2025人教版高中物理必修第二册强化练习题--5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（有解析）
文档属性
| 名称 | 2025人教版高中物理必修第二册强化练习题--5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 327.7KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-11-05 23:45:56 | ||
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文档简介
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2025人教版高中物理必修第二册
第七章 万有引力与宇宙航行
5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
基础过关练
题组一 相对论时空观
1.(2024浙江A9协作体期中联考)2015年9月科学家探测到宇宙中距离我们13亿光年的两个黑洞合并而产生的引力波,填补了爱因斯坦广义相对论实验验证的最后一块“拼图”。关于相对论,下列说法正确的是 ( )
A.经典时空观认为时间和空间是相互关联的
B.相对于观察者运动的时钟会变快
C.在运动的参考系中测得的光速与其运动的速度无关
D.同一物体的长度不随观察者所处参考系的变换而改变
2.(2024江苏扬州期中)如图所示,在未来某年甲乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的乙,乙的飞行速度为0.5c,乙向甲发出一束光进行联络,则甲观测到该光的传播速度为 ( )
A.c B.0.4c
C.0.1c D.0.5c
3.(2024江苏无锡第一中学月考)某次无锡市第一中学高一阶段性质量检测物理考试时间为75分钟,假定孙悟空竖直握着金箍棒以0.6c(c为真空中的光速)的速度从考场外飞过,速度方向与地球表面平行。则孙悟空观察到此次考试时间、考场同学观察到金箍棒的长度的情况是 ( )
A.考试时间大于75分钟,金箍棒的长度变短
B.考试时间大于75分钟,金箍棒的长度不变
C.考试时间小于75分钟,金箍棒的长度变长
D.考试时间也是75分钟,金箍棒的长度变长
4.(2023上海华东师范大学第二附属中学期末)如图所示,位于教室中央的光源发出一个闪光,闪光照到了教室的前壁和后壁,已知教室的长度为10 m,真空中的光速为c。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者 ( )
A.测得照到前壁的光速度小于c
B.观测到飞船上的时间进程比教室的慢
C.测得教室的长度小于10 m
D.观察到光同时到达前、后壁
5.如图所示,惯性系S中有一棱长为L的正方体,从相对S系沿x方向接近光速匀速飞行的飞行器上观察,则该正方体的形状是 ( )
ABCD
题组二 牛顿力学的成就与局限性
6.(2023浙江宁波效实中学期中)下列关于力学发展的描述符合物理学史实的是 ( )
A.相对论的提出否定了牛顿力学
B.牛顿提出光速是自然界中速度的极限
C.牛顿力学适用于微观领域中的力学现象
D.牛顿三大运动定律是经典力学体系的基础
7.(2023湖南常德期中)关于牛顿力学、相对论、量子力学,下列说法正确的是 ( )
A.不论是宏观物体还是微观粒子,牛顿力学和量子力学都适用
B.牛顿力学适用于高速运动的物体,相对论适用于低速运动的物体
C.牛顿力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动
D.相对论与量子力学否定了牛顿力学理论
答案与分层梯度式解析
第七章 万有引力与宇宙航行
5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
基础过关练
1.C 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,A错误;根据钟慢效应,相对论时空观认为相对于观察者运动的时钟会变慢,B错误;根据爱因斯坦的光速不变原理可知,在运动的参考系中测得的光速与其运动的速度无关,C正确;根据长度收缩效应,相对论时空观认为同一物体的长度会随观察者相对参考系的运动而改变,D错误。
2.A 根据光速不变原理,在一切惯性参考系中测量到真空中的光速c都一样,而甲所处参考系为惯性参考系,因此甲观测到的光速为c,A正确。
3.B 当孙悟空竖直握着金箍棒以0.6c的速度从考场外飞过,速度方向与地球表面平行,根据时间延缓效应,可知孙悟空观察到此次考试时间大于75分钟;根据长度收缩效应,可知考场同学观察到金箍棒变细,但长度不变,B正确。
4.C 根据光速不变原理,不论光源与观察者之间做怎样的相对运动,光速都是一样的,等于c,故A错误;教室相对于飞船向左运动,则光到前壁的路程变短,飞船上的观察者观察到光先到达前壁,D错误;根据爱因斯坦的相对论,知太空飞船上的观察者观察到教室中的时钟变慢,即观测到飞船上的时间进程比教室的快,教室的长度变短,小于10 m,B错误,C正确。
5.D 根据相对论时空观的长度收缩效应可知,沿x轴方向正方体棱长缩短,而沿y轴和z轴方向正方体棱长没有改变,故D正确,A、B、C错误。
6.D 爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观,没有否定整个牛顿力学,牛顿力学是相对论物理学在低速运动状态下的近似,A错误;爱因斯坦提出了相对论,他认为真空中的光速是自然界中速度的极限,故B错误;经典力学只适用于宏观、低速物体,对于微观、高速物体不再适用,C错误;牛顿三大运动定律是经典力学体系的基础,D正确。
7.C 牛顿力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动,A错误,C正确;牛顿力学适用于低速运动的物体,相对论既适用于低速运动的物体,也适用于高速运动的物体,B错误;相对论与量子力学并没有否定牛顿力学理论,牛顿力学理论在宏观低速运动中仍适用,D错误。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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2025人教版高中物理必修第二册
第七章 万有引力与宇宙航行
5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
基础过关练
题组一 相对论时空观
1.(2024浙江A9协作体期中联考)2015年9月科学家探测到宇宙中距离我们13亿光年的两个黑洞合并而产生的引力波,填补了爱因斯坦广义相对论实验验证的最后一块“拼图”。关于相对论,下列说法正确的是 ( )
A.经典时空观认为时间和空间是相互关联的
B.相对于观察者运动的时钟会变快
C.在运动的参考系中测得的光速与其运动的速度无关
D.同一物体的长度不随观察者所处参考系的变换而改变
2.(2024江苏扬州期中)如图所示,在未来某年甲乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的乙,乙的飞行速度为0.5c,乙向甲发出一束光进行联络,则甲观测到该光的传播速度为 ( )
A.c B.0.4c
C.0.1c D.0.5c
3.(2024江苏无锡第一中学月考)某次无锡市第一中学高一阶段性质量检测物理考试时间为75分钟,假定孙悟空竖直握着金箍棒以0.6c(c为真空中的光速)的速度从考场外飞过,速度方向与地球表面平行。则孙悟空观察到此次考试时间、考场同学观察到金箍棒的长度的情况是 ( )
A.考试时间大于75分钟,金箍棒的长度变短
B.考试时间大于75分钟,金箍棒的长度不变
C.考试时间小于75分钟,金箍棒的长度变长
D.考试时间也是75分钟,金箍棒的长度变长
4.(2023上海华东师范大学第二附属中学期末)如图所示,位于教室中央的光源发出一个闪光,闪光照到了教室的前壁和后壁,已知教室的长度为10 m,真空中的光速为c。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者 ( )
A.测得照到前壁的光速度小于c
B.观测到飞船上的时间进程比教室的慢
C.测得教室的长度小于10 m
D.观察到光同时到达前、后壁
5.如图所示,惯性系S中有一棱长为L的正方体,从相对S系沿x方向接近光速匀速飞行的飞行器上观察,则该正方体的形状是 ( )
ABCD
题组二 牛顿力学的成就与局限性
6.(2023浙江宁波效实中学期中)下列关于力学发展的描述符合物理学史实的是 ( )
A.相对论的提出否定了牛顿力学
B.牛顿提出光速是自然界中速度的极限
C.牛顿力学适用于微观领域中的力学现象
D.牛顿三大运动定律是经典力学体系的基础
7.(2023湖南常德期中)关于牛顿力学、相对论、量子力学,下列说法正确的是 ( )
A.不论是宏观物体还是微观粒子,牛顿力学和量子力学都适用
B.牛顿力学适用于高速运动的物体,相对论适用于低速运动的物体
C.牛顿力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动
D.相对论与量子力学否定了牛顿力学理论
答案与分层梯度式解析
第七章 万有引力与宇宙航行
5 相对论时空观与牛顿力学的局限性
基础过关练
1.C 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,A错误;根据钟慢效应,相对论时空观认为相对于观察者运动的时钟会变慢,B错误;根据爱因斯坦的光速不变原理可知,在运动的参考系中测得的光速与其运动的速度无关,C正确;根据长度收缩效应,相对论时空观认为同一物体的长度会随观察者相对参考系的运动而改变,D错误。
2.A 根据光速不变原理,在一切惯性参考系中测量到真空中的光速c都一样,而甲所处参考系为惯性参考系,因此甲观测到的光速为c,A正确。
3.B 当孙悟空竖直握着金箍棒以0.6c的速度从考场外飞过,速度方向与地球表面平行,根据时间延缓效应,可知孙悟空观察到此次考试时间大于75分钟;根据长度收缩效应,可知考场同学观察到金箍棒变细,但长度不变,B正确。
4.C 根据光速不变原理,不论光源与观察者之间做怎样的相对运动,光速都是一样的,等于c,故A错误;教室相对于飞船向左运动,则光到前壁的路程变短,飞船上的观察者观察到光先到达前壁,D错误;根据爱因斯坦的相对论,知太空飞船上的观察者观察到教室中的时钟变慢,即观测到飞船上的时间进程比教室的快,教室的长度变短,小于10 m,B错误,C正确。
5.D 根据相对论时空观的长度收缩效应可知,沿x轴方向正方体棱长缩短,而沿y轴和z轴方向正方体棱长没有改变,故D正确,A、B、C错误。
6.D 爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观,没有否定整个牛顿力学,牛顿力学是相对论物理学在低速运动状态下的近似,A错误;爱因斯坦提出了相对论,他认为真空中的光速是自然界中速度的极限,故B错误;经典力学只适用于宏观、低速物体,对于微观、高速物体不再适用,C错误;牛顿三大运动定律是经典力学体系的基础,D正确。
7.C 牛顿力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动,A错误,C正确;牛顿力学适用于低速运动的物体,相对论既适用于低速运动的物体,也适用于高速运动的物体,B错误;相对论与量子力学并没有否定牛顿力学理论,牛顿力学理论在宏观低速运动中仍适用,D错误。
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