道内部其他行星的引力作用
D．在经典力学中时间、空间与物质及其运动完全无关，成为绝对时空观。经典力学只适用于宏观（＞10﹣10m）、低速（v＜＜c）、弱引力场（例如地球附近）
2．下列关于相对论时空观的说法正确的是（ ）
A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B．在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关
C．在牛顿力学时空观中认为同时发生的事件，在相对论时空观中也是同时发生的
D．时间和空间是永恒不变的
3．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿力学中认为时间与空间是绝对的
B．火车太长，地球和太阳质量太大，所以在研究其运动时不能看成质点
C．在验证力的平行四边形定则的实验中，应用得科学方法是等效替代
D．速度变化大的物体，其加速度也大
4．下列说法正确的是（ ）
A．一根长为L的长杆相对观察者以速度v运动时，观察者测得的长度为
B．光的偏振现象说了光是一种电磁波
C．无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越弱
D．一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大
E.根据单摆的周期公式，在地面附近，如果L→∞，则其周期T→∞
F.利用红外摄影可以不受天气（阴雨，大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物
5．下列说法正确的是（ ）
A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率
C．用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的相邻条纹间距比红光的小
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
6．用相对论的观点判断，下列说法正确的是（ ）
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不会改变
B．在地面上的人看来，以10km/s的速度运动的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
C．在地面上的人看来，以10km/s的速度向上运动的飞船在运动方向上会变短，而飞船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，时间变化和长度变化效果可忽略不计
二、单选题
7．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、时间的测量结果都不会随物体与观察者的相对运动状态而改变的
C．在一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的
D．惯性系中的观察者观察一个相对他做匀速运动的时钟时，会看到这钟比与他相对静止的相同的时钟走得快些
8．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
9．下列有关物理学史，不符合事实的是（ ）
A．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在
B．伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的
C．赫兹首先捕捉到了电磁波
D．康普顿提出了实物粒子也具有波动性的猜想
10．按照相对论理论，下列说法中错误的是( )
A．一条杆的长度静止时为l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于l0
B．一条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
C．一个物体运动时的质量比静止时的质量要大
D．如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了
11．在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，两中小鸡在车厢前端出生．则（ ）
A．在火车上的人看来，一只小猫先出生
B．在火车上的人看来，两只小鸡先出生
C．在地面上的人看来，一只小猫先出生
D．在地面上的人看来，两只小鸡先出生
12．在下列运动中，牛顿运动定律可能不适用的是（ ）
A．电子绕原子核运动 B．篮球被投出后在空中飞行
C．超音速飞机在高空飞行 D．地球绕太阳运动
13．光子的能量与其（ ）
A．波长成正比 B．速度成正比 C．周期成正比 D．频率成正比
14．与相对论有关的问题，下列说法正确的是（ ）
A．火箭内有一时钟，当火箭高速运动后，此火箭内观察者发现时钟变慢了
B．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的
C．一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度要长些
D．高速运动物体的质量会变小
15．下列说法中正确的是（ ）
A．把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长
B．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越长
C．1905 年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的
D．照相机的镜头涂有一层增透膜， 其厚度应为入射光在真空中波长的
三、解答题
16．利用互联网收集经典力学在科学技术方面的典型应用事例。
17．远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，求在此星球上测其闪光周期为多大？
18．假设某太空飞船的长度为，一站在地面上的观察者观察到该太空飞船相对自己沿太空飞船长度方向以速度从正上方飞过。则：
(1)地面上的观察者测量的太空飞船飞过该观察者的时间为多少？
(2)太空飞船上的人测量的太空飞船飞过观察者的时间为多少？
19．爱因斯坦的相对论时空观与牛顿的时空观有何不同对此你如何理解？
20．设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行，5.0s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞。试问：
(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动；
(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以避免与彗星碰撞。
21．假如有一对孪生兄弟和，其中乘坐速度为的火箭飞往大角星（牧夫座），而后又飞回地球．根据在地球上的观测，大角星离地球有36光年远，这次往返飞行经历时间为80年．如果离开地球时，他们的年龄都为20岁，试问当回到地球时，他们的年龄各有多大？
四、填空题
22．根据气体吸收谱线的红移现象推算，有一类星体远离我们的速度高达到光速c的80%，则在该类星体上测得它发出光的速度是_____，我们观测到它的体积比它实际体积_____（填“大”或“小”），该类星体上的π介子平均寿命比在地球上_____（填“长”或“短”）．
23．经典力学认为时间是________，质量是_________，空间是________．经典力学深入到高速领域将被______所代替，深入到微观领域将被________所代替．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AD
【解析】A、人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能，只有极少部分来自于其他能源，如核能，故A正确；
B、万有引力定律由牛顿在开普勒三定律上提出，然后由卡文迪许通过扭秤实验测量得到引力常量G，故B错误；
C、天王星的运动轨道偏离根据万有引力计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用，故C错误；
D、经典力学即通常说的牛顿力学，应用于宏观、低速、弱引力场等场合，量子力学应用于微观场合，相对论应用于高速场合，故D正确。
点睛：人类所使用的能量绝大部分来源于太阳能，只有极少部分来自于其他能源，太阳能通过光合作用转化为化学能，碰撞吸收转化为分子内能被应用。
2．AB
【详解】
A．相对论时空观中，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故A正确；
B．在一切惯性参考系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关，故B正确；
CD．在相对论时空观中，时间和空间具有相对性，因此在牛顿力学时空观中认为同时发生的事件，在相对论时空观中不一定是同时发生的，故CD错误。
故选AB。
3．AC
【详解】
A．牛顿力学中认为时间与空间是绝对的．爱因斯坦的相对论对牛顿时空观的一种改变，从绝对时空观变成了相对时空观，故A正确；
B.物体能否看作质点，与物体的长度和质量无关，关键看长度和质量对研究结果有无影响．如研究地球绕太阳公转时，地球可以看作质点．故B错误；
C.在验证力的平行四边形定则的实验中，合力作用和分力同时作用的作用效果等效，应用得科学方法是等效替代，故C正确；
D. 速度变化大的物体，如果所用时间长，其加速度不一定大，故D错误．
4．ADF
【解析】
【详解】
A．根据爱因斯坦相对论长度的相对性，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，观测者看到的杆长为
故A正确；
B．光的偏振现象只能证明光是一种横波，故B错误；
C．无线电波的发射能力与频率有关，频率越高发射能力越强；要想有效的发射电磁波，除了需要足够高的振荡频率外，电场和磁场还必须分散到尽可能大的空间，即开放电路，故C错误；
D．高山之巅的重力加速度g相对地面较小，根据单摆周期公式可知，将单摆放到高山之巅的振动周期变大，故D正确；
E．在地面附近，单摆的周期公式为，如果，重力加速度g将发生变化，不满足单摆的理想条件，故E错误；
F．因为红外线的波长比可见光的波长更长，更容易绕过障碍物发生衍射，所以利用红外摄影可以不受天气（阴雨，大雾等）的影响，故F正确。
故选ADF.
5．AC
【详解】
A．根据爱因斯坦相对论可知，时间和空间与物质的运动状态有关，A正确；
B．根据多普勒效应可知，声源向静止的观察者运动，两者距离减小，观察者接收到的频率将大于声源的频率，B错误；
C．根据
则用同一装置观察光的双缝干涉现象，蓝光的波长比红光的波长小，蓝光的相邻条纹间距比红光的小，C正确；
D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，但不能增加透射光的强度，D错误。
故选AC。
6．BCD
【详解】
A．按照相对论的观点，时间和空间都是相对的，A错误；
B．由
可知，运动的时钟变慢了，但飞船中的时钟相对宇航员静止，时钟准确，B正确；
C．由
可知，地面上的人看飞船和飞船上的人看地面上的人都沿运动方向长度减小，C正确；
D．当 v c 时，时间变化和长度变化效果可忽略不计，D正确。
故选BCD。
7．A
【详解】
A．在狭义相对论中，速度的极限是光速，选项A正确；
B．在狭义相对论中，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，即都是相对的，选项B错误；
C．根据狭义相对论，同时具有相对性，在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，在其他惯性系中不一定是同时发生的，选项C错误；
D．在狭义相对论中，有运动延迟效应，但速度要接进光速，日常生活中的速度不能产生明显的相对论效应，选项D错误。
故选A。
8．A
【详解】
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。
9．D
【详解】
A．麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在，选项A正确，不符合题意；
B．伽利略认为，力学规律在任何惯性系中都是相同的，选项B正确，不符合题意；
C．赫兹通过实验首先捕捉到了电磁波，选项C正确，不符合题意；
D．德布罗意提出了实物粒子也具有波动性的猜想，选项D错误，符合题意。
故选D。
10．A
【解析】
一根杆的长度静止时为，当杆运动的方向与杆垂直时，杆的长度不发生变化，A错误；经典物理学家的观点认为，一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，B正确；由相对论质量公式可知，当物体的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量，C正确；根据相对论时空观的观点，两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了，D正确．
11．C
【详解】
火车中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生，故AB错误；地面上的人以地面是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些．故在地面上的人看来，一只小猫先出生，故C正确，D错误．所以C正确，ABD错误．
12．A
【详解】
牛顿运动定律适用于宏观、低速运动物体，不适用于微观、高速运动物体。
故选A。
13．D
【详解】
根据
可知，光子的能量与频率成正比，与波长成反比，故选D。
14．B
【详解】
A．当火箭高速运动后，火箭内观察者相对于时钟的速度仍然是0，所以发现时钟的快慢不变，故选项A错误；
B．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的，故选项B正确；
C．根据尺缩效应，沿尺子长度方向运动的尺子长度比静止的尺子长度短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点，故选项C错误；
D．高速运动物体的质量是会变大的，所以牛顿运动定律不适合高速运动的物体，故选项D错误。
故选B。
15．C
【详解】
A．调准的摆钟，由北京移至赤道，由于重力加速度变小，根据单摆的周期公式可知这个钟的周期增大，钟将变慢，若要重新调准，应减小摆长，故A错误；
B．波传播一个波长的距离所用的时间为一个周期，振动的频率越高，周期越短，所用时间越短，故B错误；
C．1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的，故C正确；
D．当增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的时，从增透膜前后表面的反射光相互抵消，从而减少了反射，增加了透射，故D错误；
故选C。
16．例如利用经典力学规律，人类在航空航天技术中设计制造了人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等。
【详解】
人造卫星绕地球作匀速圆周运动时，符合牛顿第二运动定律，利用万有引力等于向心力，可计算出人造卫星的线速度、角速度、运动周期等一系列物理量。这是经典力学在科学技术方面最典型的应用
17．3(昼夜)
【详解】
据钟慢效应有
即
5=
解得＝3昼夜。
18．(1)；(2)
【详解】
(1)地面上的观察者测量的太空飞船的长度为
地面上的观察者测量的太空飞船飞过该观察者的时间
(2)太空飞船上的人测得太空飞船飞过观察者的时间为
19．见解析
【详解】
牛顿力学时空观认为空间与时间是独立于物体及其运动而存在的。爱因斯坦相对论时空观认为运动物体的长度（空间距离）和物理过程的快慢（时间进程）都跟物体的运动状态有关。人们对空间和时间概念的扬弃与修正，推动着物理学研究的深化，扩宽着人们的视野。
20．(1)0.946c (2)4.0s
【详解】
这是一个相对论速度变换问题，取地球为S系，飞船为S′系，向东为x轴正向，则S′系相对S系的速率v=0.60c，彗星相对S系的速率ux=0.80c，
（1）由速度变换可得所求结果
即彗星以0.946c的速率向飞船靠近；
（2）由时间间隔的相对性有
解得
Δτ=4.0s
21．B为54.9岁；A为100岁
【详解】
设B在飞船惯性系中经历的时间为Ar，根据钟慢效应得：
即
解得年；所以B回到地球时的年龄为
此时A的年龄为
22．C 小 长
【详解】
根据爱因斯坦相对论的原理可知，在该类星体上测得它发出光的速度等于c，根据相对认效应可知，我们观测到它的尺寸比它实际尺寸小，则观测到它的体积比它实际体积也小，该类星体上的π介子平均寿命比在地球上长．
23．绝对的 不变的 三维的 相对论 量子力学
【详解】
经典力学认为时间是绝对的，质量是不变的，空间是三维的，经典力学深入到高速领域将被相对论所代替，深入到微观领域将被量子力学所代替．
答案第1页，共2页
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