【課后同步練習(xí)】高一必修2課時(shí)7.5相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性

1、第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行第5節(jié)相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性1. 1905年愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論，狹義相對(duì)論的出發(fā)點(diǎn)是以兩條基本假設(shè)為前提的，這兩條基本假設(shè)是（）A.同時(shí)的絕對(duì)性與同時(shí)的相對(duì)性B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢與運(yùn)動(dòng)的尺子縮短C.時(shí)間間隔的絕對(duì)性與空間距離的絕對(duì)性D.相對(duì)性原理與光速不變?cè)怼敬鸢浮緿【解析】愛(ài)因斯坦提出的狹義相對(duì)論兩條基本假設(shè)是：相對(duì)性原理與光速不變?cè)恚渌麅?nèi)容均建立在這兩點(diǎn)的基礎(chǔ)之上；故選Do2 .假設(shè)地面上有一列火車(chē)以接近光速的速度運(yùn)行，其內(nèi)站立著一個(gè)中等身材的人，站在路旁的人觀 察車(chē)?yán)锏娜?，觀察的結(jié)果是（）A.這個(gè)人是一個(gè)矮胖子B.這個(gè)人是一個(gè)瘦高個(gè)子C.這個(gè)人矮

2、但不胖D.這個(gè)人瘦但不高【答案】D【解析】由l = bj1 u7可知路旁的人觀察列車(chē)?yán)锏娜?在運(yùn)動(dòng)方向上變短，好像人變瘦了 .但垂直運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度，即身高不變，故D選項(xiàng)正確。3 .以下說(shuō)法正確的是A.經(jīng)典力學(xué)理論普遍適用，大到天體，小到微觀粒子B.相對(duì)論與量子力學(xué)否定了經(jīng)典力學(xué)理論C.在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變D.經(jīng)典力學(xué)理論具有一定的局限性【答案】D【解析】A.經(jīng)典力學(xué)理論適應(yīng)于宏觀物體，不適應(yīng)微觀粒子，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；B錯(cuò)誤。C.在B.相對(duì)論并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué)，而是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，有各自成立范圍，故相對(duì)論中，物體的質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變，在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)

3、關(guān)，故C錯(cuò)誤。D.經(jīng)典力學(xué)理論具有一定的局限性，對(duì)高速微觀粒子不適用，選項(xiàng) D正確。4.對(duì)相對(duì)論的基本認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是A.相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的B.愛(ài)因斯坦通過(guò)質(zhì)能方程闡明了質(zhì)量就是能量C .在高速運(yùn)動(dòng)的飛船中的宇航員會(huì)發(fā)現(xiàn)飛船中的鐘走得比地球上快D.我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球在水平方向上變扁了【答案】A【解析】A.相對(duì)論認(rèn)為：真空中的光速在不同的慣性系中都是相同的，故 A正確.B.由E mc2可知，質(zhì)量與能量相互聯(lián)系， 但質(zhì)量與能量是兩個(gè)不同的物理量，不能說(shuō)質(zhì)量就是能量，能量就是質(zhì)量，故 B錯(cuò)誤；C.在高速運(yùn)動(dòng)的飛船中的宇航員會(huì)發(fā)現(xiàn)飛船中的鐘走得比地球上

4、慢.故 C錯(cuò)誤；D.我們發(fā)現(xiàn)豎直向上高速運(yùn)動(dòng)的球，水平方向上沒(méi)有變化，豎直方向變短了，故D錯(cuò)誤；故選A .5.以下關(guān)于相對(duì)論的說(shuō)法，正確的是A .觀察者與光源相向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測(cè)到的光速大于3 108 m/sB.在不同的慣性系中觀測(cè)同一物體，尺寸都相同C,對(duì)于同一個(gè)物理過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間，在任何慣性系中觀測(cè)結(jié)果都相同D.當(dāng)物體相對(duì)某一慣性系高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量的觀測(cè)值與速度大小有關(guān)【答案】D【解析】根據(jù)狹義相對(duì)論，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源和觀察者的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；在不同的慣性系中測(cè)量同一物體的長(zhǎng)度，測(cè)量值是不同的，故 B錯(cuò)誤；對(duì)于同一個(gè)物理過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間，在不同慣性系中觀測(cè)

5、結(jié)果是不相同的，選項(xiàng) C錯(cuò)誤；當(dāng)物體相對(duì)某一慣性系高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量的觀測(cè)值與速度大小有關(guān)，選項(xiàng)D正確；故選D。6 .有兩只對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)鐘，一只留在地面上，另一只放在高速飛行的飛船上，則下列說(shuō)法正確的是( )A .飛船上的人看到自己的鐘比地面上的鐘走得慢B .地面上的人看到自己的鐘比飛船上的鐘走得慢C.地面上的人看到自己的鐘比飛船上的鐘走得快D.因?yàn)槭莾芍粚?duì)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)鐘，所以兩鐘走時(shí)快慢相同【答案】C【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論，得到運(yùn)動(dòng)延遲的效應(yīng)；故地面上的人看到飛船上的金中變慢了，飛船上的人以自己為參考系，認(rèn)為地球在高速運(yùn)動(dòng)，故看到地球上的鐘變慢了，C正確.7 .如圖所示，一根10 m長(zhǎng)的

6、梭鏢以相對(duì)論速度穿過(guò)一根10 m長(zhǎng)的管子，它們的長(zhǎng)度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測(cè)量的，以下哪種敘述最好地描述了梭鏢穿過(guò)管子的情況（）A.梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它8 .管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來(lái)C.兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢D.所有這些都與觀察者的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)【答案】D【解析】如果你是在相對(duì)于管子靜止的參考系中觀察運(yùn)動(dòng)著的梭鏢，那么梭鏢看起來(lái)就比管子短，在某些位置梭鏢會(huì)完全處在管子內(nèi)部.然而當(dāng)你和梭鏢一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，你看到的管子就縮短了，所以在某些位置，你可以看到梭鏢兩端都伸出管子.假如你在梭鏢和管子之間運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的速度是在梭

7、鏢運(yùn)動(dòng)的方向上，而大小是其一半，那么梭鏢和管子都相對(duì)于你運(yùn)動(dòng)，且速度的大小一樣；你看到這兩樣?xùn)|西都縮短了，且縮短的量相同，所以你看到的一切都是相對(duì)的，依賴于你的參考系.A.梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它，與結(jié)論不相符，A錯(cuò)誤；B.管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來(lái)，與結(jié)論不相符，B錯(cuò)誤；C.兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢，與結(jié)論不相符，C錯(cuò)誤;D.所有這些都與觀察者的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)，與結(jié)論相符，D正確。故選Do8.物理學(xué)發(fā)展的過(guò)程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動(dòng)了人類(lèi)文明的進(jìn)程.在對(duì)以下幾位物理學(xué)家所做科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中，正確的說(shuō)法是

8、（）A.英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)出引力常量GB.牛頓通過(guò)計(jì)算首先發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星C.愛(ài)因斯坦建立了相對(duì)論，相對(duì)論物理學(xué)否定了經(jīng)典物理學(xué)D.開(kāi)普勒經(jīng)過(guò)多年的天文觀測(cè)和記錄，提出了 白心說(shuō)”的觀點(diǎn)【答案】A100【解析】A、牛頓根據(jù)開(kāi)普勒三定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律并結(jié)合向心力公式推導(dǎo)出了萬(wàn)有引力定律,多年后，英國(guó)的卡文迪許通過(guò)測(cè)量幾個(gè)鉛球之間的引力，成功地測(cè)量出了萬(wàn)有引力常量，故A正確;B、天王星發(fā)現(xiàn)后，人們開(kāi)始研究它的運(yùn)行軌道.人們發(fā)現(xiàn)它的實(shí)際運(yùn)行軌道與根據(jù)太陽(yáng)引力計(jì)算出的軌道有偏離，于是推測(cè)在天王星外還有一顆行星，它產(chǎn)生的引力使天王星的軌道發(fā)生了偏離.英 國(guó)天文學(xué)家亞當(dāng)斯和法國(guó)天文學(xué)家

9、勒威耶根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出了這顆尚未發(fā)現(xiàn)的行星的軌 道.1846年9月18日，德國(guó)天文學(xué)家伽勒對(duì)準(zhǔn)勒威計(jì)算出的位置，真的看到了一顆藍(lán)色的星星-它就是人們所稱的筆尖上發(fā)現(xiàn)的行星”，故B錯(cuò)誤；C、愛(ài)因斯坦建立了相對(duì)論，成功地解釋了物體高速運(yùn)動(dòng)（接進(jìn)光速）的規(guī)律，但并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué)，只有當(dāng)物體的速度接進(jìn)光速時(shí)，才需要考慮相對(duì)論效應(yīng)，故 C錯(cuò)誤；D、哥白尼提出了 白心說(shuō)”的觀點(diǎn)，開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三大規(guī)律，即開(kāi)普勒三定律，故 D錯(cuò) 誤；故選A .9,下列說(shuō)法中正確的是A.伽利略整理第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三條定律B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并首次在實(shí)驗(yàn)室測(cè)出了引力常量C. “月一地檢驗(yàn)

10、”表明，地面物體所受地球的引力與太陽(yáng)、行星間的引力是同一種力D.經(jīng)典力學(xué)仍然適用于接近光速運(yùn)動(dòng)的物體【答案】C【解析】A .開(kāi)普勒整理第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三條定律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，卡文迪許首次在實(shí)驗(yàn)室測(cè)出了引力常量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C. “月一地檢驗(yàn)”表明，地面物體所受地球的引力與太陽(yáng)、行星間的引力是同一種力，選項(xiàng)C正確;D.經(jīng)典力學(xué)適應(yīng)于宏觀低速物體，不適用于接近光速運(yùn)動(dòng)的物體，選項(xiàng) D錯(cuò)誤。10 .如圖所示，慣性系 S中有一邊長(zhǎng)為l的正方形，從相對(duì) S系沿x方向以接近光速的勻速飛行器 上測(cè)得該正方形的圖像是（）yiy【解析】正方形從相對(duì) S系沿X方向以接近光

11、速勻速飛行的飛行器上運(yùn)動(dòng)，根據(jù)相對(duì)論效應(yīng)可知, 沿x軸方向正方形邊長(zhǎng)縮短，而沿 y軸方向正方形邊長(zhǎng)沒(méi)有改變，則其形狀變成長(zhǎng)方形。故選項(xiàng) 正確。11 .用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷下列說(shuō)法是否正確（）A.時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)改變B.在地面上的人看來(lái)，以 3km/s的速度升空的火箭中的時(shí)鐘會(huì)變快，但是火箭中的宇航員卻看到 時(shí)鐘可能是準(zhǔn)確的C.在地面上的人看來(lái)，以 3km/s的速度升空的火箭在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變短，而火箭中的宇航員卻感 覺(jué)到地面上的人看起來(lái)比飛船中的人扁一些D.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度 v= c時(shí)，時(shí)間膨脹”和 長(zhǎng)度收縮”效果可忽略不計(jì)【答案】CD【

12、解析】A.經(jīng)典力學(xué)理論的觀點(diǎn)認(rèn)為時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí) 間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)改變；而相對(duì)論的觀點(diǎn)認(rèn)為時(shí)間和空間都是相對(duì)的，在不同的參考系中 一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度會(huì)發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤.B.根據(jù)時(shí)間間隔的相對(duì)性:可知，時(shí)間延緩效應(yīng)，因此地面上的人看飛船中的時(shí)鐘會(huì)變慢，但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)長(zhǎng)度的相對(duì)性：l = l0J v2 ,可知，在運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度縮短，所以在地面上的人看來(lái)，以3 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄，而飛船中的航天員卻感到地面上的人看起來(lái)比飛船中的人扁一些，故 C正確；D.當(dāng)?shù)退俸暧^物體時(shí)，v<<c時(shí)，At-At',內(nèi)。，可知 時(shí)間膨脹”和 長(zhǎng)度收縮”效果可忽略不計(jì)，故D正確。12.下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀說(shuō)法正確的是（A 經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，同時(shí)是絕對(duì)的，即在一個(gè)參考系中的觀察者在某一時(shí)刻觀察到的兩個(gè)事件，對(duì)另一參考系中的觀察者來(lái)說(shuō)也是同時(shí)發(fā)生的B 在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，時(shí)間間隔是絕對(duì)的，即任何事件（或物體的運(yùn)動(dòng)）所經(jīng)歷的時(shí)間，在不同的參考系中測(cè)量都是相同的，而與參考系的選取無(wú)關(guān)C 在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，空間間隔是相對(duì)的， 即如果各個(gè)參