7.5 相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性 同步練習(xí)題（word版含答案）

試卷第=page33頁(yè)，共=sectionpages44頁(yè)試卷第=page44頁(yè)，共=sectionpages44頁(yè)7.5相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性一、單選題1．關(guān)于牛頓力學(xué)、相對(duì)論和量子力學(xué)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．相對(duì)論和牛頓力學(xué)是相互對(duì)立、互不相容的兩種理論B．在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于相對(duì)論，在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律適用于牛頓運(yùn)動(dòng)定律C．牛頓力學(xué)適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，也適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)D．不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的2．下列有關(guān)物理內(nèi)容的若干敘述中正確的是（）A．小船過(guò)河的時(shí)間會(huì)因河中心附近水流速度逐漸增大而減少B．接近光速的列車(chē)，地面上的人觀測(cè)它在運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度縮短C．只要高度合適，北京上空也可能存在同步衛(wèi)星D．伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律3．A、B、C是三個(gè)完全相同的時(shí)鐘，A放在地面上，B、C分別放在以速度和朝同一方向飛行的兩個(gè)火箭上，且。地面上的觀察者認(rèn)為走得最快的時(shí)鐘是（）A．A時(shí)鐘 B．B時(shí)鐘C．C時(shí)鐘 D．無(wú)法確定4．下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的說(shuō)法不正確的是（）A．自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律屬于經(jīng)典力學(xué)B．行星運(yùn)動(dòng)定律屬于經(jīng)典力學(xué)C．牛頓運(yùn)動(dòng)定律屬于經(jīng)典力學(xué)D．愛(ài)因斯坦在20世紀(jì)初創(chuàng)立了相對(duì)論理論，這表明牛頓的經(jīng)典力學(xué)已不再適用5．經(jīng)典力學(xué)規(guī)律有其局限性。物體以下列哪個(gè)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)典力學(xué)規(guī)律不適用（）A．2.5×10-5m/s B．2.5×102m/s C．3.5×103m/s D．2.5×108m/s6．對(duì)于下列運(yùn)動(dòng)，經(jīng)典力學(xué)不適用的是（）A．粒子以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)B．汽車(chē)在高速公路上快速行駛C．嫦娥五號(hào)探測(cè)器繞月球飛行D．戰(zhàn)斗機(jī)從遼寧號(hào)航母上起飛7．A、B兩火箭沿同一方向高速飛過(guò)地面上的某處，vA＞vB，在地面上的人觀察到的結(jié)果正確的是（）A．火箭A上的時(shí)鐘走得最快 B．地面上的時(shí)鐘走得最快C．火箭B上的時(shí)鐘走得最快 D．火箭B上的時(shí)鐘走得最慢二、多選題8．下列說(shuō)法中屬于牛頓力學(xué)時(shí)空觀的觀點(diǎn)的是（）A．世界的過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)都只有量的變化，而不會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化B．時(shí)間和空間不依賴(lài)人們的意識(shí)而存在C．時(shí)間和空間是絕對(duì)的D．時(shí)間和空間是緊密聯(lián)系、不可分割的9．下列說(shuō)法正確的是（）A．波的傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率B．愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的C．當(dāng)某列聲波產(chǎn)生多普勒效應(yīng)時(shí)，相應(yīng)聲源的振動(dòng)頻率一定發(fā)生變化D．物體做受迫振動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的頻率越高，受迫振動(dòng)的物體振幅越大E.X射線(xiàn)的頻率比無(wú)線(xiàn)電波的頻率高10．“如果說(shuō)我比別人（笛卡爾）看得更遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诹司奕说募缟稀！边@是人們熟知的牛頓的名言，常理解為這是牛頓的謙遜，也有人說(shuō)這是牛頓對(duì)身材矮小、相貌丑陋的胡克的諷刺。但牛頓在前人或同時(shí)代其他科學(xué)家研究成果的基礎(chǔ)上建立牛頓運(yùn)動(dòng)定律，發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律卻是不爭(zhēng)的事實(shí)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律雖然撐起了經(jīng)典物理大廈，大大推進(jìn)了人類(lèi)文明進(jìn)程，但它也不是萬(wàn)能的。對(duì)牛頓定律不適用的現(xiàn)象，有以愛(ài)因斯坦相對(duì)論為基礎(chǔ)建立的相對(duì)論，有以普朗克、愛(ài)因斯坦的量子理論為基礎(chǔ)建立的量子理論，在物理世界里也是“江山代有才人出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年?！保ㄇ?趙翼）關(guān)于牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍，下列說(shuō)法正確的是（）A．適用于一切參考系中的力學(xué)現(xiàn)象B．適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)C．不適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)D．適用于宏觀物體速度接近光速的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象11．在狹義相對(duì)論中，下列說(shuō)法正確的是（）A．一切運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)于觀察者的速度都不能大于真空中的光速B．質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都是隨物體與觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變的C．慣性系中的觀察者，觀察一個(gè)與他做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘時(shí)，會(huì)看到這個(gè)時(shí)鐘比與他相對(duì)靜止的相同的時(shí)鐘走得慢些D．大型粒子加速器能夠?qū)щ娏Ｗ蛹铀僦凉馑俚?9.9%，如果繼續(xù)加速，粒子的速度將超過(guò)光速三、填空題12．經(jīng)典的時(shí)空觀：某兩個(gè)事件，在不同的慣性系中觀察，它們的時(shí)間間隔總是________的．相對(duì)論的時(shí)空觀：某兩個(gè)事件，在不同的慣性參考系中觀察，它們的時(shí)間間隔是________的，慣性系________越大，慣性系中的________越慢．非但如此，慣性系中的一切________．相對(duì)時(shí)間間隔公式：設(shè)Δτ表示與運(yùn)動(dòng)的慣性系相對(duì)靜止的觀察者觀測(cè)的時(shí)間間隔，Δt表示地面上的觀察者觀測(cè)同樣兩事件的時(shí)間間隔，則它們的關(guān)系是Δt＝

________.13．經(jīng)典力學(xué)只適用于解決______物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，不能用來(lái)處理_______物體的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題（填“高速”或者“低速”）經(jīng)典力學(xué)只適用于_______物體，而不適用于______物體。（填“宏觀”或者“微觀”）四、解答題14．同時(shí)的相對(duì)性是什么意思？為什么會(huì)有這種相對(duì)性？如果光速是無(wú)限大，是否還有這種相對(duì)性？15．微觀粒子的速度很高，它的質(zhì)量明顯的大于靜止質(zhì)量．在研究制造回旋加速器時(shí)必須考慮相對(duì)論效應(yīng)的影響。1988年中國(guó)第一座高能粒子加速器——北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)首次對(duì)撞成功。在粒子對(duì)撞中，有一個(gè)電子經(jīng)過(guò)高壓加速，速度達(dá)到光速的0.5倍。試求此時(shí)電子的質(zhì)量變?yōu)殪o止時(shí)的多少倍？16．地球以3×104m/s的速度繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，它的質(zhì)量增大到靜止質(zhì)量的多少倍？17．地球上一觀察者看見(jiàn)一飛船A以速度2.5×108m/s從他身邊飛過(guò),另一飛船B以速度2.0×108m/s跟隨A飛行．求:（1）A上的乘客看到B的相對(duì)速度;（2）B上的乘客看到A的相對(duì)速度．答案第=page77頁(yè)，共=sectionpages77頁(yè)答案第=page88頁(yè)，共=sectionpages11頁(yè)參考答案1．B【詳解】A．經(jīng)典力學(xué)是狹義相對(duì)論在低速（）條件下的近似，即只要速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)變換狹義相對(duì)論的公式就全部變化為牛頓經(jīng)典力學(xué)的公式，故A錯(cuò)誤；B．在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律服從狹義相對(duì)論理論，在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)服從牛頓定律，故B正確；CD．牛頓經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀低速物體，而微觀、高速適用于狹義相對(duì)論，故CD錯(cuò)誤。故選B。2．B【詳解】A．小船過(guò)河的時(shí)間取決于河寬及船在垂直河岸的分速度，與水速無(wú)關(guān)，A錯(cuò)誤；B．由愛(ài)因斯坦相對(duì)論中的尺縮效應(yīng)可知，接近光速的列車(chē)，地面上的人觀測(cè)它在運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度縮短，B正確；C．由引力作為向心力可得同步衛(wèi)星相對(duì)地球靜止，運(yùn)行周期24h，故只能定位在赤道上空固定高度處，C錯(cuò)誤；D．開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，D錯(cuò)誤。故選B。3．A【詳解】根據(jù)狹義相對(duì)論可知，時(shí)間間隔具有相對(duì)性，滿(mǎn)足關(guān)系式由于A相對(duì)觀察者靜止，而B(niǎo)、C均相對(duì)觀察者高速運(yùn)動(dòng)，所以地面上的觀察者認(rèn)為走得最快的時(shí)鐘是A。故選A。4．D【詳解】AB．經(jīng)典力學(xué)有一定的局限性，適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體，不適用于高速、微觀的物體。自由落體運(yùn)動(dòng)、行星運(yùn)動(dòng)定律遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律，屬于經(jīng)典力學(xué)，故AB正確；C．牛頓運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的核心理論，屬于經(jīng)典力學(xué)，故C正確；D．牛頓的經(jīng)典力學(xué)是愛(ài)因斯坦相對(duì)論理論在低速條件下的近似，所以相對(duì)論的創(chuàng)立并不表明牛頓的經(jīng)典力學(xué)已不再適用，D錯(cuò)誤。本題選不正確的，故選D。5．D【詳解】當(dāng)物體速度接近光速3.0×108m/s時(shí)，由相對(duì)論規(guī)律可知，物體的質(zhì)量將隨速度的變化而變化，經(jīng)典力學(xué)不再適用。故選D。6．A【詳解】經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速，不適用于微觀高速；A.粒子以接近光速的速度運(yùn)動(dòng)，是高速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)典力學(xué)不適用；B.汽車(chē)在高速公路上快速行駛，是宏觀低速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)典力學(xué)適用；C.嫦娥五號(hào)探測(cè)器繞月球飛行，是宏觀低速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)典力學(xué)適用；D.戰(zhàn)斗機(jī)從遼寧號(hào)航母上起飛，是宏觀低速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)典力學(xué)適用。故選A。7．B【詳解】由Δt＝知，地面上的人觀察到的結(jié)果為：A、B兩火箭上的時(shí)鐘都變慢了，又vA＞vB，則A火箭上的時(shí)鐘走得最慢，地面上的時(shí)鐘走得最快，因此B正確，ACD錯(cuò)誤。故選B。8．ABC【詳解】牛頓力學(xué)時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間都是與外界事物無(wú)關(guān)的、絕對(duì)的，而相對(duì)論時(shí)空觀認(rèn)為時(shí)間和空間是緊密聯(lián)系、不可分割的，故ABC正確，D錯(cuò)誤。故選ABC。9．ABE【詳解】A．波在傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率由波源的振動(dòng)頻率決定所以質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率等于波源的振動(dòng)頻率，A正確；B．愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論指出，真空中的光速在不同的慣性參考系中部是相同的，即光速不變?cè)?，B正確；C．波在傳播過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率由波源的振動(dòng)頻率決定，當(dāng)某列聲波發(fā)生多普勒效應(yīng)時(shí)，相應(yīng)聲源的振動(dòng)頻率一定不變，C錯(cuò)誤；D．物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，當(dāng)系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí)，振幅達(dá)最大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為共振，D錯(cuò)誤；E．根據(jù)電磁波譜的分布可知，X射線(xiàn)的頻率比無(wú)線(xiàn)電波的頻率高，E正確。故選ABE。10．BC【詳解】A．牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于慣性參考系中的力學(xué)現(xiàn)象。故A錯(cuò)誤；BD．牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)。故B正確；D錯(cuò)誤；C．牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)。故C正確。故選BC。11．ABC【詳解】A．根據(jù)狹義相對(duì)論的速度變換公式可知，光速是物體的極限速度，一切運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)于觀察者的速度都不能大于真空中的光速，選項(xiàng)A正確；BC．由質(zhì)量相對(duì)性、長(zhǎng)度相對(duì)性和時(shí)間間隔的相對(duì)性可知，質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都是隨物體與觀察者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變的，例如在慣性系中的觀察者，觀察一個(gè)與他做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘時(shí)，會(huì)看到這個(gè)時(shí)鐘比與他相對(duì)靜止的相同的時(shí)鐘走得慢些，選項(xiàng)B、C均正確；D．光速為極限速度，任何速度都不能超過(guò)真空中的光速，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選ABC。12．相同不同相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間進(jìn)程物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程、乃至觀察者自己的生命節(jié)奏都變慢了【詳解】按照經(jīng)典的時(shí)空觀：某兩個(gè)事件，在不同的慣性系中觀察，它們的時(shí)間間隔總是相同的．按照相對(duì)論的時(shí)空觀：某兩個(gè)事件，在不同的慣性參考系中觀察，它們的時(shí)間間隔是不同的，慣性系相對(duì)運(yùn)動(dòng)越大，慣性系中的時(shí)間進(jìn)程越慢．非但如此，慣性系中的一切物理過(guò)程、化學(xué)過(guò)程、乃至觀察者自己的生命節(jié)奏都變慢了．相對(duì)時(shí)間間隔公式：設(shè)Δτ表示與運(yùn)動(dòng)的慣性系相對(duì)靜止的觀察者觀測(cè)的時(shí)間間隔，Δt表示地面上的觀察者觀測(cè)同樣兩事件的時(shí)間間隔，則它們的關(guān)系是Δt＝13．低速高速宏觀微觀【詳解】愛(ài)因斯坦創(chuàng)立狹義相對(duì)論為的是研究物體在微觀高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律，牛頓力學(xué)的運(yùn)動(dòng)定律研究的是物體在宏觀低速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律。14．見(jiàn)解析【詳解】（1）在某一參考系中，如一物理事件在某地，某時(shí)刻發(fā)生，另一物理事件在另一地，某時(shí)刻發(fā)生，若，我們就說(shuō)這兩個(gè)事件是同時(shí)發(fā)生的，但這個(gè)同時(shí)是在同一參考系中發(fā)生的，所以具有相對(duì)性。（2）在參考系K中，兩個(gè)事件是同時(shí)發(fā)生的，而在相對(duì)于K系以某一速度v運(yùn)動(dòng)的參考系中，兩個(gè)事件不是同時(shí)發(fā)生的，即事件的同時(shí)性因參考系的選擇而異，所以有這種相對(duì)性。（3）如果光速c是無(wú)窮大，若兩個(gè)事件在某一參考系中是同時(shí)發(fā)生的，則在所有參考系中，這兩個(gè)事件都是同時(shí)發(fā)生的。因此，就沒(méi)有同時(shí)的相對(duì)性，或者說(shuō)同時(shí)性是絕對(duì)的。15．1.155倍【詳解】電子的靜止質(zhì)量為，加速后的電