2024-2025年高一物理人教版必修二同步备课7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性课件（备作业）（解析版）.docx

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7.5相对论的时空观与牛顿力学的局限性

一、选择题

1．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是（）

A．经典力学适用于微观高速运动的物体

B．尽管经典力学有局限性，可是生活中一般力学问题都用经典力学来解决

C．天宫二号速度很大，有关速度问题不能用经典力学来处理

D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体

【答案】B

【解析】经典力学适用范围是宏观低速的物体，对于微观高速不适用，高速指速度接近光速，所以对于一般的力学问题、火车速度问题，经典力学是适用的，故选B。

2．下列说法正确的是（）

A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度

B．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变小

C．X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官

D．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关

【答案】C

【解析】A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片用来滤掉部分反射光，使拍摄的物体更加清晰，A错误；

B．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变大，B错误；

C．X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，也就是X透视，C正确；

D．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态有关，D错误。

故选C。

3．在1905年爱因斯坦提出了《狭义相对论理论》，但此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下的观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是（）

A．在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的

B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的

C．物体在接近光速运动时，它的质量会变小

D．物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大

【答案】B

【解析】A．在不同的惯性参考系中，一切物体的规律都是相同的，所以A错误；

B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，所以B正确；

C．由相对论知其中为物体静止时的质量，所以当物体在接近光速运动时，它的质量会变大，所以C错误；

D．由相对论可知其中为物体相对静止的人的长度，则当物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变小，所以D错误。故选B。

4．关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法中正确的是（）

A．相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，彻底否认了经典力学

B．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

C．牛顿定律不适用于研究中国空间站天和核心舱的高速发射

D．经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例

【答案】D

【解析】A．相对论和量子力学并没有否定经典力学，认为经典力学是在一定条件下的特殊情形，故A错误；

B．根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，故B错误；

C．牛顿定律属于经典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，低速和高速的标准是相对于光速，可判定牛顿定律适用于研究中国空间站天和核心舱的高速发射，故C错误；

D．经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例，它包含于相对论和量子力学中，故D正确。

故选D。

5．关于物体的质量，下列说法不正确的是（）

A．在经典力学中，物体的质量是保持不变的

B．在经典力学中，物体的质量随物体的速度的变化而变化

C．在狭义相对论中，物体静止时的质量最小

D．在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大

【答案】B

【解析】AB．在经典力学中，物体的质量是保持不变的，故A正确，B错误；

C．在狭义相对论中，由于物体的速度v不可能达到光速c，所以vc，则

1－（）21

根据

m=

可知CD正确。

本题选不正确的，故选B。

6．相对于地球的速度为v的一飞船，要到离地球为5光年的星球上去。若飞船的宇航员测得该旅程为3光年，则v应为（）

A． B． C． D．

【答案】D

【解析】根据距离的相对性公式，有

则有

代入数据有

解得

故选D。

7．如图所示，一同学在教室上课，教室的长度为9m，教室中间位置有一光源。有一飞行器从前向后高速通过教室外侧，已知光速为c、飞行器中的飞行员认为（）

A．教室中的时钟变快

B．教室的长度大于9m

C．从光源发出的光先到达教室后壁

D．光源发出的光，向后的速度小于c

【答案】C

【解析】AB．根据爱因斯坦的相对论，可知飞行器中的飞行员认为看到教室中的时钟变慢，教室的长度变短，即长度小于9m，选项AB错误；

C．教室中的人认为，光向前向后传播的速度相等，光源在教室中央，光同时到达前后两壁．飞行器中的飞行员是一个惯性系，光向前向后传播的速度相等，向后壁传播的路程短些，到达后壁的时刻早些，选项C正确。

D．根据光速不变原理，不论光源与观察者之间做怎样的相