人教版物理必修第二册 7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 同步练习卷(含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版物理必修第二册 7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 同步练习卷(含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 32.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-03-18 08:39:47 | ||
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文档简介
人教版物理必修第二册《7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性》同步练习卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是( )
A. 相对性原理与光速不变原理 B. 运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C. 时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D. 同时的绝对性与同时的相对性
2.A、、三个完全相同的时钟，放在地面上，、分别放在两个高速运行的火箭甲、乙上，以速度、朝同一方向飞行，且，在火箭乙的驾驶员看来( )
A. 时钟走得最快 B. 时钟走得最慢 C. 时钟走得最快 D. 时钟走得最慢
3.下列说法正确的是( )
A. 牛顿运动定律就是经典力学
B. 经典力学的基础是牛顿运动定律
C. 牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D. 经典力学可以解决自然界中所有的问题
4.A、两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，，在火箭上的人观察到的结果正确的是( )
A. 火箭上的时钟走得最快 B. 地面上的时钟走得最快
C. 火箭上的时钟走得最快 D. 火箭上的时钟走得最慢
5.某宇航员要到离地球光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为光年，则他所乘坐的飞船相对地球的速度为( )
A. B. C. D.
6.关于经典力学、爱因斯坦假设和量子力学，下列说法正确的是( )
A. 爱因斯坦假设和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论
B. 经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
C. 经典力学只适用于宏观物体的运动，量子力学只适用于微观粒子的运动
D. 不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
7.牛顿运动定律和万有引力定律在的广阔领域，经受了实践的检验，取得了巨大的成就。( )
A. 宏观、低速、弱引力 B. 微观、高速、弱引力
C. 微观、高速、强引力 D. 宏观、低速、强引力
8.关于经典时空观和相对论时空观，下列说法错误的是( )
A. 经典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. 经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题
D. 当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别
9.对于经典力学理论，下列说法正确的是( )
A. 由于相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的意义
B. 经典力学在今天广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍是普遍适用的
C. 经典力学在历史上起了巨大的作用，随着物理学的发展而逐渐过时，成为一种古老的理论
D. 经典力学在宏观低速运动中，引力不太大时适用
10.对于时空观的认识，下列说法正确的是( )
A. 相对论不能描述物体在低速运动时的规律
B. 相对论具有普遍性，经典物理学是它在低速运动时的特例
C. 相对论的出现使经典物理学不再发挥作用
D. 经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
11.牛顿运动定律不适用于下列哪种情况( )
A. 研究原子中电子的运动 B. 研究“嫦娥一号”飞船的高速发射
C. 研究地球绕太阳的运动 D. 研究飞机从马来西亚飞往北京的航线
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
12.以下说法正确的是( )
A. 经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B. 经典力学理论的成立具有一定的局限性
C. 在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
D. 相对论与量子力学否定了经典力学理论
13.对于公式，下列说法中正确的是( )
A. 式中的是物体以速度运动时的质量
B. 当物体运动速度时，物体质量，即物体的质量改变了，故经典力学不适用
C. 当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动
D. 通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉．在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化
14.下列说法中正确的是( )
A. 经典力学是以牛顿的三大定律为基础的
B. 经典力学在任何情况下都适用
C. 当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了
D. 相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义
15.在地面附近有一高速飞过的火箭，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是( )
A. 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了
B. 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了
C. 火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化
D. 火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了
三、填空题：本大题共8小题，共32分。
16.狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的______判断对错
17.运动的尺子______填“变短”、“变长”或“不变”，运动的时钟______填“变快”、“变慢”或“不变”．
18.高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了。______判断对错
19.时间延缓效应是说时钟走得慢了。______判断对错
20.相对论和量子力学的出现，说明经典力学已失去意义。______判断对错
21.以牛顿运动定律为基础的经典力学，不适用于接近于光速的高速物体，这是因为______，也不适用于微观粒子的运动，因为微观粒子______所以经典力学只适用解决______．
22.牛顿第二定律适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动。______判断对错
23.当物体的运动速度接近光速时，经典力学______选填“不再”或“仍然”适用，可见，经典力学______选填“有”或“没有”局限性。
四、简答题：本大题共1小题，共3分。
24.牛顿力学在高速世界还适用吗？
相对论、量子力学否定了牛顿力学吗？
五、计算题：本大题共5小题，共50分。
25.一支静止时长为的火箭以速度从观察者的身边飞过。
火箭上的人测得的火箭长度应为多少？
观察者测得的火箭长度应为多少？
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？
26.介子是一种不稳定粒子，平均寿命是在自己的参考系中测得。
如果此粒子相对于实验室以的速度运动，那么在实验室坐标系中测量的介子寿命多长？
介子在衰变前运动了多长距离？
27.一张长、宽均为的宣传画，平行地贴于铁路旁边的墙上，一超高速列车以的速度接近此宣传画，这张画由司机测量高度为多少？长度为多少？
28.一个原来静止的电子，经过电压加速后它的动能是多少？质量改变了百分之几？速度是多大？已知电子的静止质量为。最后一问中结果保留位有效数字
29.一个原来静止的电子，经过的电压加速后，它的动能是多少？它的质量改变了百分之几？速度是多少？这时能不能使用公式
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为：相对性和光速不变原理；其他内容均建立在这两点的基础之上，故A正确、BCD错误。
故选：。
狭义相对论的两个基本假设：
物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．
在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值这叫光速不变原理．它告诉我们光在真空中的速度是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度。
本题主要是考查狭义相对论的两条基本假设，记住狭义相对论的两条基本假设和几个基本结论是解答本题的关键。
2.【答案】
【解析】解：、两钟放在两个火箭上，根据爱因斯坦相对论可知，在火箭乙的驾驶员看来、变慢，
由于且，钟比钟更慢，所以钟最快，钟最慢。故ABD错误，C正确
故选：。
本题关键是记住相对论有关时间间隔的相对性公式，根据相对论效应分析钟的快慢．
要理解记住爱因斯坦相对论效应之一：钟慢效应．
3.【答案】
【解析】解：、经典力学的基础是牛顿运动定律，但牛顿运动定律不能说就是经典力学；故A错误，B正确；
C、牛顿运动定律不适用于微观低速物体；故CD错误；
故选：。
经典力学的局限性是宏观物体及低速运动．当达到高速时，经典力学就不在适用．
牛顿运动定律是经典力学的基础，也是高中物理中的重要内容之一；但不能说它们就是经典力学．
4.【答案】
【解析】解：在火箭上的人看来，地面和火箭都高速远离自已，由知，在火箭上的人观察到的结果是：地面和火箭上的时钟都变慢了，且，故地面上的时钟最慢，故A正确、BCD错误。
故选：。
由相对论效应分析地面和火箭上的时钟的快慢情况。
该题考查相对论的时间的变化，解答本题要掌握相对论的基本原理，能够根据时间的相对性分析时间的变化．
5.【答案】
【解析】解：根据距离的相对性公式，有：
代入数据，有：
解得：
故选：。
根据爱因斯坦的狭义相对论，空间距离是相对的，根据距离的相对性公式列式求解即可．
本题关键是明确空间距离是相对的，记住狭义相对论的距离相对性公式即可．
6.【答案】
【解析】解：、相对论没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形，故A错误，B正确；
、经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，故C、D错误。
故选：。
熟悉经典力学、爱因斯坦假设和量子力学的相关概念和之间的联系。
通过比较经典力学、相对论和量子力学，让学生熟悉近现代物理的发展，理解知识点的联系和区别。
7.【答案】
【解析】解：万有引力定律是自然界普遍存在的一种相互作用，适用于低速、宏观、弱引力的广阔领域，在天文学上、天体力学上取得了总要的成功。故A正确，BCD错误。
故选：。
万有引力定律是自然界普遍存在的一种相互作用，但牛顿的经典力学只适用于低速、宏观、弱引力，而不适用于高速、微观与强引力。
物理规律通常都有适用范围，本题关键明确万有引力定律的适用范围和局限性。
8.【答案】
【解析】【分析】
经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。
【解答】
、经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，故A正确，B正确；
C、经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动相对于光速的问题，故C正确；
D、当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论相差不大，故经典力学是适用的，故D错误；
本题选择错误的，故选：．
9.【答案】
【解析】解：、相对论与量子力学不适用于经典力学，证明了经典力学理论的局限性；但并不能说经典力学已失去了意义；也并没有过时；故AC错误；
B、经典力学在今天广泛应用，但它存在一定的局限，并不是完全正确的，故B错误；
D、经典力学使用条件为：宏观，低速及引力不太大的情况下，对微观，高速度运动不再适用，故D正确．
故选：．
经典力学使用条件为：宏观，低速和弱引力条件．相对论才能解释微观，高速运动现象．
本题考查经典力学的局限性，属于基本内容的考查，只要知道这个知识点就行，并不要求对此知识点应用计算，注意经典力学的适用范围及其局限性是解题的关键．
10.【答案】
【解析】解：、相对论具有普遍性，经典物理学是它在低速运动时的特例，故A错误，B正确；
C、相对论并没有否定经典物理学，在宏观物体及低速运动经典物理学仍适用，故C错误；
D、经典物理学适用于宏观物体及低速运动，不适用微观物质和高速运动，故D错误。
故选：。
经典物理学适用于宏观物体及低速运动．当达到高速时，经典力学就不在适用。相对论具有普遍性，经典物理学是它在低速运动时的特例。
本题关键要准确理解掌握经典物理学的适用条件，搞清相对论和经典物理学的关系。
11.【答案】
【解析】解：、牛顿第二定律不适用于微观原子，故A错误；
、都是宏观低速运动的物体与光速比速度较低，牛顿运动定律都适用，故BCD正确。
本题选择错误的，故选：。
根据牛顿运动定律的适用范围：只适用于低速运动的物体与光速比速度较低；只适用于宏观物体，牛顿第二定律不适用于微观原子；参照系应为惯性系，即可求解．
本题主要考查了牛顿运动定律的适用范围，难度不大，属于基础题．
12.【答案】
【解析】解：、经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。所以错，B正确。
、在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，当物体做高速运动时，根据相对论，质量随速度的增加而增大。所以C正确。
、相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形。所以错。
故选：。
经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体．
相对论的基本结论告诉我们，质量随速度的增加而增大．
相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形．
此题考查经典力学的适用范围和相对论、量子力学主要研究的对象，以及狭义相对论的基本结论．属于基础题．
13.【答案】
【解析】解：、对于公式，式中的是物体静止时的质量。故A错误；
B、、当物体运动速度时，物体质量，但是当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动。故B错误，C正确；
D、根据公式，通常物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉。在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化。故D正确。
故选：。
当物体以接近光速运动时，根据爱因斯坦相对认可知，质量变化明显，所以经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动．
本题考查物体的质量随速度的变化情况，要知道经典力学理论具有局限性，只适用于低速运动的宏观物体，经典力学理论仅仅是在低速宏观状态下的特殊情形．
14.【答案】
【解析】解：
我们现在的力学分为经典力学和量子力学，其中经典力学是指以牛顿的三大定律为基础的现代力学体系，其适用范围是宏观低速；在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，故AC正确，BD错误．
故选：．
经典力学是指以牛顿的三大定律为基础的现代力学体系，其适用范围是宏观低速，在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释．
该题关键是掌握经典力学和量子力学各自的适用范围，明确相对论和量子力学的出现没有否定经典力学，而是对它的补充．
15.【答案】
【解析】解：、根据爱因斯坦相对论可知，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了．故A错误，B正确．
C、火箭上的人与火箭之间没有相对运动，所以此人观察到火箭的长度和时间进程均无变化．故C正确．
D、运动是相对的，火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了．故D正确．
故选：．
由相对论效应分析火箭的时间和长度变化；当人和火箭之间有相对运动时，人观察到的火箭长度会变短，时间会变慢．
本题要掌握相对论的基本原理，能分析时间和长度的变化．基础题目．
16.【答案】
【解析】解：根据相对论的两个基本假设可知，在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值这叫光速不变原理．故以上说法是错误的．
故答案为：
根据狭义相对论的两个基本假设：
物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．
在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值这叫光速不变原理．它告诉我们光在真空中的速度是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．
此题考查狭义相对论的两个原理和基本结论，熟记并理解它，可以解决所有关于狭义相对论的问题．
17.【答案】变短 变慢
【解析】解：根据爱因斯坦的相对论中尺缩效应：一条沿自身长度方向运动的尺子，其长度总比尺子静止时的长度短；时间间隔的相对性公式知，速度越大时间间隔越大，即运动的时钟会变慢．
故答案为：变短，变慢
本题关键是记住相对论有关时间间隔的相对性公式、相对论质量公式，明确相对论的等效原理．
应明确相对论中”同时的相对性”和“时空相对性”的含义，理解由相对论得出的相对论质量表达式的含义．
18.【答案】对
【解析】解：地面的时钟相对飞船中的宇航员是高速运动的，根据爱因斯坦的相对论中的时间间隔的相对性公式可知，宇航员发现地面的时钟变慢了。
故答案为：对。
根据爱因斯坦的相对论中的时间间隔的相对性可进行判断。
本题考查爱因斯坦的相对论中的时间间隔的相对性，题目针对性强，较为基础。
19.【答案】
【解析】解：时间延缓效应是一种观测效应，不是时钟走快了或走慢了，故命题错误。
故答案为：。
了解时间延缓效应即可。
对基本物理现象有一定的了解即可。
20.【答案】错误
【解析】解：相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形；而相对论和量子力学研究微观、高速条件下的运动，故该说法错误。
故答案为：错误。
明确经典力学和相对论的适用范围，知道经典力学的局限性和意义。
本题考查对经典力学的局限性的理解，要注意明确相对论和量子力学的出现并没有完全否定经典力学，而是经典力学的补充。
21.【答案】物体质量接近于光速时增大很多；既具有粒子性，又具有波动性；宏观物体的低速运动
【解析】解：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，在物体高速运动时，根据公式：可知，物体质量接近于光速时增大很多；
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，这是由于微观粒子既具有粒子性，又具有波动性．
故答案为：物体质量接近于光速时增大很多．既具有粒子性，又具有波动性．宏观物体的低速运动．
经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．
本题主要考查了狭义相对论和经典力学之间的区别与联系，如果理解不深，就很容易出错．
22.【答案】正确
【解析】解：牛顿第二定律适用于宏观、低速、弱引力场作用的物体；量子力学适用于微观、高速、强引力场作用下的微观粒子的运动，因此牛顿第二定律适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动这种说法是正确的。
故答案为：正确。
根据牛顿第二定律和量子力学的适用条件作答。
物理规律、物理公式、物理定理和定律都有一定的适用条件，需要认真理解物理规律、物理公式、物理定理和定律的适用条件，以便灵活运用它们。
23.【答案】不再 有
【解析】解：根据相对论知识可知，当物体的运动速度接近光速时，经典力学不再适用；这说明经典力学具有一定的局限性；
故答案为：不再；有。
经典力学是以牛顿的三大定律为基础的，经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．量子力学适用于微观粒子运动，相对论适用于高速运动物体。
本题考查对经典力学局限性的认识，要注意明确虽然经典力学具有一定的局限性，但不能说它是错误的。
24.【答案】解：牛顿力学适用于宏观低速的物体，在微观高速的条件下不再适用。
当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别；当普朗克常量可以忽略不计时，量子力学与牛顿力学的结论没有区别。即相对论与量子力学没有否定牛顿力学，只是认为牛顿力学是在一定条件下的特殊情形。
答：牛顿力学适用于宏观低速的物体，在微观高速的条件下不再适用。
相对论与量子力学没有否定牛顿力学，只是认为牛顿力学是在一定条件下的特殊情形。
【解析】根据牛顿力学的适用条件进行分析即可。
本题考查了牛顿力学的适用条件及简单的相对论知识，一定要牢记牛顿力学适用于宏观低速的情形。
25.【答案】解：火箭上的人相对于火箭静止，则火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同，即为。
沿着火箭的方向，火箭以速度相对观察者运动，观察者测得的长度变短，由长度收缩效应公式知
其中为真空中的光速。
将代入长度收缩效应公式得。
答：火箭上的人测得的火箭长度应为；
观察者测得的火箭长度应为；
观察者测得的火箭长度应为。
【解析】火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同。
根据长度收缩效应公式，求观察者测得的火箭长度。
再根据长度收缩效应公式，求观察者测得的火箭长度。
解决本题的关键要掌握长度收缩效应公式，要理解长度的相对性。
26.【答案】解：在实验室坐标系中测量的介子寿命
代入数据得。
该粒子在衰变前运动的距离代入数据得。
答：在实验室坐标系中测量的介子寿命为。
介子在衰变前运动了。
【解析】取实验室为参考系，利用相对论公式计算时间的长短。
取实验室为参考系，利用相对论公式计算距离的长短。
明确所选取的参考系，利用相对论公式可以解决问题。
27.【答案】解：垂直速度方向的长度不变，仍然是，
运动方向上长度变短，，
故司机看到的画的尺寸为：高，宽约。
答：这张画由司机测量高度为，长度为。
【解析】垂直于速度方向的长度不变，平行于速度方向的长度根据长度相对性可计算。
明确长度相对性的条件和相对论是解决问题的关键。
28.【答案】解析：
由动能定理：，
根据质能方程：得
．
上述计算表明，加速后的电子还处于低速范围，可以使用经典的动能公式加速后的速度为
故答案为：，
【解析】使用动能定理、质能方程公式，结合题意，即可解答。
本题考查学生对动能定理、质能方程公式的掌握，比较基础。
29.【答案】解：根据动能定理得：，则经过的电压加速后，电子的动能是；根据质能方程，则，故，
上述结果表明：加速后电子的运动还属于低速的范畴，因此可以用使用公式进行有关计算；
即，。
答：静止的电子经过的电压加速后，它的动能是；质量增加了；速度是，比光速小很多，因此可以使用公式进行计算。
【解析】根据动能定理和质能方程分析计算即可。
掌握动能定理和质能方程，当电子的速度比光速小很多时可以用公式进行计算。
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一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是( )
A. 相对性原理与光速不变原理 B. 运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C. 时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性 D. 同时的绝对性与同时的相对性
2.A、、三个完全相同的时钟，放在地面上，、分别放在两个高速运行的火箭甲、乙上，以速度、朝同一方向飞行，且，在火箭乙的驾驶员看来( )
A. 时钟走得最快 B. 时钟走得最慢 C. 时钟走得最快 D. 时钟走得最慢
3.下列说法正确的是( )
A. 牛顿运动定律就是经典力学
B. 经典力学的基础是牛顿运动定律
C. 牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D. 经典力学可以解决自然界中所有的问题
4.A、两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，，在火箭上的人观察到的结果正确的是( )
A. 火箭上的时钟走得最快 B. 地面上的时钟走得最快
C. 火箭上的时钟走得最快 D. 火箭上的时钟走得最慢
5.某宇航员要到离地球光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为光年，则他所乘坐的飞船相对地球的速度为( )
A. B. C. D.
6.关于经典力学、爱因斯坦假设和量子力学，下列说法正确的是( )
A. 爱因斯坦假设和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论
B. 经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
C. 经典力学只适用于宏观物体的运动，量子力学只适用于微观粒子的运动
D. 不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
7.牛顿运动定律和万有引力定律在的广阔领域，经受了实践的检验，取得了巨大的成就。( )
A. 宏观、低速、弱引力 B. 微观、高速、弱引力
C. 微观、高速、强引力 D. 宏观、低速、强引力
8.关于经典时空观和相对论时空观，下列说法错误的是( )
A. 经典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. 经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题
D. 当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别
9.对于经典力学理论，下列说法正确的是( )
A. 由于相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的意义
B. 经典力学在今天广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍是普遍适用的
C. 经典力学在历史上起了巨大的作用，随着物理学的发展而逐渐过时，成为一种古老的理论
D. 经典力学在宏观低速运动中，引力不太大时适用
10.对于时空观的认识，下列说法正确的是( )
A. 相对论不能描述物体在低速运动时的规律
B. 相对论具有普遍性，经典物理学是它在低速运动时的特例
C. 相对论的出现使经典物理学不再发挥作用
D. 经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
11.牛顿运动定律不适用于下列哪种情况( )
A. 研究原子中电子的运动 B. 研究“嫦娥一号”飞船的高速发射
C. 研究地球绕太阳的运动 D. 研究飞机从马来西亚飞往北京的航线
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
12.以下说法正确的是( )
A. 经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B. 经典力学理论的成立具有一定的局限性
C. 在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
D. 相对论与量子力学否定了经典力学理论
13.对于公式，下列说法中正确的是( )
A. 式中的是物体以速度运动时的质量
B. 当物体运动速度时，物体质量，即物体的质量改变了，故经典力学不适用
C. 当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动
D. 通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉．在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化
14.下列说法中正确的是( )
A. 经典力学是以牛顿的三大定律为基础的
B. 经典力学在任何情况下都适用
C. 当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了
D. 相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义
15.在地面附近有一高速飞过的火箭，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是( )
A. 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了
B. 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了
C. 火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化
D. 火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了
三、填空题：本大题共8小题，共32分。
16.狭义相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的______判断对错
17.运动的尺子______填“变短”、“变长”或“不变”，运动的时钟______填“变快”、“变慢”或“不变”．
18.高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了。______判断对错
19.时间延缓效应是说时钟走得慢了。______判断对错
20.相对论和量子力学的出现，说明经典力学已失去意义。______判断对错
21.以牛顿运动定律为基础的经典力学，不适用于接近于光速的高速物体，这是因为______，也不适用于微观粒子的运动，因为微观粒子______所以经典力学只适用解决______．
22.牛顿第二定律适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动。______判断对错
23.当物体的运动速度接近光速时，经典力学______选填“不再”或“仍然”适用，可见，经典力学______选填“有”或“没有”局限性。
四、简答题：本大题共1小题，共3分。
24.牛顿力学在高速世界还适用吗？
相对论、量子力学否定了牛顿力学吗？
五、计算题：本大题共5小题，共50分。
25.一支静止时长为的火箭以速度从观察者的身边飞过。
火箭上的人测得的火箭长度应为多少？
观察者测得的火箭长度应为多少？
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？
26.介子是一种不稳定粒子，平均寿命是在自己的参考系中测得。
如果此粒子相对于实验室以的速度运动，那么在实验室坐标系中测量的介子寿命多长？
介子在衰变前运动了多长距离？
27.一张长、宽均为的宣传画，平行地贴于铁路旁边的墙上，一超高速列车以的速度接近此宣传画，这张画由司机测量高度为多少？长度为多少？
28.一个原来静止的电子，经过电压加速后它的动能是多少？质量改变了百分之几？速度是多大？已知电子的静止质量为。最后一问中结果保留位有效数字
29.一个原来静止的电子，经过的电压加速后，它的动能是多少？它的质量改变了百分之几？速度是多少？这时能不能使用公式
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为：相对性和光速不变原理；其他内容均建立在这两点的基础之上，故A正确、BCD错误。
故选：。
狭义相对论的两个基本假设：
物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．
在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值这叫光速不变原理．它告诉我们光在真空中的速度是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度。
本题主要是考查狭义相对论的两条基本假设，记住狭义相对论的两条基本假设和几个基本结论是解答本题的关键。
2.【答案】
【解析】解：、两钟放在两个火箭上，根据爱因斯坦相对论可知，在火箭乙的驾驶员看来、变慢，
由于且，钟比钟更慢，所以钟最快，钟最慢。故ABD错误，C正确
故选：。
本题关键是记住相对论有关时间间隔的相对性公式，根据相对论效应分析钟的快慢．
要理解记住爱因斯坦相对论效应之一：钟慢效应．
3.【答案】
【解析】解：、经典力学的基础是牛顿运动定律，但牛顿运动定律不能说就是经典力学；故A错误，B正确；
C、牛顿运动定律不适用于微观低速物体；故CD错误；
故选：。
经典力学的局限性是宏观物体及低速运动．当达到高速时，经典力学就不在适用．
牛顿运动定律是经典力学的基础，也是高中物理中的重要内容之一；但不能说它们就是经典力学．
4.【答案】
【解析】解：在火箭上的人看来，地面和火箭都高速远离自已，由知，在火箭上的人观察到的结果是：地面和火箭上的时钟都变慢了，且，故地面上的时钟最慢，故A正确、BCD错误。
故选：。
由相对论效应分析地面和火箭上的时钟的快慢情况。
该题考查相对论的时间的变化，解答本题要掌握相对论的基本原理，能够根据时间的相对性分析时间的变化．
5.【答案】
【解析】解：根据距离的相对性公式，有：
代入数据，有：
解得：
故选：。
根据爱因斯坦的狭义相对论，空间距离是相对的，根据距离的相对性公式列式求解即可．
本题关键是明确空间距离是相对的，记住狭义相对论的距离相对性公式即可．
6.【答案】
【解析】解：、相对论没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形，故A错误，B正确；
、经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，故C、D错误。
故选：。
熟悉经典力学、爱因斯坦假设和量子力学的相关概念和之间的联系。
通过比较经典力学、相对论和量子力学，让学生熟悉近现代物理的发展，理解知识点的联系和区别。
7.【答案】
【解析】解：万有引力定律是自然界普遍存在的一种相互作用，适用于低速、宏观、弱引力的广阔领域，在天文学上、天体力学上取得了总要的成功。故A正确，BCD错误。
故选：。
万有引力定律是自然界普遍存在的一种相互作用，但牛顿的经典力学只适用于低速、宏观、弱引力，而不适用于高速、微观与强引力。
物理规律通常都有适用范围，本题关键明确万有引力定律的适用范围和局限性。
8.【答案】
【解析】【分析】
经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。
【解答】
、经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，故A正确，B正确；
C、经典力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动相对于光速的问题，故C正确；
D、当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论相差不大，故经典力学是适用的，故D错误；
本题选择错误的，故选：．
9.【答案】
【解析】解：、相对论与量子力学不适用于经典力学，证明了经典力学理论的局限性；但并不能说经典力学已失去了意义；也并没有过时；故AC错误；
B、经典力学在今天广泛应用，但它存在一定的局限，并不是完全正确的，故B错误；
D、经典力学使用条件为：宏观，低速及引力不太大的情况下，对微观，高速度运动不再适用，故D正确．
故选：．
经典力学使用条件为：宏观，低速和弱引力条件．相对论才能解释微观，高速运动现象．
本题考查经典力学的局限性，属于基本内容的考查，只要知道这个知识点就行，并不要求对此知识点应用计算，注意经典力学的适用范围及其局限性是解题的关键．
10.【答案】
【解析】解：、相对论具有普遍性，经典物理学是它在低速运动时的特例，故A错误，B正确；
C、相对论并没有否定经典物理学，在宏观物体及低速运动经典物理学仍适用，故C错误；
D、经典物理学适用于宏观物体及低速运动，不适用微观物质和高速运动，故D错误。
故选：。
经典物理学适用于宏观物体及低速运动．当达到高速时，经典力学就不在适用。相对论具有普遍性，经典物理学是它在低速运动时的特例。
本题关键要准确理解掌握经典物理学的适用条件，搞清相对论和经典物理学的关系。
11.【答案】
【解析】解：、牛顿第二定律不适用于微观原子，故A错误；
、都是宏观低速运动的物体与光速比速度较低，牛顿运动定律都适用，故BCD正确。
本题选择错误的，故选：。
根据牛顿运动定律的适用范围：只适用于低速运动的物体与光速比速度较低；只适用于宏观物体，牛顿第二定律不适用于微观原子；参照系应为惯性系，即可求解．
本题主要考查了牛顿运动定律的适用范围，难度不大，属于基础题．
12.【答案】
【解析】解：、经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。所以错，B正确。
、在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，当物体做高速运动时，根据相对论，质量随速度的增加而增大。所以C正确。
、相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形。所以错。
故选：。
经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体．
相对论的基本结论告诉我们，质量随速度的增加而增大．
相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形．
此题考查经典力学的适用范围和相对论、量子力学主要研究的对象，以及狭义相对论的基本结论．属于基础题．
13.【答案】
【解析】解：、对于公式，式中的是物体静止时的质量。故A错误；
B、、当物体运动速度时，物体质量，但是当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动。故B错误，C正确；
D、根据公式，通常物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉。在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化。故D正确。
故选：。
当物体以接近光速运动时，根据爱因斯坦相对认可知，质量变化明显，所以经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动．
本题考查物体的质量随速度的变化情况，要知道经典力学理论具有局限性，只适用于低速运动的宏观物体，经典力学理论仅仅是在低速宏观状态下的特殊情形．
14.【答案】
【解析】解：
我们现在的力学分为经典力学和量子力学，其中经典力学是指以牛顿的三大定律为基础的现代力学体系，其适用范围是宏观低速；在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，故AC正确，BD错误．
故选：．
经典力学是指以牛顿的三大定律为基础的现代力学体系，其适用范围是宏观低速，在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释．
该题关键是掌握经典力学和量子力学各自的适用范围，明确相对论和量子力学的出现没有否定经典力学，而是对它的补充．
15.【答案】
【解析】解：、根据爱因斯坦相对论可知，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了．故A错误，B正确．
C、火箭上的人与火箭之间没有相对运动，所以此人观察到火箭的长度和时间进程均无变化．故C正确．
D、运动是相对的，火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了．故D正确．
故选：．
由相对论效应分析火箭的时间和长度变化；当人和火箭之间有相对运动时，人观察到的火箭长度会变短，时间会变慢．
本题要掌握相对论的基本原理，能分析时间和长度的变化．基础题目．
16.【答案】
【解析】解：根据相对论的两个基本假设可知，在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值这叫光速不变原理．故以上说法是错误的．
故答案为：
根据狭义相对论的两个基本假设：
物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．
在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值这叫光速不变原理．它告诉我们光在真空中的速度是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．
此题考查狭义相对论的两个原理和基本结论，熟记并理解它，可以解决所有关于狭义相对论的问题．
17.【答案】变短 变慢
【解析】解：根据爱因斯坦的相对论中尺缩效应：一条沿自身长度方向运动的尺子，其长度总比尺子静止时的长度短；时间间隔的相对性公式知，速度越大时间间隔越大，即运动的时钟会变慢．
故答案为：变短，变慢
本题关键是记住相对论有关时间间隔的相对性公式、相对论质量公式，明确相对论的等效原理．
应明确相对论中”同时的相对性”和“时空相对性”的含义，理解由相对论得出的相对论质量表达式的含义．
18.【答案】对
【解析】解：地面的时钟相对飞船中的宇航员是高速运动的，根据爱因斯坦的相对论中的时间间隔的相对性公式可知，宇航员发现地面的时钟变慢了。
故答案为：对。
根据爱因斯坦的相对论中的时间间隔的相对性可进行判断。
本题考查爱因斯坦的相对论中的时间间隔的相对性，题目针对性强，较为基础。
19.【答案】
【解析】解：时间延缓效应是一种观测效应，不是时钟走快了或走慢了，故命题错误。
故答案为：。
了解时间延缓效应即可。
对基本物理现象有一定的了解即可。
20.【答案】错误
【解析】解：相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形；而相对论和量子力学研究微观、高速条件下的运动，故该说法错误。
故答案为：错误。
明确经典力学和相对论的适用范围，知道经典力学的局限性和意义。
本题考查对经典力学的局限性的理解，要注意明确相对论和量子力学的出现并没有完全否定经典力学，而是经典力学的补充。
21.【答案】物体质量接近于光速时增大很多；既具有粒子性，又具有波动性；宏观物体的低速运动
【解析】解：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，在物体高速运动时，根据公式：可知，物体质量接近于光速时增大很多；
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，这是由于微观粒子既具有粒子性，又具有波动性．
故答案为：物体质量接近于光速时增大很多．既具有粒子性，又具有波动性．宏观物体的低速运动．
经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．
本题主要考查了狭义相对论和经典力学之间的区别与联系，如果理解不深，就很容易出错．
22.【答案】正确
【解析】解：牛顿第二定律适用于宏观、低速、弱引力场作用的物体；量子力学适用于微观、高速、强引力场作用下的微观粒子的运动，因此牛顿第二定律适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动这种说法是正确的。
故答案为：正确。
根据牛顿第二定律和量子力学的适用条件作答。
物理规律、物理公式、物理定理和定律都有一定的适用条件，需要认真理解物理规律、物理公式、物理定理和定律的适用条件，以便灵活运用它们。
23.【答案】不再 有
【解析】解：根据相对论知识可知，当物体的运动速度接近光速时，经典力学不再适用；这说明经典力学具有一定的局限性；
故答案为：不再；有。
经典力学是以牛顿的三大定律为基础的，经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．量子力学适用于微观粒子运动，相对论适用于高速运动物体。
本题考查对经典力学局限性的认识，要注意明确虽然经典力学具有一定的局限性，但不能说它是错误的。
24.【答案】解：牛顿力学适用于宏观低速的物体，在微观高速的条件下不再适用。
当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别；当普朗克常量可以忽略不计时，量子力学与牛顿力学的结论没有区别。即相对论与量子力学没有否定牛顿力学，只是认为牛顿力学是在一定条件下的特殊情形。
答：牛顿力学适用于宏观低速的物体，在微观高速的条件下不再适用。
相对论与量子力学没有否定牛顿力学，只是认为牛顿力学是在一定条件下的特殊情形。
【解析】根据牛顿力学的适用条件进行分析即可。
本题考查了牛顿力学的适用条件及简单的相对论知识，一定要牢记牛顿力学适用于宏观低速的情形。
25.【答案】解：火箭上的人相对于火箭静止，则火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同，即为。
沿着火箭的方向，火箭以速度相对观察者运动，观察者测得的长度变短，由长度收缩效应公式知
其中为真空中的光速。
将代入长度收缩效应公式得。
答：火箭上的人测得的火箭长度应为；
观察者测得的火箭长度应为；
观察者测得的火箭长度应为。
【解析】火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同。
根据长度收缩效应公式，求观察者测得的火箭长度。
再根据长度收缩效应公式，求观察者测得的火箭长度。
解决本题的关键要掌握长度收缩效应公式，要理解长度的相对性。
26.【答案】解：在实验室坐标系中测量的介子寿命
代入数据得。
该粒子在衰变前运动的距离代入数据得。
答：在实验室坐标系中测量的介子寿命为。
介子在衰变前运动了。
【解析】取实验室为参考系，利用相对论公式计算时间的长短。
取实验室为参考系，利用相对论公式计算距离的长短。
明确所选取的参考系，利用相对论公式可以解决问题。
27.【答案】解：垂直速度方向的长度不变，仍然是，
运动方向上长度变短，，
故司机看到的画的尺寸为：高，宽约。
答：这张画由司机测量高度为，长度为。
【解析】垂直于速度方向的长度不变，平行于速度方向的长度根据长度相对性可计算。
明确长度相对性的条件和相对论是解决问题的关键。
28.【答案】解析：
由动能定理：，
根据质能方程：得
．
上述计算表明，加速后的电子还处于低速范围，可以使用经典的动能公式加速后的速度为
故答案为：，
【解析】使用动能定理、质能方程公式，结合题意，即可解答。
本题考查学生对动能定理、质能方程公式的掌握，比较基础。
29.【答案】解：根据动能定理得：，则经过的电压加速后，电子的动能是；根据质能方程，则，故，
上述结果表明：加速后电子的运动还属于低速的范畴，因此可以用使用公式进行有关计算；
即，。
答：静止的电子经过的电压加速后，它的动能是；质量增加了；速度是，比光速小很多，因此可以使用公式进行计算。
【解析】根据动能定理和质能方程分析计算即可。
掌握动能定理和质能方程，当电子的速度比光速小很多时可以用公式进行计算。
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