广州市白云中学2019-2020学年高中物理粤教版必修2：5.1经典力学的成就与局限性 跟踪训练2（含解析）

5.1经典力学的成就与局限性
跟踪训练（含解析)
1．下列说法中正确的是
A．变化的电场一定能够在其周围空间产生变化的磁场从而形成电磁波
B．当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长
C．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
D．泊松亮斑是光的干涉现象，全息照相的拍摄利用了光的衍射原理
2．以下关于相对论的说法，正确的是
A．观察者与光源相向运动时，观测到的光速大于m/s
B．在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸都相同
C．对于同一个物理过程经历的时间，在任何惯性系中观测结果都相同
D．当物体相对某一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关
3．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，这里的“高速”是指
A．声音在空气中的传播速度
B．第一宇宙速度
C．高铁列车允许行驶的最大速度
D．接近真空中光的传播速度
4．经典力学有一定的适用范围和局限性，不适合用经典力学描述的运动是（
）
A．子弹的飞行
B．飞船绕地球的运行
C．列车的运行
D．粒子接近光速的运动
5．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是（
）
A．火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理
B．由于经典力学有局限性，所以一般力学问题都用相对论力学来解决
C．经典力学适用于宏观低速运动的物体
D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体
6．根据爱因斯坦提出的相对论，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．物体的质量取决于物体所含物质的多少，物体无论以多大速度运动，其质量与速度无关
C．一个真实的物体，其运动速度有可能达到甚至超过真空中的光速
D．质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观测者的相对运动状态而改变的
7．历史上很多物理学家对物理学的发展做出了重要的贡献，下面有关描述符合物理学史实的是
A．麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在，开创了现代通信技术
B．爱因斯坦创立了狭义相对论，颠覆了人类固有的时空观
C．查德威克发现了电子，揭开了人类探究原子结构的序幕
D．德布罗意提出能量子假说，一举解决了经典理论在黑体辐射上遇到的困难
8．下列说法正确的是
E．用标准平面检查光学平面的平整度是利用光的干涉现象
A．用标准平面检查光学平面的平整度是利用光的偏振现象
B．狭义相对论认为：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
C．电视机遥控器是利用紫外线脉冲信号来交换频道的
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
9．下列说法正确的是
E.含有多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，光在干涉，衍射以及折射时都可能发生色散
A．如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小的平方根成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动
B．向人体内发射频率已知的超声波被血管反射后又被仪器接受，测出反射波就能知道血流的速度，这种方法俗称彩超
C．狭义相对论表明物体运动时的质量小于静止时的质量
D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场
10．以速度u高速远离地球的宇宙飞船发出频率为的单色光，已知真空中光速为c，则
A．该光相对飞船的速度等于
B．该光相对飞船的速度等于c
C．地球上接受到该光的频率大于
D．地球上接受到该光的频率小于
11．以下说法中正确的是
（　　）
A．光的偏振现象说明光是一种纵波
B．相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关
C．麦克斯韦预言并用实验验证了电磁波的存在
D．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光变为红光，则条纹间距变宽
12．下面的说法中正确的是(　　)
A．因为时间是绝对的，所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的
B．空间与时间之间是没有联系的
C．有物质才有空间和时间
D．在一个确定的参考系中观察，运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关
13．(多选)A、B两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且vA>vB，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是(　　)
A．A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的大
B．A飞机上的人观察到足球场的长度比B飞机上的人观察到的小
C．两飞机上的人观察到足球场的长度相同
D．两飞机上的人观察到足球场的宽度相同
14．下列说法中正确的是(　　)
A．万有引力可以用狭义相对论作出正确的解释
B．电磁力可以用狭义相对论作出正确的解释
C．狭义相对论是惯性参考系之间的理论
D．万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架
15．迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1－581c”却很值得我们期待．该行星的温度在到之间，质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍，公转周期为13个地球日．“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍．设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则(　　)
A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同
B．如果人到了该行星，其体重是地球上的倍
C．该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍
D．由于该行星公转速度比地球大，地球上的物体如果被带上该行星，其质量会稍有变化
参考答案
1．C
【解析】
试题分析：周期性变化的电场一定能够在其周围空间产生周期性变化的磁场；均匀变化的电场能够在其周围空间产生稳定的磁场，故A错误；根据多普勒效应，当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率大于声源发出的频率，结合v=λf可知，接收到的声音的波长小于声源发出的波长，故B错误；相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故C正确；根据光的衍射与干涉的特点，泊松亮斑是光的衍射现象；根据激光的应用可知，全息照相的拍摄利用了激光的相干性好的特点，与干涉原理有关，故D错误．
考点：考查了电磁波的产生、多普勒效应、相对论以及光的干涉
【名师点睛】周期性变化的电场一定能够在其周围空间产生周期性变化的磁场；根据多普勒效应分析波的频率的变化；相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关；泊松亮斑是光的衍射现象，全息照相的拍摄利用了光的干涉原理．
2．D
【解析】
根据狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故A错误；在不同的惯性系中测量同一物体的长度，测量值是不同的，故B错误；对于同一个物理过程经历的时间，在不同惯性系中观测结果是不相同的，选项C错误；当物体相对某一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关，选项D正确；故选D.
3．D
【解析】相对论的创始人是爱因斯坦，据相对论理论，时间、空间与物体的运动速度有关，如：相对质量公式为：
是物体静止时的质量，M是物体的运动时的质量，v是物体速度，c是光速．所以这里的：“高速”应该是指接近真空中光的传播速度，故D正确，A、B、C错误．故选D.
【点睛】本题考差了爱因斯坦狭义相对论的适用范围，了解即可，解答的关键是要理解“高速”指的是接近光速．
4．D
【解析】试题分析：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．
子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属低速，经典力学能适用．而粒子接近光速运动，则经典力学就不在适用，D正确．
5．C
【解析】经典力学是有局限性，经典力学适用于宏观低速运动的物体，但对于一般力学问题仍能用经典力学来解决，所以即使在火车提速后，有关速度问题仍能用经典力学来处理，故AB错误，C正确；经典力学不仅适用于像地球和太阳那样大的宏观物体，也适用一般尺寸的宏观物体，故D错误．故选C.
6．D
【解析】经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，对微观粒子不适用，故A错误．根据相对论理论可知物体的速度越大，质量越大．故B错误．光速是速度的极限，一个真实的物体，其运动速度不可能达到甚至超过真空中的光速．故C错误．根据爱因斯坦的相对论，可知质量、长度、时间都是相对的，它们的测量结果都是随物体与观测者的相对运动状态而改变．故D正确．故选D.
7．B
【解析】赫兹用实验证实了电磁波的存在，开创了现代通信技术，选项A错误；爱因斯坦创立了狭义相对论，颠覆了人类固有的时空观，选项B正确；
汤姆孙发现了电子，揭开了人类探究原子结构的序幕，选项C错误；普朗克提出能量子假说，一举解决了经典理论在黑体辐射上遇到的困难，选项D错误；故选B.
8．BDE
【解析】
试题分析：用标准平面检查光学平面的平整度是利用光的干涉现象，选项A错误，E正确；狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中一切物理规律都是相同的，故B正确；电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的．故C错误；光的双缝干涉实验中，根据可知，若仅将入射光由绿光变为红光，波长变长，则条纹间距变宽，故D正确；故选BDE．
考点：光的干涉；相对论初步；红外线和紫外线
9．BDE
【解析】
试题分析：根据回复力公式可得如果质点所受的力与它偏离平衡位置的位移大小成正比，而不是平方，A错误；向人体内发射频率已知的超声波被血管反射后又被仪器接受，测出反射波就能知道血流的速度，利用多普勒效应原理，这种方法俗称彩超，B正确；根据相对论的基本理论可知：质量（或能量）并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大，C错误；根据麦克斯韦电磁理论可得变化的电场产生磁场和变化的磁场产生电场，D正确；多种颜色的光被分解为单色光的现象叫做光的色散，光在干涉、衍射及折射时都可以将复合光进入分解，故E正确；
考点：考查了电磁场；光的干涉；狭义相对论．
【名师点睛】本题考查简谐运动的回复力与位移的关系，掌握多普勒效应原理，理解干涉、衍射及折射对复合光的分解的原理，注意变化的磁场产生电场中的“变化”两字的理解，最后认识运动的质量与静止的质量的关系
10．BD
【解析】
试题分析：由光速不变原理可知，该光相对飞船的速度等于c，选项B正确，A错误；根据多普勒效应，因飞船远离地球，则地球上接受到该光的频率小于，选项C错误，D正确.故选BD.
考点：相对论原理；多普勒效应
11．BD
【解析】光的偏振现象说明光是一种横波，而不是纵波，故A错误；相对论认为：空间和时间与物质的运动快慢有关，故B正确；麦克斯韦预言了电磁波，而赫兹证实电磁波的存在，故C错误；光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿色光变为红光，波长变长，则由△x=λ，可知，条纹间距变宽，故D正确；故选BD．
12．CD
【解析】经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间与时间之间也是没有联系的，其实是错误的，故AB错误．因为相对论中空间和时间与物质的运动状态有关，在长度的相对性和时间的相对性上都得到了验证．选项DC正确；故选CD.
13．BD
【解析】因为当一个惯性系的速度比较大时，根据知，沿飞行方向长度减小，而且速度越大，长度越小，故AC错误，B正确；而垂直于运动方向上，宽度是不随速度而变化的，故D正确．故选BD.
14．BCD
【解析】ABD、万有引力与电磁力有很多相似之处，万有引力理论可以纳入广义相对论，不能纳入狭义相对论的框架，故A错误，BD正确；
C、狭义相对论是建立在惯性参考系之上的，故C正确。
故选：BCD。
15．BD
【解析】当卫星绕行星表面附近做匀速圆周运动时的速度即为行星的第一宇宙速度，由得
，M是行星的质量，R是行星的半径，则得该行星与地球的第一宇宙速度之比为．故A错误；由万有引力近似等于重力，得，得行星表面的重力加速度为，则得该行星表面与地球表面重力加速度之比为，所以如果人到了该行星，其体重是地球上的2倍．故B正确；根据万有引力提供向心力，列出等式可得：
行星“G1-58lc”公转周期为13个地球日．将已知条件代入解得：行星“G1-58lc”的轨道半径与地球轨道半径r行G：r日地=，故C错误；根据相对论原理可知，由于该行星公转速度比地球大，地球上的物体如果被带上该行星，其质量会稍有变化，选项D正确；故选BD.
点睛：本题行星绕恒星、卫星绕行星的类型，建立模型，根据万有引力提供向心力，万有引力近似等于重力进行求解．
视频
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