【精準(zhǔn)解析】高中物理必修第二冊：7.5 相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限

第七章

萬有引力與宇宙航行5

相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性【基礎(chǔ)鞏固】1.關(guān)于人類對運動和力的認(rèn)識,下列說法正確的是

(

)A.亞里士多德發(fā)現(xiàn)運動的物體不需要力來維持B.伽利略認(rèn)為輕重物體下落快慢相同,并通過實驗測量出重力加速度C.牛頓發(fā)現(xiàn)太陽與行星之間作用力的規(guī)律,并將其推廣到任何兩個物體之間D.在研究人造地球衛(wèi)星的高速運動時,愛因斯坦的相對論與牛頓萬有引力定律的計算結(jié)果有很大的差別答案:C2.關(guān)于牛頓力學(xué)時空觀和相對論時空觀,下列說法錯誤的是

(

)A.牛頓力學(xué)時空觀認(rèn)為時間和空間是獨立于物體及其運動而存在的B.相對論時空觀認(rèn)為時間和空間與物體及其運動有關(guān)系C.牛頓力學(xué)只適用于宏觀世界、低速運動問題,不適用于高速運動的問題D.當(dāng)物體的運動速度遠(yuǎn)小于光速時,相對論物理學(xué)和牛頓力學(xué)的結(jié)論仍有很大的區(qū)別答案:D3.(多選)20世紀(jì)以來,人們發(fā)現(xiàn)了一些新的事實,而牛頓力學(xué)卻無法解釋這些新的事實.牛頓力學(xué)只適用于解決物體的低速運動問題,不能用來處理高速運動問題;只適用于宏觀物體,一般不適用于微觀粒子.這說明

(

)A.隨著認(rèn)識的發(fā)展,牛頓力學(xué)已成了過時的理論B.人們對客觀事物的具體認(rèn)識,在廣度上是有局限性的C.不同領(lǐng)域的事物各有其本質(zhì)與規(guī)律D.人們應(yīng)當(dāng)不斷地擴(kuò)展認(rèn)識,在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)掌握不同事物的本質(zhì)與規(guī)律答案:BCD4.(多選)關(guān)于牛頓力學(xué)的偉大成就,下列論述正確的是

(

)A.牛頓力學(xué)第一次實現(xiàn)了對自然界認(rèn)識的理論大綜合B.牛頓力學(xué)認(rèn)為運動物體的長度跟物體運動狀態(tài)有關(guān)C.牛頓力學(xué)第一次向人們展示了時間的相對性D.人們借助于牛頓力學(xué)中的研究方法,建立了完整的經(jīng)典物理學(xué)體系答案:AD5.根據(jù)相對論物理學(xué),下列說法正確的是

(

)A.一根竹竿沿著垂直于竹竿方向高速運動時,竹竿的長度會縮短B.一根竹竿沿著垂直于竹竿方向高速運動時,竹竿會變粗C.宇宙飛船高速經(jīng)過地球附近時,地球上的人觀察到飛船上的時鐘變慢了D.宇宙飛船高速經(jīng)過地球附近時,飛船上的人觀察到飛船上的時鐘變慢了答案:C6.強(qiáng)強(qiáng)乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯,壯壯的飛行速度為0.5c.強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò),壯壯觀測到該光束的傳播速度為

(

)A.0.4c

B.0.5c

C.0.9c

D.c答案:D【拓展提高】7.(多選)物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識,推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命,促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步.下列表述正確的是(

)A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B.牛頓通過實驗證實了萬有引力定律C.相對論的創(chuàng)立表明牛頓力學(xué)已不再適用D.相對論時空觀把物理學(xué)推到更高領(lǐng)域解析:萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的,但在實驗室里加以驗證是卡文迪什進(jìn)行的,選項A正確,選項B錯誤;相對論并沒有否定牛頓力學(xué),牛頓力學(xué)對低速、宏觀運動仍適用,選項C錯誤;相對論時空觀的建立,是人類取得的重大成就,從而把物理學(xué)推到更高領(lǐng)域,選項D正確.答案:AD8.A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面上的某處,且vA>vB.在火箭A上的人觀察到的結(jié)果正確的是

(

)A.火箭A上的時鐘走得最快B.地面上的時鐘走得最快C.火箭B上的時鐘走得最快D.火箭B上的時鐘走得最慢解析:在火箭A上的人看來,地面和火箭B都高速遠(yuǎn)離自己,由Δt=知,在火箭A上的人觀察到的結(jié)果是地面和火箭B上的時鐘都變慢了,且vA>vB>0,故火箭A的時鐘走得最快,因此選項A正確,選項B、C、D錯誤.答案:A9.通過一個加速裝置對電子加一很大的恒力,使電子從靜止開始加速,則對這個加速過程,下列描述正確的是

(

)A.根據(jù)牛頓第二定律,電子將不斷做勻加速運動B.電子先做加速運動,后以光速做勻速運動C.電子開始先近似于勻加速運動,后來速度增大,牛頓運動定律不再適用D.電子是微觀粒子,整個加速過程根本就不能用牛頓運動定律解釋解析:電子在加速裝置中由靜止開始加速運動,開始階段速度較小,遠(yuǎn)小于光速,此時牛頓運動定律基本適用,可以認(rèn)為在它被加速的最初階段,它做勻加速運動.隨著電子的速度越來越大,接近光速時,相對論效應(yīng)越來越大,牛頓運動定律不再適用.答案:C【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.在靜止坐標(biāo)系中的正方體邊長為l0,另一坐標(biāo)系以相對速度v平行于該正方體的一邊運動.則在運動的坐標(biāo)系中的觀察者測得的該“正方體”的體積是多少?解