第五章 牛顿力学的局限性与相对论初步 章末复习题（word版含答案）

第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》章末复习题2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．在1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是（　　）
A．在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
C．物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大
D．狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体
2．如果你以接近于光速的速度朝某一星体飞行，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．你根据你的质量在增加发觉自己在运动
B．你根据你的心脏跳动在慢下来发觉自己在运动
C．你根据你在变小发觉自己在运动
D．你永远不能由自身的变化知道你的速度
3．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．2.5×10-1m/s B．2.5×102m/s C．2.5×105m/s D．2.5×108m/s
4．下列说法正确的是（　　）
A．经典力学取得了巨大的成就，但在描述同步卫星的运动时不适用
B．经典力学可以很好地解释电子、质子和中子等微观粒子的运动规律
C．由哈勃的发现可知，我们所处的宇宙正在膨胀
D．所有的恒星最终都会变成更为神奇的天体——黑洞
5．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
6．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． B．
C． D．
7．关于绝对时空观和相对论时空观，下列说法错误的是（　　）
A．绝对时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的
B．相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系
C．牛顿力学只适用于宏观低速运动问题不适用于高速运动问题
D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论仍有很大的区别
8．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
9．按照相对论的时空观，下列说法正确的是（　　）
A．时间和空间都是独立于物体及其运动而存在的
B．在不同的惯性参考系中，光的传播速度都是相同的
C．运动物体的长度跟物体的运动快慢无关
D．在高速运动的飞机上，原子钟的计时会变快
10．以下哪项属于爱因斯坦对相对论提出的基本假设（　　）
A．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
B．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
C．真空中的光速在不同的惯性参考系都是不相同的
D．相对论认为时间和空间与物体的运动状态有关
11．A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度和朝同一方向飞行的两个火箭上，且。地面上的观察者认为走得最快的时钟是（　　）
A．A时钟 B．B时钟
C．C时钟 D．无法确定
12．关于物体的质量，下列说法不正确的是（　　）
A．在经典力学中，物体的质量是保持不变的
B．在经典力学中，物体的质量随物体的速度的变化而变化
C．在狭义相对论中，物体静止时的质量最小
D．在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大
二、填空题
13．牛顿力学的成就与局限性
（1）牛顿力学的成就：牛顿力学的基础是____，______定律的建立与应用更是确立了人们对牛顿力学的尊敬。
（2）牛顿力学局限性：牛顿力学的适用范围是_____（填“高速”或“低速”）运动的_____（填“宏观”或“微观”）物体。
a.当物体以接近光速运动时，有些规律与牛顿力学的结论_____。
b.电子、质子、中子等微观粒子的运动规律在很多情况下不能用牛顿力学来说明。
（3）牛顿力学____被新的科学成就所否定，当物体的运动速度______时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别。
14．如图所示，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u(u接近光速c)远离地球，飞船发出频率为ν的单色光．地面上的人接收到光的频率________(选填“大于”、“等于”或“小于”)ν，看到宇宙飞船宽度________(选填“大于”、“等于”或“小于”)l．
15．相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______（填相等、不等）．并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______（填前、后）壁．
16．如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光______选填“先到达前壁”、“先到达后壁”或“同时到达前后壁”，同时他观察到车厢的长度比静止时变______选填“长”或“短”了。
17．我们想像这样一幅图景：一列火车以接近光速从观察者身边飞驰而过，火车里的观察者看到沿铁路电线杆距离_______（填“变大”、“变小”、“不变”），而地面上的观察者看到火车车窗的高度_______（填“变大”、“变小”、“不变”） ．
三、解答题
18．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。
19．微观粒子的速度很高，它的质量明显的大于静止质量．在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响。1988年中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功。
在粒子对撞中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.5倍。试求此时电子的质量变为静止时的多少倍？
20．一支静止时长为l的火箭以速度v从观察者的身边飞过。
(1)火箭上的人测得的火箭长度应为多少？
(2)观察者测得的火箭长度应为多少？
(3)如果火箭的速度变为光速的二分之一，观察者测得的火箭长度应为多少？
21．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。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．D
3．D
4．C
5．A
6．D
7．D
8．A
9．B
10．B
11．A
12．B
13． 牛顿运动定律 万有引力 低速 宏观 不相同 不会 远小于光速c
14．小于 等于
15． 相等 后
16． 先到达后壁 短
17． 变小 不变
18．(1)0.946c　(2)4.0s
19．1.155 倍
20．(1)l；(2)；(3)
21．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。
答案第1页，共2页
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