【期末押题预测】期末核心考点 相对论时空观与牛顿力学的局限性（含解析）2024-2025学年高一下学期物理 人教版（2019）

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期末核心考点 相对论时空观与牛顿力学的局限性
一．选择题（共7小题）
1．（2025春 霞山区校级期中）下列物体的运动不能用牛顿力学描述的是（　　）
A．飞机的飞行 B．人造卫星的运行
C．小汽车的行驶 D．光子的运动
2．（2024春 滨湖区校级月考）爱因斯坦提出的相对论对现代经典物理具有里程碑式的意义，因此爱因斯坦被认为是最伟大的物理学家之一。高铁列车长200米，高速通过一个2000米长的隧道，根据尺缩效应判断正确的是（　　）
①车厢里的乘客认为列车变短了
②车厢里的乘客认为隧道变短了
③隧道检修工认为列车变短了
④隧道检修工认为隧道变短了
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3．（2024春 金坛区校级期中）以下说法正确的是（　　）
A．卡文迪什测量出万有引力常量，并提出万有引力定律
B．牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力
C．开普勒提出日心说，并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆
D．洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速，导弹的质量会明显增大
4．（2024春 鄞州区校级期中）下列说法正确的是（　　）
A．运动物体的长度（空间距离）跟物体的运动状态有关，物理过程的快慢（时间进程）则无关
B．牛顿力学已经被相对论和量子力学全面否定
C．牛顿力学在微观世界里并不完全适用
D．物理规律在不同的参考系中会发生变化
5．（2024春 城关区校级期中）下列有关相对论时空观和牛顿力学的说法中不正确的是（　　）
A．相对论没有否定牛顿力学，只是认为牛顿力学是在一定条件下的特殊情形
B．真空中光速在不同的惯性参考系中是不相同的
C．牛顿力学有自身的局限性，不适用于微观领域
D．当物体的运动速度远小于光速c时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别
6．（2024春 天山区校级期中）经典力学适用于（　　）
A．微观世界和高速运动的物体
B．宏观世界和低速运动的物体
C．宏观世界和高速运动的物体
D．微观世界和低速运动的物体
7．（2024 无极县一模）牛顿力学的适用范围是（　　）
A．适用于宏观物体的低速（与光速相比）运动
B．适用于微观粒子的运动
C．适用于宏观物体的高速（与光速相比）运动
D．适用于受到很强引力作用的物体
二．多选题（共3小题）
（多选）8．（2025春 石家庄期中）下列说法正确的是（　　）
A．哈雷运用牛顿的万有引力定律，成功推算出哈雷彗星的“按时回归”
B．动量守恒定律只适用于宏观世界、低速运动
C．相对论和量子力学分别在微观与高速领域揭示了牛顿力学的局限性
D．牛顿力学适用于宏观世界、低速运动
（多选）9．（2024 新疆模拟）根据相对论效应，运动粒子的质量m，m0为粒子的静止质量。把放射源铀、钋或镭放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。已知α粒子的速度约为光速的，β粒子的速度接近光速。若在射线经过的空间施加匀强磁场，可观察到分裂成三束的实际射线轨迹，如图所示，设α粒子的偏转半径为rα，β粒子的偏转半径为rβ。若不考虑相对论效应，只根据经典物理学理论计算出α粒子的偏转半径为r'α，计算出β粒子的偏转半径为r'β，以下说法正确的是（　　）
A．向左偏转的是α射线 B．向左偏转的是β射线
C． D．
（多选）10．（2024春 沈阳期中）关于牛顿力学理论，下列说法错误的是（　　）
A．牛顿力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B．牛顿力学理论具有一定的局限性
C．在牛顿力学理论中，物体的质量不随运动状态的改变而改变
D．相对论和量子力学否定了牛顿力学理论
三．填空题（共3小题）
11．（2023秋 闵行区校级期末）如果光速只有甚至更小，相对论效应会 　 　 （选填“更显著”还是“更不容易看到”），如果引力常量G增大，牛顿力学的适用范围是 　 　 （选填“变大”还是“变小”）
12．（2024春 闵行区期末）你现在正在完成60分钟的物理考试，假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过（c为真空中的光速），从理论上看，飞船上的观察者认为你考完这场考试所用时间 　 　 60分钟。（填“＞”或“＜”）
13．（2024春 福州期末）若在速度为0.5倍光速的飞船上有一只完好的手表走过了60s，根据相对论时空观的时间延缓效应，地面上的人认为它走过这60s“实际”上花了 　 　 s。
四．解答题（共2小题）
14．（2023春 虹口区期末）牛顿和爱因斯坦是史上最伟大的物理学双星。牛顿为经典物理学的建立奠定了坚实的基础；爱因斯坦则将物理学带到巅峰，照亮了世纪。
（1）爱因斯坦的主要贡献是 　 　 。
A．发现哈勃定律
B．建立广义相对论
C．发现万有引力定律
D．准确测定引力常量
（2）用牛顿力学解释下列现象，遇到困难的是 　 　 。
A．引力波的产生
B．地球绕太阳公转
C．发射火星探测器
D．高铁由上海向北京高速运动
（3）关于牛顿第一定律的理解，下列说法中正确的是 　 　 。
A．力是维持物体运动的原因
B．力是改变物体运动状态的原因
C．静止于地面上的物体，没有惯性
D．宇宙飞船中的物体，惯性比其在地面时要大
（4）关于狭义相对论的理解，下列说法中正确的是 　 　 。
A．运动速度越大，物体的质量越小
B．物体沿运动方向的长度总保持不变
C．高速运动的时钟比其静止时走的更慢
D．真空中的光速随光源移动速度的增大而减小
（5）图2示为正、负电子对撞机部分装置图。加速器可以把一个质量me＝9.1×10﹣31kg的电子加速到具有Ek＝7.28×10﹣14J的动能，某同学依据牛顿力学知识，由v计算出电子的速度将达到4.0×108m/s，这样的计算结果是 　 　 的（选填“合理”或“不合理”）。由此可见：牛顿运动定律在 　 　 情况下有局限性。
（6）如图3（a），某人拉着皮箱在水平地面上匀速向右运动，请用小圆点代替皮箱，在图3（b）中画出皮箱的受力示意图。。若观测者坐在速度v＝2.0×108m/s的向右飞驰而来的列车上，则其观察到皮箱的宽度L将 　 　 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
15．（2024秋 闵行区期中）2021年10月17日，神舟十三号载人飞船出征太空，并成功与中国空间站组合体完成自主对接、出舱，以及在轨驻留六个月，空间站绕地球一圈约90分钟。驻留期间，航天员进行了“天宫课堂”授课，王亚平抛出一只“冰墩墩”后，“冰墩墩”沿抛出方向近似匀速直线前进。
（1）根据下列器材在地面上使用时的主要功能，航天员在空间站中同样可以正常使用的是 　 　 。
A.单摆演示器
B.弹簧拉力器
C.家用体重秤
D.哑铃
（2）神舟十三号与空间站对接过程中，　 　 （选填：A.可以B.不可以）把神舟十三号看作质点。
（3）“天宫课堂”中，“冰墩墩”近似匀速直线前进，这一过程中“冰墩墩”受到 　 　 。
A.万有引力
B.向心力
C.离心力
（4）空间站绕地球运行的角速度约为 　 　 rad/s。（保留2位有效数字）
（5）空间站的速度 　 　 第一宇宙速度（选填：A.大于B.等于C.小于）；同步地球卫星的周期为 　 　 小时。
（6）空间站绕地球运行的轨道半径，约为地球同步卫星绕地球运行的轨道半径的 　 　 。
A.
B.
C.
（7）考虑相对论效应，在高速飞行的空间站里的时钟走过10s，理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间 　 　 。
A.大于10s
B.小于10s
C.等于10s
D.都有可能
期末核心考点 相对论时空观与牛顿力学的局限性
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
1．（2025春 霞山区校级期中）下列物体的运动不能用牛顿力学描述的是（　　）
A．飞机的飞行 B．人造卫星的运行
C．小汽车的行驶 D．光子的运动
【考点】牛顿力学的适用范围与局限性．
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；理解能力．
【答案】D
【分析】牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱引力场，据此作答。
【解答】解：ABC.飞机的飞行、人造卫星的运行和小汽车的行驶，都属于宏观物体在地球的弱引力场作用下的低速运动，能够用牛顿力学解决，故ABC正确；
D.光子的运动是微观粒子的以光速进行的高速运动，不能用牛顿力学描述，故D错误。
本题选择不能用牛顿力学描述的运动。
故选：D。
【点评】注意：这里的“低速”和“高速”是相对于光速而言的。
2．（2024春 滨湖区校级月考）爱因斯坦提出的相对论对现代经典物理具有里程碑式的意义，因此爱因斯坦被认为是最伟大的物理学家之一。高铁列车长200米，高速通过一个2000米长的隧道，根据尺缩效应判断正确的是（　　）
①车厢里的乘客认为列车变短了
②车厢里的乘客认为隧道变短了
③隧道检修工认为列车变短了
④隧道检修工认为隧道变短了
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
【考点】尺缩效应．
【专题】定性思想；归纳法；万有引力定律的应用专题；理解能力．
【答案】C
【分析】尺缩效应，又称长度收缩效应，是相对论性效应之一。它产生的原因是由于同时性的相对性。在狭义相对论中，两个事件从一个参考系来看是同时的，但从另一个相对运动的参考系来看则不再是同时的。这种对牛顿绝对时空观的破坏导致了尺缩效应的出现。具体来说，当测量一根沿其方向作匀速直线运动的杆子的长度时，必须同时记下它两端的空间位置，而这两个空间位置之间的距离就定义为运动杆子的长度。狭义相对论预言，沿杆子方向运动的杆子的长度会比它静止时的长度短。
【解答】解：以列车为参考系，隧道在快速运动，则车厢里的乘客认为隧道变短了；以隧道为参考系，列车在快速运动，则隧道检修工认为列车变短了。
故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】解决长度的相对性问题应当注意：
1.“动尺缩短”是沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，这种长度收缩并非幻觉，并非看上去短了，它的确变短了，它与物体的具体组成和结构无关，当物体运动的速度越接近光速时，这种收缩效应就变得越显著；
2.在具体计算中要明确，长度收缩指的是只在物体运动方向上的长度收缩，在垂直于运动方向上的长度没有变化。
3．（2024春 金坛区校级期中）以下说法正确的是（　　）
A．卡文迪什测量出万有引力常量，并提出万有引力定律
B．牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力
C．开普勒提出日心说，并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆
D．洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速，导弹的质量会明显增大
【考点】狭义相对论的原理和两个基本假设；天体运动的探索历程；开普勒三大定律；引力常量及其测定．
【专题】应用题；定性思想；推理法；万有引力定律的应用专题；理解能力；推理论证能力；分析综合能力．
【答案】B
【分析】卡文迪什测量出万有引力常量，牛顿提出万有引力定律；
牛顿通过著名的“地﹣月检验”证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力；
哥白尼最早提出日心说；
6000m/s远小于光速3×108m/s根据相对论中质量和速度之间的关系可以判断导弹的质量没有明显的变化。
【解答】解：A．卡文迪什测量出万有引力常量，牛顿提出万有引力定律，故A错误；
B．牛顿通过著名的“地﹣月检验”证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力，故B正确；
C．最早提出日心说的是哥白尼，故C错误；
D．6000m/s远小于光速3×108m/s，仍符合经典力学规律，不需要要狭义相对论的规律，导弹的质量没有明显变化，故D错误；
故选：B。
【点评】明确万有引力定律的应用，知道卡文迪什和牛顿对万有引力做出的贡献，知道开普勒第一定律。
4．（2024春 鄞州区校级期中）下列说法正确的是（　　）
A．运动物体的长度（空间距离）跟物体的运动状态有关，物理过程的快慢（时间进程）则无关
B．牛顿力学已经被相对论和量子力学全面否定
C．牛顿力学在微观世界里并不完全适用
D．物理规律在不同的参考系中会发生变化
【考点】狭义相对论的原理和两个基本假设．
【专题】定性思想；归谬反证法；牛顿运动定律综合专题；理解能力．
【答案】C
【分析】理解牛顿经典力学、相对论的适用条件，知道相对论的几个推论即可。
【解答】解：A.根据相对论可知，运动物体的长度（空间距离）跟物体的运动状态有关，物理过程的快慢（时间进程）跟物体的运动状态也有关，故A错误；
B.牛顿力学并没有被相对论和量子力学全面否定，牛顿力学仍适用于宏观低速物体的运动，故B错误。
C.牛顿力学在微观世界里并不完全适用，故C正确；
D.物理规律在不同的惯性参考系中不会发生变化，故D错误。
故选：C。
【点评】学生在解答本题时，应该注意对于相对论的问题要牢记相关内容，以及其中涉及的几个推论进行理解，并了解相对论与牛顿力学之间的区别和联系。
5．（2024春 城关区校级期中）下列有关相对论时空观和牛顿力学的说法中不正确的是（　　）
A．相对论没有否定牛顿力学，只是认为牛顿力学是在一定条件下的特殊情形
B．真空中光速在不同的惯性参考系中是不相同的
C．牛顿力学有自身的局限性，不适用于微观领域
D．当物体的运动速度远小于光速c时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别
【考点】牛顿力学的适用范围与局限性；狭义相对论的原理和两个基本假设．
【专题】定性思想；归谬反证法；牛顿运动定律综合专题；理解能力．
【答案】B
【分析】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例，牛顿定律属于经典力学的研究范畴，在不同的惯性参考系中光速不变。
【解答】解：A.相对论没有否定牛顿力学，只是认为牛顿力学是在一定条件下的特殊情形，故A正确；
B.真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，故B错误；
C.牛顿力学只适用于宏观、低速运动问题，不适用于微观、高速运动问题，故C正确；
D.当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论没有区别，故D正确。
本题选不正确的，故选：B。
【点评】本题考查相对论和经典力学的关系，要了解它们的适用范围，搞清它们的区别与联系。
6．（2024春 天山区校级期中）经典力学适用于（　　）
A．微观世界和高速运动的物体
B．宏观世界和低速运动的物体
C．宏观世界和高速运动的物体
D．微观世界和低速运动的物体
【考点】牛顿力学的适用范围与局限性．
【专题】定性思想；归谬反证法；牛顿运动定律综合专题；理解能力．
【答案】B
【分析】经典力学的适用范围是宏观、低速情形，高速情形要用相对论，微观粒子的运动要用量子力学。
【解答】解：经典力学不能用于处理微观世界、高速运动的物体，只适用于宏观世界，低速运动的物体，故ACD错误，B正确。
故选：B。
【点评】本题考查经典力学的适用范围，要注意明确经典力学和相对论、量子力学它们各自主要研究的对象。
7．（2024 无极县一模）牛顿力学的适用范围是（　　）
A．适用于宏观物体的低速（与光速相比）运动
B．适用于微观粒子的运动
C．适用于宏观物体的高速（与光速相比）运动
D．适用于受到很强引力作用的物体
【考点】牛顿力学的适用范围与局限性．
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波．
【答案】A
【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】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、弱相互作用的物体，不适用于高速、微观及强相互作用的物体。所以BCD错误，A正确。
故选：A。
【点评】题考查了经典力学的局限性，要注意明确量子力学没有完全否定经典物理内容，只是说明了经典力学只能适用于一定范围内，要掌握对应的范围．
二．多选题（共3小题）
（多选）8．（2025春 石家庄期中）下列说法正确的是（　　）
A．哈雷运用牛顿的万有引力定律，成功推算出哈雷彗星的“按时回归”
B．动量守恒定律只适用于宏观世界、低速运动
C．相对论和量子力学分别在微观与高速领域揭示了牛顿力学的局限性
D．牛顿力学适用于宏观世界、低速运动
【考点】牛顿力学的适用范围与局限性．
【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】根据牛顿力学的适用范围合相对论知识，万有引力定律的成就进行分析解答。
【解答】解：A.依据万有引力定律，哈雷预测了哈雷彗星的“按时回归”，故A正确；
B.动量守恒定律不仅适用于宏观世界、低速运动，还适用于微观、高速运动，故B错误；
CD.相对论与量子力学分别在高速与微观领域揭示牛顿力学的局限性，但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世界、低速运动中仍适用，故C错误，D正确。
故选：AD。
【点评】考查牛顿力学的适用范围合相对论知识，万有引力定律的成就，会根据题意进行准确分析解答。
（多选）9．（2024 新疆模拟）根据相对论效应，运动粒子的质量m，m0为粒子的静止质量。把放射源铀、钋或镭放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。已知α粒子的速度约为光速的，β粒子的速度接近光速。若在射线经过的空间施加匀强磁场，可观察到分裂成三束的实际射线轨迹，如图所示，设α粒子的偏转半径为rα，β粒子的偏转半径为rβ。若不考虑相对论效应，只根据经典物理学理论计算出α粒子的偏转半径为r'α，计算出β粒子的偏转半径为r'β，以下说法正确的是（　　）
A．向左偏转的是α射线 B．向左偏转的是β射线
C． D．
【考点】狭义相对论的原理和两个基本假设．
【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．
【答案】AC
【分析】根据左手定则可分析判断；根据洛伦兹力提供向心力结合相对论效应分析解答半径关系。
【解答】解：AB．根据左手定则可判断，带正电的α粒子受到向左的洛伦兹力，向左偏转，带负电的β射线受到向右的洛伦兹力，向右偏转，故A正确，B错误；
CD．不考虑相对论时，洛伦兹力提供向心力
解得
若
得
α粒子的速度约为光速的，β粒子的速度接近光速时，有
联立解得
故C正确，D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查带电粒子在磁场中的运用，解题关键掌握相对论的理解，注意速度接近光速时质量的变化。
（多选）10．（2024春 沈阳期中）关于牛顿力学理论，下列说法错误的是（　　）
A．牛顿力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B．牛顿力学理论具有一定的局限性
C．在牛顿力学理论中，物体的质量不随运动状态的改变而改变
D．相对论和量子力学否定了牛顿力学理论
【考点】牛顿力学的适用范围与局限性．
【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】根据经典力学的适用范围和具体理解进行分析判断。
【解答】解：A.牛顿力学理论只适用于宏观、低速运动的物体，故A错误；
B.牛顿力学只在一定条件下适用，具有一定的局限性，故B正确；
C.牛顿力学研究的是低速运动问题，物体的质量变化很小，可以认为不变，故C正确；
D.相对论和量子力学并没有否定牛顿力学，认为牛顿力学是自己在一定条件下的特殊情形，故D错误。
本题选错误的，故选：AD。
【点评】考查经典力学的适用范围和具体理解，会根据题意进行准确分析解答。
三．填空题（共3小题）
11．（2023秋 闵行区校级期末）如果光速只有甚至更小，相对论效应会 　更显著　 （选填“更显著”还是“更不容易看到”），如果引力常量G增大，牛顿力学的适用范围是 　变小　 （选填“变大”还是“变小”）
【考点】狭义相对论的原理和两个基本假设．
【专题】定性思想；推理法；分析综合能力．
【答案】更显著，变小。
【分析】当物体高速运动时（光速），会产生一些可观测的奇妙的效应，即相对论效应，则如果光速只有甚至更小，相对论效应更显著。
据牛顿力学关于万有引力的公式：F即可推断
【解答】解：当物体以光速高速运动时，此时会产生一些可观测的奇妙的效应，即相对论效应，因此如果光速只有甚至更小，相对论效应更显著。
根据牛顿力学公式可知：万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方，用公式表达为：F，引力常量G作为乘数，其常量G变大，即Gm1m2变大，但是它们的距离r不变，则万有引力F会变大，从而导致牛顿力学的适用范围变小。
故答案为：更显著，变小。
【点评】解题关键是理解相对论时空观；理解光速越小，相对论效应越显著。解题关键是能够正确写出牛顿力学关于万有引力的公式，根据公式即可求解。
12．（2024春 闵行区期末）你现在正在完成60分钟的物理考试，假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过（c为真空中的光速），从理论上看，飞船上的观察者认为你考完这场考试所用时间 　＞　 60分钟。（填“＞”或“＜”）
【考点】狭义相对论的原理和两个基本假设．
【专题】定量思想；推理法；爱因斯坦的质能方程应用专题；分析综合能力．
【答案】＞。
【分析】根据狭义相对论原理，进行分析作答。
【解答】解：根据狭义相对论可知，飞船相对此考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间tt0
可知飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间大于60分钟。
故答案为：＞。
【点评】学生在解答本题时，应注意理解狭义相对论的知识，并能够利用其解决问题。
13．（2024春 福州期末）若在速度为0.5倍光速的飞船上有一只完好的手表走过了60s，根据相对论时空观的时间延缓效应，地面上的人认为它走过这60s“实际”上花了 　　 s。
【考点】狭义相对论的原理和两个基本假设．
【专题】定量思想；方程法；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】。
【分析】根据相对论时空观可以计算。
【解答】解：由相对论时空观可得
其中
v＝0.5c，Δt＝60s
联立解得
故地面上的人认为它走过这60s“实际”上花了。
故答案为：。
【点评】只要熟练掌握相对论时空观的基本公式即可正确解答。
四．解答题（共2小题）
14．（2023春 虹口区期末）牛顿和爱因斯坦是史上最伟大的物理学双星。牛顿为经典物理学的建立奠定了坚实的基础；爱因斯坦则将物理学带到巅峰，照亮了世纪。
（1）爱因斯坦的主要贡献是 　B　 。
A．发现哈勃定律
B．建立广义相对论
C．发现万有引力定律
D．准确测定引力常量
（2）用牛顿力学解释下列现象，遇到困难的是 　A　 。
A．引力波的产生
B．地球绕太阳公转
C．发射火星探测器
D．高铁由上海向北京高速运动
（3）关于牛顿第一定律的理解，下列说法中正确的是 　B　 。
A．力是维持物体运动的原因
B．力是改变物体运动状态的原因
C．静止于地面上的物体，没有惯性
D．宇宙飞船中的物体，惯性比其在地面时要大
（4）关于狭义相对论的理解，下列说法中正确的是 　C　 。
A．运动速度越大，物体的质量越小
B．物体沿运动方向的长度总保持不变
C．高速运动的时钟比其静止时走的更慢
D．真空中的光速随光源移动速度的增大而减小
（5）图2示为正、负电子对撞机部分装置图。加速器可以把一个质量me＝9.1×10﹣31kg的电子加速到具有Ek＝7.28×10﹣14J的动能，某同学依据牛顿力学知识，由v计算出电子的速度将达到4.0×108m/s，这样的计算结果是 　不合理　 的（选填“合理”或“不合理”）。由此可见：牛顿运动定律在 　高速、微观　 情况下有局限性。
（6）如图3（a），某人拉着皮箱在水平地面上匀速向右运动，请用小圆点代替皮箱，在图3（b）中画出皮箱的受力示意图。。若观测者坐在速度v＝2.0×108m/s的向右飞驰而来的列车上，则其观察到皮箱的宽度L将 　变小　 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
【考点】广义相对论．
【专题】定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；理解能力．
【答案】（1）B；（2）A；（3）B；（4）C；（5）不合理，高速、微观；（6），变小。
【分析】（1）爱因斯坦的主要贡献是建立广义相对论；
（2）牛顿力学无法解释引力波的产生；
（3）牛顿第一定律说明了力不是维持物体运动的原因；
（4）根据狭义相对论分析；
（5）光速是最快的速度，牛顿运动定律在高速、微观情况下是有局限性的；
（6）根据相对论分析。
【解答】解：（1）爱因斯坦的主要贡献是建立广义相对论，故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2）用牛顿力学解释下列现象，遇到困难的是引力波的产生。故BCD错误，A正确。
故选：A。
（3）牛顿第一定律的揭示了一切物体都具有惯性，质量是惯性的唯一量度，且说明了力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。故ACD错误，B正确。
故选：B。
（4）A．狭义相对论认为高速运动的物体质量会变大，故A错误；
B．在相对论中，沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小，故B错误
C．在相对论中，高速运动的时钟比其静止时走的更慢，故C正确；
D．狭义相对论中其基本原理是光速不变原理，故D错误。
故选：C。
（5）由计算出电子的速度将达到4.0×108m/s，可知按照牛顿力学得到的电子的速度大于真空中光速，这样的计算结果是不合理的；
由此可见：牛顿力学适用于低速、宏观的物体，牛顿运动定律在高速、微观情况下有局限性。
（6）皮箱的受力示意图如图所示：
在相对论中动尺变短，若观测者坐在速度v＝2.0×108m/s的向右飞驰而来的列车上，则其观察到皮箱的宽度L将变小。
故答案为：（1）B；（2）A；（3）B；（4）C；（5）不合理，高速、微观；（6），变小。
【点评】本题考查了爱因斯坦的相对论、牛顿第一定律的应用及局限性，注意理解狭义相对论及相对论时空观。
15．（2024秋 闵行区期中）2021年10月17日，神舟十三号载人飞船出征太空，并成功与中国空间站组合体完成自主对接、出舱，以及在轨驻留六个月，空间站绕地球一圈约90分钟。驻留期间，航天员进行了“天宫课堂”授课，王亚平抛出一只“冰墩墩”后，“冰墩墩”沿抛出方向近似匀速直线前进。
（1）根据下列器材在地面上使用时的主要功能，航天员在空间站中同样可以正常使用的是 　B　 。
A.单摆演示器
B.弹簧拉力器
C.家用体重秤
D.哑铃
（2）神舟十三号与空间站对接过程中，　B　 （选填：A.可以B.不可以）把神舟十三号看作质点。
（3）“天宫课堂”中，“冰墩墩”近似匀速直线前进，这一过程中“冰墩墩”受到 　A　 。
A.万有引力
B.向心力
C.离心力
（4）空间站绕地球运行的角速度约为 　1.2×10﹣3　 rad/s。（保留2位有效数字）
（5）空间站的速度 　C　 第一宇宙速度（选填：A.大于B.等于C.小于）；同步地球卫星的周期为 　24　 小时。
（6）空间站绕地球运行的轨道半径，约为地球同步卫星绕地球运行的轨道半径的 　C　 。
A.
B.
C.
（7）考虑相对论效应，在高速飞行的空间站里的时钟走过10s，理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间 　A　 。
A.大于10s
B.小于10s
C.等于10s
D.都有可能
【考点】钟慢效应；质点；万有引力的基本计算；第一、第二和第三宇宙速度的物理意义．
【专题】定量思想；推理法；万有引力定律的应用专题；推理论证能力．
【答案】（1）B；（2）B；（3）A；（4）1.2×10﹣3；（5）C，24；（6）C；（7）A。
【分析】（1）根据完全失重状态下分析哪些与重力环境有关并进行判断；
（2）根据质点的概念和理解进行分析解答；
（3）根据物体的受力分析进行判断；
（4）根据角速度和周期的关系式列式计算；
（5）根据第一宇宙速度的物理意义进行分析比较；
（6）根据开普勒第三定律进行计算求解；
（7）根据狭义相对论的钟慢效应进行分析解答。
【解答】解：（1）由于空间站中的物体处于完全失重状态，所以单摆演示器、家用体重秤、哑铃均不能正常使用，弹簧拉力器可以正常使用，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（2）当物体的大小、形状对所研究的问题没有影响或者影响很小，可以忽略不计时，可将物体看成质点，所以神舟十三号与空间站对接过程中，不能把神舟十三号看作质点，故A错误，B正确。
故选：B。
（3）“天宫课堂”中，“冰墩墩”近似匀速直线前进，这一过程中“冰墩墩”受到万有引力作用，向心力和离心力是效果力，不是受力分析中的力，故A正确，BC错误。
故选：A。
（4）由于空间站绕地球一圈约90分钟，则角速度；
（5）由于第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以空间站的速度小于第一宇宙速度。故AB错误，C正确。
故选：C。
同步地球卫星的周期等于地球自转周期，为24小时。
（6）空间站和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律，所以，故AB错误，C正确。
故选：C。
（7）根据狭义相对论钟慢效应可知，理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间大于10s，故A正确，BCD错误。
故选：A。
故答案为：（1）B；（2）B；（3）A；（4）1.2×10﹣3；（5）C，24；（6）C；（7）A。
【点评】考查万有引力定律的应用、开普勒关于行星运动的定律和人造卫星等问题，结合狭义相对论效应进行正确分析和解答。
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