相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性（強(qiáng)化提高）檢測(cè)（Word版含解析）

第七章萬有引力與宇宙航行第五節(jié)相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性強(qiáng)化訓(xùn)練（含解析）一、單選題1．相對(duì)于地球的速度為v的一飛船，要到離地球?yàn)?光年的星球上去。若飛船的宇航員測(cè)得該旅程為3光年，則v應(yīng)為（）A． B． C． D．2．下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的說法不正確的是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．經(jīng)典力學(xué)沒有局限性，適用于所有領(lǐng)域3．下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．激光的反射也遵循反射定律B．振蕩的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生同頻率的振蕩的電場(chǎng)C．只有聲波才能發(fā)生多普勒效應(yīng)D．真空中的光速在不同的慣性參考系中測(cè)得的數(shù)值都是相等的4．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的局限性，下列說法正確的是（）A．經(jīng)典力學(xué)適用于微觀高速運(yùn)動(dòng)的物體B．盡管經(jīng)典力學(xué)有局限性，可是生活中一般力學(xué)問題都用經(jīng)典力學(xué)來解決C．天宮二號(hào)速度很大，有關(guān)速度問題不能用經(jīng)典力學(xué)來處理D．經(jīng)典力學(xué)只適用于像地球和太陽那樣大的宏觀物體5．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)、相對(duì)論和量子力學(xué)，下面說法中正確的是（）A．量子力學(xué)和相對(duì)論的出現(xiàn)徹底否認(rèn)了經(jīng)典力學(xué)，是互不相容的幾種理論B．狹義相對(duì)論只適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，不適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體C．經(jīng)典力學(xué)適用于高速運(yùn)動(dòng)物體，也適用于低速微觀粒子D．經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論和量子力學(xué)在低速、宏觀條件下的特殊情形6．在1905年愛因斯坦提出了《狹義相對(duì)論理論》，但此理論建立的前提有兩個(gè)假設(shè)條件以及在相對(duì)論理論下的觀察到的不同現(xiàn)象，如果有接近光速運(yùn)動(dòng)下的物體時(shí)間和空間都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，下列說法中正確的是（）A．在不同的慣性參考系中，一切物體的規(guī)律是不同的B．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的C．物體在接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的質(zhì)量會(huì)變小D．物體在接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它沿運(yùn)動(dòng)方向上的長度會(huì)變大7．中國探月工程，又稱“嫦娥工程”。工程分為“繞”，“落”，“回”3個(gè)階段。玉兔二號(hào)，嫦娥四號(hào)任務(wù)月球車，于2019年1月3日22時(shí)22分完成與嫦娥四號(hào)著陸器的分離，駛抵月球背面。首次實(shí)現(xiàn)月球背面著陸，成為中國航天事業(yè)發(fā)展的又一座里程碑。在科學(xué)的發(fā)展歷程中，許多科學(xué)家做出了杰出的貢獻(xiàn)。下列敘述符合歷史事實(shí)的是（）A．伽利略發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并測(cè)出引力常量C．卡文迪許第一次在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)出了萬有引力常量D．以牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)是普遍適用的8．在科學(xué)的發(fā)展歷程中，許多科學(xué)家做出了杰出的貢獻(xiàn)。下列敘述符合物理學(xué)史實(shí)的是（）A．牛頓總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的三大規(guī)律B．開普勒測(cè)出了萬有引力常量C．愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律D．以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問題9．用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷，下列說法錯(cuò)誤的是()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)物體的長度總不會(huì)改變B．在地面上的人看來，以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(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C．在地面上的人看來，以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄，而飛船中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來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“長度收縮”效果可忽略不計(jì)10．如果你以接近于光速的速度朝一星體勻速飛行,你可以發(fā)覺()A．你的質(zhì)量在增加B．你的心臟跳動(dòng)在慢下來C．你在變小D．你永遠(yuǎn)不能由自身的變化知道你的速度11．用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷，下列說法錯(cuò)誤的是()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)物體的長度總不會(huì)改變B．在地面上的人看來，以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(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C．在地面上的人看來，以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄，而飛船中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來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“長度收縮”效果可忽略不計(jì)12．甲、乙、丙是三個(gè)完全相同的時(shí)鐘，甲放在地球上，乙、丙分別放在兩個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的火箭上，以速度和朝同一方向遠(yuǎn)離地球飛行，<．地面上的觀察者看A．甲時(shí)鐘走得最慢 B．乙時(shí)鐘走得最慢C．丙時(shí)鐘走得最慢 D．甲、乙、丙時(shí)鐘快慢一樣13．一艘太空飛船靜止時(shí)的長度為30m，它以（c為光速）的速度沿長度方向飛行越過地球，下列說法正確的是A．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長度小于30mB．地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長度小于30mC．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來的光信號(hào)速度小于cD．地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來的光信號(hào)速度小于c14．進(jìn)行科學(xué)研究有時(shí)需要大膽的想象，假設(shè)宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的四顆星組成的四星系統(tǒng)（忽略其它星體對(duì)它們的引力作用），這四顆星恰好位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于正方形的圓形軌道運(yùn)行，若此正方形邊長變?yōu)樵瓉淼囊话?，要使此系統(tǒng)依然穩(wěn)定存在，星體的角速度應(yīng)變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦禔．1 B．2 C． D．215．在地面附近有一高速飛行的火箭，關(guān)于地面上的人和火箭中的人觀察到的現(xiàn)象中正確的是（）A．地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變快了B．地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變慢了C．火箭上的人觀察到火箭的長度和時(shí)間進(jìn)程均無變化D．火箭上的人看地面物體長度變短，時(shí)間進(jìn)程變慢了16．下列說法中正確的是；A．頻率相同的兩列波疊加時(shí)，振動(dòng)最強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)位移總是最大B．雨后公路積水表面漂浮的油膜看起來是彩色的，這是光的折射現(xiàn)象C．利用多普勒效應(yīng)的原理，可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的速度D．在近光速運(yùn)動(dòng)的列車中，車上的人看到車頭與車尾同時(shí)發(fā)生的事件，而靜止在地面上的人認(rèn)為車頭事件先發(fā)生二、解答題17．生活中，我們常能看到物體的能量發(fā)生了變化，為什么覺察不到物體質(zhì)量發(fā)生的變化？18．地球以3×104m/s的速度繞太陽公轉(zhuǎn)時(shí)，它的質(zhì)量增大到靜止質(zhì)量的多少倍？如果物體的速度達(dá)到（c為真空中的光速）它的質(zhì)量增大到靜止質(zhì)量的多少倍？19．一長直桿在地面上靜止不動(dòng)時(shí)，經(jīng)測(cè)量可知長直桿的長度為、質(zhì)量為，經(jīng)計(jì)算可得該長直桿的線密度為（）。如果該長直桿沿桿的方向以速度（接近光速）運(yùn)動(dòng)時(shí)，長直桿的線密度為多大？如果該長直桿沿垂直于桿的方向以速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長直桿的線密度為多大？參考答案1．D【解析】根據(jù)距離的相對(duì)性公式，有則有代入數(shù)據(jù)有解得故選D。2．D【解析】A．自由落體運(yùn)動(dòng)遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律，其規(guī)律屬于經(jīng)典力學(xué)，故A正確；B．行星運(yùn)動(dòng)定律遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律，其規(guī)律屬于經(jīng)典力學(xué)，故B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．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，故D錯(cuò)誤．3．C【解析】A．激光的反射也遵循反射定律，故A正確，不符合題意；B．根據(jù)電磁波理論可知，振蕩的磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生同頻率的振蕩的電場(chǎng)，故B正確，不符合題意；C．所有類型的波都能發(fā)生多普勒效應(yīng)，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．真空中的光速在不同的慣性參考系中測(cè)得的數(shù)值都是相等的，故D正確，不符合題意。故選C。4．B【解析】經(jīng)典力學(xué)適用范圍是宏觀低速的物體，對(duì)于微觀高速不適用，高速指速度接近光速，所以對(duì)于一般的力學(xué)問題、火車速度問題，經(jīng)典力學(xué)是適用的，故選B。5．D【解析】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，相對(duì)論和量子力學(xué)更加深入地研究運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但并沒有否認(rèn)經(jīng)典力學(xué)，故A錯(cuò)誤；C．經(jīng)典力學(xué)理論只適用于低速運(yùn)動(dòng)的宏觀物體，微觀粒子、高速運(yùn)動(dòng)物體都不適用，故C錯(cuò)誤；BD．相對(duì)論和量子力學(xué)的出現(xiàn)，并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論和量子力學(xué)在低速、宏觀條件下的特殊情形。對(duì)適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體的運(yùn)動(dòng)仍然是正確的，故B錯(cuò)誤，D正確。故選D。6．B【解析】A．在不同的慣性參考系中，一切物體的規(guī)律都是相同的，所以A錯(cuò)誤；B．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，所以B正確；C．由相對(duì)論知其中為物體靜止時(shí)的質(zhì)量，所以當(dāng)物體在接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的質(zhì)量會(huì)變大，所以C錯(cuò)誤；D．由相對(duì)論可知其中為物體相對(duì)靜止的人的長度，則當(dāng)物體在接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它沿運(yùn)動(dòng)方向上的長度會(huì)變小，所以D錯(cuò)誤。故選B。7．C【解析】A．開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，故A錯(cuò)誤；BC．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并沒有測(cè)出引力常量G，而萬有引力常數(shù)是由卡文迪許測(cè)出的，故B錯(cuò)誤，C正確；D．以牛頓運(yùn)動(dòng)學(xué)為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)只適用宏觀、低速的物體，故D錯(cuò)誤。故選C。8．D【解析】A．開普勒利用第谷的行星運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的三大規(guī)律，故A錯(cuò)誤；B．卡文迪許利用扭稱實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬有引力常量，故B錯(cuò)誤；C．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)愛因斯坦的相對(duì)論理論可知，以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問題，故D正確。故選D。9．A【解析】A．由相對(duì)論的觀點(diǎn)，時(shí)間和空間都是相對(duì)的，故A錯(cuò)誤，符合題意；

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正確，不符合題意；

C．根據(jù)長度的相對(duì)性：，可知，在運(yùn)動(dòng)方向上長度縮短，所以在地面上的人看來，以10

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比飛船中的人扁一些，故C正確，不符合題意；

D．當(dāng)?shù)退俸暧^物體時(shí)，v＜＜c時(shí)，△t≈△t′，l≈l0，可知“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效果可忽略不計(jì)，故D正確，不符合題意；

故選A。A時(shí)間和空間都是相對(duì)的,如果物體的速度接近光速,有公式可得則一個(gè)事件的發(fā)生時(shí)間和物體的長度會(huì)發(fā)生變化,A錯(cuò)誤,思路分析：本題根據(jù)相對(duì)論分析,當(dāng)物體的速度接近光速時(shí),事件發(fā)生的時(shí)間和物體的長度都會(huì)發(fā)生變化試題點(diǎn)評(píng)：本題考查了時(shí)間和空間的相對(duì)性10．D【解析】相對(duì)論的基本概念是:當(dāng)你被關(guān)在一個(gè)封閉的房子中時(shí)，你絕對(duì)無法知道房子是否在做勻速運(yùn)動(dòng)．當(dāng)房子突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其中的人是能夠感知這一點(diǎn)的;當(dāng)房子突然開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，其內(nèi)部的人也能有感覺;當(dāng)房子旋轉(zhuǎn)時(shí)，關(guān)在其內(nèi)部的人也能說出它在轉(zhuǎn)動(dòng)，但如果房子是在做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即沒有任何加速度，則在其內(nèi)部的人就無法知道房子是否在移動(dòng)，即使房子有一個(gè)窗戶，你從窗戶向外看，看見某些東西在朝你移動(dòng)，但你仍說不出是你的房子在向這些東西移動(dòng)，還是這些東西在向你的房子移動(dòng)．A．你的質(zhì)量在增加，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．你的心臟跳動(dòng)在慢下來，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．你在變小，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．你永遠(yuǎn)不能由自身的變化知道你的速度，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D正確；故選D。11．A【解析】A．由相對(duì)論的觀點(diǎn)，時(shí)間和空間都是相對(duì)的，故A錯(cuò)誤，符合題意；

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正確，不符合題意；

C．根據(jù)長度的相對(duì)性：，可知，在運(yùn)動(dòng)方向上長度縮短，所以在地面上的人看來，以10

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比飛船中的人扁一些，故C正確，不符合題意；

D．當(dāng)?shù)退俸暧^物體時(shí)，v＜＜c時(shí)，△t≈△t′，l≈l0，可知“時(shí)間膨脹”和“長度收縮”效果可忽略不計(jì)，故D正確，不符合題意；

故選A。A時(shí)間和空間都是相對(duì)的,如果物體的速度接近光速,有公式可得則一個(gè)事件的發(fā)生時(shí)間和物體的長度會(huì)發(fā)生變化,A錯(cuò)誤,思路分析：本題根據(jù)相對(duì)論分析,當(dāng)物體的速度接近光速時(shí),事件發(fā)生的時(shí)間和物體的長度都會(huì)發(fā)生變化試題點(diǎn)評(píng)：本題考查了時(shí)間和空間的相對(duì)性12．C【解析】試題分析：鐘慢效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢，而且，運(yùn)動(dòng)速度越快，鐘走的越慢，接近光速時(shí)，鐘就幾乎停止了；甲時(shí)鐘放在地面上，在地面上的人看來，甲鐘沒有變化．乙、丙兩鐘放在兩個(gè)火箭上，根據(jù)愛因斯坦相對(duì)論可知，乙、丙變慢，由于，丙鐘比乙鐘更慢，所以甲鐘最快，丙鐘最慢，C正確．13．B【解析】根據(jù)狹義相對(duì)論可知，沿相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的長度縮短，所以地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長度小于30m，飛船上的人測(cè)量飛船的長度等于30m，所以A錯(cuò)誤；B正確；根據(jù)光速不變?cè)?，飛船上和地球上測(cè)量光的速度都等于c，故C、D錯(cuò)誤．14．D【解析】設(shè)正方形的邊長為a，每個(gè)星球的質(zhì)量均為m，對(duì)其中一個(gè)星球來講，三個(gè)星球?qū)σ粋€(gè)星球的吸引力的合力為其圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，有解得當(dāng)邊長變?yōu)樵瓉淼囊话霑r(shí)，角速度變?yōu)樵瓉淼?。故選D。15．A【解析】在地面附近有一高速飛過的火箭，根據(jù)長度縮短效應(yīng)和時(shí)間延緩效應(yīng)可以知道，地面上的人觀察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變快了。故選A。16．C【解析】A．振動(dòng)最強(qiáng)區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)，是振動(dòng)的振幅最大，但它仍然在平衡位置附近來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，位移隨時(shí)間呈周期性變化，即位移可能為零，故A錯(cuò)誤；B．雨后公路積水表面漂浮的油膜看起來是彩色的，是由于發(fā)生了光的干涉現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；C．利用多普勒效應(yīng)的原理，可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的速度，C正確；D．在近光速運(yùn)動(dòng)的列車中，車上的人以車為參考系，看到車