7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性同步练习-（2019）新人教版高中物理高一下学期必修第二册　.docx

1、7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性1.下列运动中不能用经典力学规律描述的是()A子弹的飞行B和谐号从深圳向广州飞跑C人造卫星绕地球运动D粒子接近光速的运动220世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释经典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不能说明()A随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论B人们对客观事物的具体认识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人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律3下列说法正确的是()爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律爱因

2、斯坦的狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律牛顿力学的运动定律研究的是物体在高速运动时所遵循的规律ABCD4继哥白尼提出“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()A世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分B人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界C人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化D每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识5以下说

3、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经典力学理论的成立具有一定的局限性C在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D相对论与量子力学否定了经典力学理论6(多选)根据伽利略相对性原理，下列结论正确的是()A力学规律在任何惯性系中都是相同的B同一力学规律在不同的惯性系中可能不同C在一个惯性参照系里不能用力学实验判断该参照系是否在匀速运动D在一个惯性参照系里可以用力学实验判断该参照系是否在匀速运动7(多选)如果物体相对地球做变速运动，则该物体可以看成非惯性系，下列属于惯性系的是()A地球的同步卫星B在车站处于静止状态的动车C绕地球做圆周运动的月球D围绕地球做匀速圆周运

4、动的“天宫一号”8(多选)小行星以速度v高速飞向地球的同时发出频率为的光，则()A该光相对小行星的速度为cvB该光相对小行星的速度为cC地球上接收到的小行星所发光的频率大于D地球上接收到的小行星所发光的频率等于9惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是下图中的()10(多选)下列有关长度的相对性理解正确的是()A经典物理学家认为物体的长度与物体是否相对观察者运动无关B当一直杆沿自身方向运动时长度变小C无论直杆沿什么方向运动，直杆的长度均不变D当两平行的直杆沿自身方向做相对运动时，则与两直杆共同运动的两观察者认为对方的直杆的长度没变11.

5、 在静止时测量的弓箭的长度和铝管的长度相同，当弓箭以速度0.5c(c为光速)穿过铝管时，下列说法正确的是()A弓箭的长度变短，所以在某些位置铝管能将弓箭完全遮住B铝管的长度变短，所以在某些位置弓箭将从铝管的两端伸出C弓箭和铝管都变短且变短的量相同，所以在某些位置铝管刚好能将弓箭完全遮住D弓箭和铝管的长度是否发生变化与观察者的运动情况有关12有两个惯性参考系1和2，彼此相对做匀速直线运动，下列叙述正确的是()A在参考系1看来，2中的所有物理过程都变快了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变慢了B在参考系1看来，2中的所有物理过程都变快了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变快了C在参考系1看

6、来，2中的所有物理过程都变慢了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变快了D在参考系1看来，2中的所有物理过程都变慢了；在参考系2看来，1中的所有物理过程都变慢了13(多选)设某人在以速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是 ()A飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cD在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c14你站在一根长木杆的中央附近，看到木杆落在地上时两头同时落地，所以你认为这根木杆是平着落到了地上而此时飞飞小姐正以接近光速的速度从木杆前面掠过，则她看到的现象是()

7、AA端先落地BB端先落地C同时落地 D中间部分先落地15(多选)在狭义相对论中，下列说法正确的有()A一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速B质量、长度的测量结果都与物体相对观察者的相对运动状态有关C时间的测量结果与物体相对观察者的运动状态无关D在某一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，在其他一切惯性系中也是同时发生的16能用来计时的钟表有多种，如图所示，从左到右依次为沙漏计时仪器、电子表、机械闹表、生物钟由相对论的知识可知，物体的运动可以使得某一种计时仪器变慢，则也一定能使所有的计时仪器变得一样慢则对上述表述理解正确的是()A正确，对各式计时仪器的影响一定相同B错误，对

8、各式计时仪器的影响不一定相同CAB两个选项分别说明了两种不同情况下的影响D以上答案均错误17(多选)A、B两架飞机沿地面上一足球场的长度方向在其上空高速飞过，且vAvB，在飞机上的人观察结果正确的是()AA飞机上的人观察到的足球场的长度比B飞机上的人观察到的大BA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18假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下列说法正确的是()A甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大B甲看到乙手中的尺长度比

9、乙看到自己手中的尺长度小C乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大D乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同19(多选)假设一列100 m长的火车以接近光速的速度穿过一根100 m长的隧道，它们的长度都是在静止状态下测量的，下列关于看到的现象判断正确的是()A相对隧道静止的观察者会看到，火车变短，在某些位置上，隧道能完全遮住它B相对隧道静止的观察者会看到，隧道变短，在某些位置上，火车从隧道的两端伸出来C相对火车静止的观察者会看到，火车变短，在某些位置上，隧道能完全遮住它D相对火车静止的观察者会看到，隧道变短，在某些位置上，火车从隧道的两端伸出来20一艘大船在平静的大洋中匀速行驶，

10、一个人在其密闭的船舱内向各个不同的方向做立定跳远实验，并想由此来判断船航行的方向，假设他每次做的功相同，下列说法正确的是()A如果向东跳得最远，则船向东行驶B如果向东跳得最近，则船向东行驶C他向各个方向跳的最大距离相同，不能由此判断船行方向D他向各个方向跳的最大距离不同，但不能由此判断船行方向21话说有兄弟两个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是()A哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B弟弟思念哥哥而加速生长了C由相对论可知，物体速度越大，在其上的时间进程就越慢，生理过程也越慢D这是神话，科学无法

11、解释22图示是一个边长为1 m的正方体木箱，现在让这个正方体木箱沿水平方向匀速向右运动，运动速度很大，为0.99c，那么这个木箱看上去应该是()A边长不相等的长方体B边长都缩短的正方体 C近似一块薄木板 D以上说法都不对23甲、乙两人站在地面上时身高都是L0，甲、乙分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动，如图所示此时乙观察到甲的身高L_L0；若甲向乙挥手，动作时间为t0，乙观察到甲动作时间为t1，则t1_t0.(均选填“”“”或“”)24远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，求在此星球上测其闪光周期为多长？25介子与质子相碰可产生其他

12、粒子其中有一种k0粒子，它经d1101 m的距离便衰变成两个具有相反电荷的介子若k0粒子的速率为v2.24108 m/s，试求其固有寿命26随着科学技术的发展，科学家预计在未来可建立月球空间站，以便于探测月球假设月球空间站观测到一飞船以0.8c(c为光速)的速度飞向该空间站，经测量该运行中的飞船长度为200 m试求该飞船在发射前，静止在地球上时的长度应为多少？27已知在MN的中垂线上的O点有一点光源，该点光源点亮后立即熄灭，如果M、N两点各放置一光信号接收器则：(1)如果在地面参考系中观察时，则哪个光信号接收器先接收到光信号？(2)如果处在沿MN方向以很大的速度行驶的火车中，以其为参考系进行观

13、察，则哪个光信号接收器先接收到光信号？参考答案1.【答案】D【解析】子弹的飞行、火车的运动及人造卫星绕地球的运动，都属于宏观低速，经典力学都适用，而粒子接近光速的运动，经典力学不适用2【答案】A【解析】人们对客观世界的认识要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内不同事物的本质与规律新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形因此选项B、C、D正确，A错误故选A3【答案】D【解析】爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律，牛顿力学的运动定律研

14、究的是物体在低速运动时所遵循的规律4【答案】BC【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爱因斯坦的相对理论是对牛顿力学的理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战5【答案】BC【解析】经典力学理论只适用于宏观低速物体，而不适用于微观的高速粒子，所以经典力学理论的成立具有一定的局限性，选项A 错误，B正确；在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，选项C正确；相对论与量子力学并没有否定经典力学理论，只是它们各有其适用的范围，选项D 错误6解析：选AC在所有惯性系中，一切物理规律都是等价的，故A正确

15、，B错误；在一个惯性系内进行的任何力学实验都不能判断这个惯性系是否相对于另一个惯性系做匀速直线运动，故C正确，D错误7解析：选AB绕地球做圆周运动的月球、围绕地球做匀速圆周运动的“天宫一号”相对地球做变加速曲线运动，因此属于非惯性系，C、D错误；地球的同步卫星、处于静止状态的动车相对地球静止，则属于惯性系，A、B正确8解析：选BC根据狭义相对论可知，光的传播速度不变，因此该光相对小行星的速度等于c，A选项错误，B选项正确；小行星高速靠近地球，由多普勒效应可知，地球上接收到的光的频率大于，C选项正确，D选项错误9解析：选C由ll0可知沿速度方向即x方向的长度变短了而垂直于速度方向，即y方向边长不

16、变，故C对10解析：选AB经典物理学家认为物体的长度与物体是否相对观察者运动无关，A正确；若直杆沿垂直于自身长度的方向运动，它的长度将不变，沿自身的方向运动时长度变小，B正确，C错误；当两平行的直杆沿自身方向做相对运动时，则与两直杆共同运动的两观察者认为对方的直杆的长度变短，D错误11. 解析：选D如果观察者是在相对于铝管静止的参考系中观察运动着的弓箭，那么弓箭看起来就比铝管短，在某些位置弓箭会完全在铝管内部，然而当观察者和弓箭一起运动时，观察者看到的铝管就缩短了，所以在某些位置，观察者可以看到弓箭两端都伸出铝管故D正确12解析：选D时间延缓效应与相对运动的方向无关，在相对某参考系运动的参考系

17、看来，原参考系中的时间变长了，物理过程变慢了，D正确13解析：选CD根据狭义相对论，光速不变原理可知，在不同的惯性参考系中，真空中的光速是相同的即光在真空中沿任何方向的传播速度也是相同的，A、B选项错误，C、D选项正确14解析：选B在地球参考系中，A、B两端同时落地，而飞飞是运动的参考系，在她看来，沿运动方向靠前的事件先发生，因此B端先落地15解析：选AB根据狭义相对论，光速是速度的极限值，所以A对；根据狭义相对论，长度、质量、时间间隔都与运动状态有关，且都给出了具体的计算公式，所以B对，C错；同时是相对的，所以D错16解析：根据爱因斯坦相对论的钟慢效应可知，若钟与观察者有相对运动，所有的钟都

18、变慢，而且变慢的程度均相同，与钟的构造、原理无关，A项正确答案：A17解析：因为当一个惯性系的速度比较大时，根据ll0 ，速度越大，l越小因为vAvB，所以lAlB.答案：BD18解析：K系认为静止在K系中的尺收缩，反之，K系认为静止在K系中的尺收缩答案：B19解析：相对于隧道静止的观察者看到火车在运动，所以火车比隧道短，在某些位置火车会完全处在隧道内部，然而相对火车静止的观察者会看到隧道在运动，所以隧道比火车短，在某些位置火车两端都伸出隧道，A、D两项正确，B、C两项错误答案：AD20解析：由狭义相对论的相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，所以这个人不能判断船行方向；根

19、据功能关系，可判断他向各个方向跳的最大距离相同，故C项正确答案：C21解析：根据相对论的时间延缓效应，当飞船速度接近光速时，时间会变慢时间延缓效应对生命过程、化学反应等也是成立的飞船运行的速度越大，时间延缓效应越明显，人体的新陈代谢越缓慢答案：C22解析：由于木箱运动得很快，速度已经接近光速，所以在沿着运动方向上的尺缩效应很明显，而其他两个方向上没有尺缩效应，看上去应该是一块薄木板答案：C23解析：在垂直于运动方向上长度不变，则有LL0；根据狭义相对论的时间延缓效应可知，乙观察到甲的动作时间变长，即t1t0.答案：24解析：因为t，所以t，t5昼夜，v0.8c，代入数据解得53昼夜答案：3昼夜

20、25解析：k0粒子的速率已达v2.24108 m/s，是光速的70%以上，应该用相对论解题在实验室中测得的粒子运动的时间间隔为t s4.51010 s根据时间延缓效应tt0t4.51010 s3.01010 s.答案：3.01010 s26解析：设运动的飞船的长度为l，静止的飞船长度为l0，依据狭义相对论的长度收缩效应有ll0所以l0333 m.答案：333 m27解析：(1)因光源离M、N两点等距，光向M、N两点传播速度相等，则光到达M、N两点所需要的时间相等，即在地面参考系中观测，两接收器同时收到光信号(2)如图所示，对于火车参考系来说，光源和M、N两接收器都沿MN方向运动，当光源发出的光向M、N传播时，M和N都沿NM方向运动了一段距离到达M和N，光到达M的距离更长，到达N的距离更短所以N点光信号接收器比M点光信号接收器先收到信号答案：(1)同时收到光信号(2)N点光信号接收器12