2024_2025学年新教材高中物理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训练含解析新人教版必修2.docx

PAGE

3-

相对论时空观与牛顿力学的局限性

【基础巩固】

1.关于人类对运动和力的生疏,下列说法正确的是 ()

A.亚里士多德发觉运动的物体不需要力来维持

B.伽利略认为轻重物体下落快慢相同,并通过试验测量出重力加速度

C.牛顿发觉太阳与行星之间作用力的规律,并将其推广到任何两个物体之间

D.在争论人造地球卫星的高速运动时,爱因斯坦的相对论与牛顿万有引力定律的计算结果有很大的差别

答案:C

2.关于牛顿力学时空观和相对论时空观,下列说法错误的是 ()

A.牛顿力学时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的

B.相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系

C.牛顿力学只适用于宏观世界、低速运动问题,不适用于高速运动的问题

D.当物体的运动速度远小于光速时,相对论物理学和牛顿力学的结论仍有很大的区分

答案:D

3.(多选)20世纪以来,人们发觉了一些新的事实,而牛顿力学却无法解释这些新的事实.牛顿力学只适用于解决物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子.这说明 ()

A.随着生疏的进展,牛顿力学已成了过时的理论

B.人们对客观事物的具体生疏,在广度上是有局限性的

C.不同领域的事物各有其本质与规律

D.人们应当不断地扩展生疏,在更宽敞的领域内把握不同事物的本质与规律

答案:BCD

4.(多选)关于牛顿力学的宏大成就,下列论述正确的是 ()

A.牛顿力学第一次实现了对自然界生疏的理论大综合

B.牛顿力学认为运动物体的长度跟物体运动状态有关

C.牛顿力学第一次向人们展现了时间的相对性

D.人们借助于牛顿力学中的争论方法,建立了完整的经典物理学体系

答案:AD

5.依据相对论物理学,下列说法正确的是 ()

A.一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时,竹竿的长度会缩短

B.一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时,竹竿会变粗

C.宇宙飞船高速经过地球四周时,地球上的人观看到飞船上的时钟变慢了

D.宇宙飞船高速经过地球四周时,飞船上的人观看到飞船上的时钟变慢了

答案:C

6.强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c.强强向壮壮发出一束光进行联络,壮壮丽测到该光束的传播速度为 ()

A.0.4c B.0.5c C.0.9c D.c

答案:D

【拓展提高】

7.(多选)物理学的进展丰富了人类对物质世界的生疏,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的富强与人类文明的进步.下列表述正确的是

()

A.牛顿发觉了万有引力定律

B.牛顿通过试验证明白万有引力定律

C.相对论的创立表明牛顿力学已不再适用

D.相对论时空观把物理学推到更高领域

解析:万有引力定律是牛顿发觉的,但在试验室里加以验证是卡文迪什进行的,选项A正确,选项B错误;相对论并没有否定牛顿力学,牛顿力学对低速、宏观运动仍适用,选项C错误;相对论时空观的建立,是人类取得的重大成就,从而把物理学推到更高领域,选项D正确.

答案:AD

8.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处,且vAvB.在火箭A上的人观看到的结果正确的是 ()

A.火箭A上的时钟走得最快

B.地面上的时钟走得最快

C.火箭B上的时钟走得最快

D.火箭B上的时钟走得最慢

解析:在火箭A上的人看来,地面和火箭B都高速远离自己,由Δt=Δτ1-(vc)

答案:A

9.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力,使电子从静止开头加速,则对这个加速过程,下列描述正确的是 ()

A.依据牛顿其次定律,电子将不断做匀加速运动

B.电子先做加速运动,后以光速做匀速运动

C.电子开头先近似于匀加速运动,后来速度增大,牛顿运动定律不再适用

D.电子是微观粒子,整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释

解析:电子在加速装置中由静止开头加速运动,开头阶段速度较小,远小于光速,此时牛顿运动定律基本适用,可以认为在它被加速的最初阶段,它做匀加速运动.随着电子的速度越来越大,接近光速时,相对论效应越来越大,牛顿运动定律不再适用.

答案:C

【挑战创新】

10.在静止坐标系中的正方体边长为l0,另一坐标系以相对速度v平行于该正方体的一边运动.则在运动的坐标系中的观看者测得的该“正方体”的体积是多少?

解析:坐标系相对于正方体以速度v运动,运动方向平行于正方体的一条边,则坐标系中的观看者测得该条边的长度为l=l01-v2c2,垂直于运动方向的边长不变,还是l0,所以测得该“正方体”的体积为V=l0

答案:l