四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：6.1牛顿力学中运动的相对性 配套练习（含解析）

6.1牛顿力学中运动的相对性
1．哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论这说明
(
)
①世界无限广大，人不可能认识世界
②人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界
③
人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
④
每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识
A．①
②
③
④
B．①
②
③
C．①
③
④
D．②
③
2．以下关于物体的质量的说法中正确的是（
）
A．质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关
B．只有当物体运动的速度远小于光速时，才可以认为质量不变
C．只有当物体运动的速度远小于光速时，物体的质量才增大
D．物体速度大，说明受力大，同时物体的质量也增大
3．下面说法中正确的是(
)
①根据牛顿的万有引力定律可以知道,当星球质量不变,半径变为原来的
1/2时,引力将变为原来的4倍;
②按照广义相对论可以知道,当星球质量不变,半径变为原来的1/2
时,引力将大于原来的4倍;
③在天体的实际半径远大于引力半径时,根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大;
④在天体的实际半径接近引力半径时,根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大.
A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
4．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
5．爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它(
)
A．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说
C．否定了牛顿力学的原理
D．修正了能量、质量互相转化的理论
6．爱因斯坦相对论的提出,是物理学思想的重大革命,因为它(
)
A．揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
B．借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说
C．否定了牛顿力学的原理
D．修正了能量、质量互相转化的理论
7．5月6日，我国第二发长征五号运载火箭已安全运抵海南文昌，于6月搭载我国自主研发的实践十八号卫星发射升空，卫星将进行量子通信等试验验证。则
A．经典力学认为长征五号速度越大，长度越大
B．经典力学认为实践十八号的速度越大，质量越大
C．虽然实践十八号在轨速度高达3.
l
km/s，但经典力学依然可以精确描述其运动
D．经典力学也适用精确描述高速电子的运动及进行量子通信的研究
8．下列物体的运动不能用经典力学描述的是(　　)
A．子弹的飞行
B．人造卫星的运行
C．小汽车的行驶
D．光子的运动
9．下列说法正确的是________
A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是最简单、最基本的振动
B．波长为0.5m的水波比波长为0.6m的水波绕过0.8m的障碍时衍射现象更明显
C．光导纤维传递信息是利用了光的干涉原理
D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来的
E.狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的
10．(多选)下列关于经典力学的时空观，正确的是(　　)
A．经典力学的时空观中，同时是绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的
B．在经典力学的时空观中，空间间隔是绝对的，即任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关
C．在经典力学的时空观中，时间间隔是绝对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点距离是绝对的不变的量值，而与参考系选取无关
D．经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关
11．下列说法正确的是(
)
A．在经典力学中,物体的质量是不随物体运动状态而改变的
B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性,它只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界
C．相对论的出现否定了经典力学理论
D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳—演绎法”是经典力学方法的典型
12．下列说法正确的是(
)
A．在经典力学中,物体的质量是不随物体运动状态而改变的
B．以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性,它只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界
C．相对论的出现否定了经典力学理论
D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳—演绎法”是经典力学方法的典型
13．新华网北京月日电当前，俄罗斯在叙利亚针对“伊斯兰国”（）的空袭仍在持续．而物理学中（）则表示_________．牛顿力学具有一定的局限性，牛顿力学只能适用_________、宏观领域中的力学现象．
参考答案
1．D
【解析】发现总是来自于认识过程，观点总是为解释发现而提出的，主动认识世界，积极思考问题，追求解决(解释)问题，这是科学研究的基本轨迹。任何一个人对客观世界的认识都要受当时的客观条件和科学水平的制约，所以所形成的“正确理论”都有一定的局限性，爱因斯坦的相对论是对牛顿力学理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战。则①④项错误，②③项正确；故选D。
2．B
【解析】ABC：在经典力学中，质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关；狭义相对论告诉我们：只有当物体运动的速度远小于光速时，才可以认为质量不变。根据公式：
可知，只有当物体运动的速度接近光速时，物体的质量才明显增大。故B正确，AC错误。
D：物体速度大，但受力不一定大，物体可能做高速的匀速运动，故D项错误。
点睛：由
可知，只有当物体运动的速度接近光速时，物体的质量才随速度的增大明显增大。
3．A
【解析】根据万有引力定律F=G可知，当星球质量不变，半径变为原来的时，引力将变为原来的4倍．故①正确．按照广义相对论可以知道，当星球质量不变，半径变为原来的时，引力将大于原来的4倍．故②正确．牛顿的万有引力定律适用条件是两个质点间引力的计算，要将星球看成质点才能计算它们间引力的大小，而天体的实际半径远大于引力半径，根据爱因斯坦理论，天体的实际半径远大于引力半径时，由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不大，但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大所以根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大．故③、④错误．故选A．
4．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.
5．A
【解析】
A．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大，这是狭义相对论的几个重要的效应，揭示了时间、空间并非绝对不变的属性，A正确；
B．爱因斯坦相对论借鉴法国科学家拉瓦锡的学说，但“借鉴”不等于“革命”，故B错误；
C．直接说“否定了牛顿力学的原理”是没有一分为二的认识，爱因斯坦相对论解释了经典牛顿力学不能解释的高速、微观范围，但狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭义相对性原理，即没有否定牛顿力学的原理，C错误；
D．狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律并提示了质量与能量相当，修正了能量、质量互相转化的理论，但“修正”也算不上革命。故D错误。
故选：A。
6．A
【解析】
A．运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大，这是狭义相对论的几个重要的效应，揭示了时间、空间并非绝对不变的属性，A正确；
B．爱因斯坦相对论借鉴法国科学家拉瓦锡的学说，但“借鉴”不等于“革命”，故B错误；
C．直接说“否定了牛顿力学的原理”是没有一分为二的认识，爱因斯坦相对论解释了经典牛顿力学不能解释的高速、微观范围，但狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭义相对性原理，即没有否定牛顿力学的原理，C错误；
D．狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律并提示了质量与能量相当，修正了能量、质量互相转化的理论，但“修正”也算不上革命。故D错误。
故选：A。
7．C
【解析】经典力学认为，物体的长度和质量与物体的速度无关，选项AB错误；经典力学适应于宏观低速物体，虽然实践十八号在轨速度高达3.1km/s，但经典力学依然可以精确描述其运动，选项C正确；经典力学适应于宏观低速物体，不适应微观的高速粒子，则经典力学不适用精确描述高速电子的运动及进行量子通信的研究，选项D错误；故选C.
8．D
【解析】经典力学适用于低速宏观的物体，A、B、C不符合题意，选项D符合题意。
点睛：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，微观粒子运动要用量子力学。
9．ADE
【解析】
A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是简谐振动，它是最简单、最基本的振动，选项A正确；
B．波长越大越容易发生衍射，则波长为0.5m的水波比波长为0.6m的水波绕过0.8m的障碍时衍射现象不明显，选项B错误；
C．光导纤维传递信息是利用了光的全反射原理，选项C错误；
D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来的，选项D正确；
E．狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的，选项E正确；
故选ADE.
10．ABCD
【解析】
经典的时空观认为，时间、空间均是绝对的，与物体的运动状态无关．同时也是绝对的，即在一个参考系中同时发生的两个事件，在不同参考系中观察也是同时发生的，故ABCD均正确.
11．ABD
【解析】
在经典力学中，物体的质量物质的固有属性，不会随运动状态的而改变，故A正确．经典力学理论只适用于宏观的、低速运动的物体，微观粒子、高速运动物体都不适用，故B正确．相对论和量子力学并没有否定经典力学理论，经典力学理论是相对论在低速情况下和量子力学在宏观世界中的特殊情形．故C错误．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳-演绎法”是经典力学方法的典型．故D正确．所以ABD正确，C错误．
12．ABD
【解析】
在经典力学中，物体的质量物质的固有属性，不会随运动状态的而改变，故A正确．经典力学理论只适用于宏观的、低速运动的物体，微观粒子、高速运动物体都不适用，故B正确．相对论和量子力学并没有否定经典力学理论，经典力学理论是相对论在低速情况下和量子力学在宏观世界中的特殊情形．故C错误．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳-演绎法”是经典力学方法的典型．故D正确．所以ABD正确，C错误．
13．国际单位制
低速
【解析】
物理学中（SI）表示国际单位制．牛顿力学具有一定的局限性，牛顿力学只能适用低速、宏观领域中的力学现象．