課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十五） 相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性

PAGE第5頁(yè)共6頁(yè)課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十五）相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性A組—重基礎(chǔ)?體現(xiàn)綜合1．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說(shuō)法正確的是()A．僅適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)B．適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)C．經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)D．經(jīng)典力學(xué)中，物體的長(zhǎng)度與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)解析：選B經(jīng)典力學(xué)適用條件為宏觀、低速的物體，對(duì)微觀、高速運(yùn)動(dòng)不再適用，故A錯(cuò)誤，B正確。在相對(duì)論力學(xué)中，物體的質(zhì)量、長(zhǎng)度與其運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量、長(zhǎng)度與其運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，故C、D錯(cuò)誤。2．對(duì)于時(shí)空觀的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．相對(duì)論給出了物體在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律B．相對(duì)論具有普遍性，經(jīng)典物理學(xué)為它在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的特例C．相對(duì)論的出現(xiàn)使經(jīng)典物理學(xué)在自己的適用范圍內(nèi)不再繼續(xù)發(fā)揮作用D．經(jīng)典物理學(xué)建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，它的結(jié)論又受到無(wú)數(shù)次實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，因此在任何情況下都適用解析：選B相對(duì)論給出了物體在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律，經(jīng)典物理學(xué)為它在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的特例，在自己的適用范圍內(nèi)還將繼續(xù)發(fā)揮作用。經(jīng)典物理學(xué)有簡(jiǎn)捷的優(yōu)勢(shì)。因此A、C、D錯(cuò)誤，B正確。3．經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運(yùn)動(dòng)，不適用于高速運(yùn)動(dòng)，這里的“高速”是指()A．聲音在空氣中的傳播速度B．第一宇宙速度C．高鐵列車允許行駛的最大速度D．接近真空中光的傳播速度解析：選D這里的“高速”是指接近真空中光的傳播速度，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。4．[多選]甲在接近光速的火車上看乙手中沿火車前進(jìn)方向放置的尺子，同時(shí)乙在地面上看甲手中沿火車前進(jìn)方向放置的尺子，則下列說(shuō)法正確的是()A．甲看到乙手中的尺子長(zhǎng)度比乙看到自己手中的尺子長(zhǎng)度大B．甲看到乙手中的尺子長(zhǎng)度比乙看到自己手中的尺子長(zhǎng)度小C．乙看到甲手中的尺子長(zhǎng)度比甲看到自己手中的尺子長(zhǎng)度大D．乙看到甲手中的尺子長(zhǎng)度比甲看到自己手中的尺子長(zhǎng)度小解析：選BD對(duì)甲來(lái)說(shuō)，他看到自己手中的尺子是靜止的，故長(zhǎng)度為公式中的l0，他觀察到乙手中的尺子是運(yùn)動(dòng)的，看到的長(zhǎng)度相當(dāng)于公式中的l，由l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，得l＜l0，故甲看到乙手中的尺子長(zhǎng)度比乙看到自己手中的尺子長(zhǎng)度小，A錯(cuò)誤，B正確；同理，乙看到自己手中的尺子是靜止的，長(zhǎng)度為l0，他觀察到甲手中的尺子是運(yùn)動(dòng)的，看到的長(zhǎng)度為l，由l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，得l＜l0，故乙看到甲手中的尺子長(zhǎng)度比甲看到自己手中的尺子長(zhǎng)度小，C錯(cuò)誤，D正確。5．如圖所示，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0.5A．0.4c B．C．0.9c D．解析：選D由狹義相對(duì)論的基本假設(shè)：光速不變?cè)恚婵罩械墓馑僭诓煌膽T性參考系中大小都是相同的，可知D正確。6．[多選]如圖甲，質(zhì)子束被加速到接近光速；如圖乙，中子星是質(zhì)量、密度非常大的星體，下列說(shuō)法正確的是()A．經(jīng)典力學(xué)適用于質(zhì)子束的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．經(jīng)典力學(xué)不適用于質(zhì)子束的運(yùn)動(dòng)規(guī)律C．經(jīng)典力學(xué)適用于中子星的引力規(guī)律D．經(jīng)典力學(xué)不適用于中子星的引力規(guī)律解析：選BD經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速物體，不適用于質(zhì)子束的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也不適用于中子星的引力規(guī)律，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B、D正確。7．有兩個(gè)慣性參考系1和2，彼此相對(duì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列敘述正確的是()A．在參考系1看來(lái)，2中的所有物理過(guò)程都變快了；在參考系2看來(lái)，1中的所有物理過(guò)程都變慢了B．在參考系1看來(lái)，2中的所有物理過(guò)程都變快了；在參考系2看來(lái)，1中的所有物理過(guò)程也變快了C．在參考系1看來(lái)，2中的所有物理過(guò)程都變慢了；在參考系2看來(lái)，1中的所有物理過(guò)程都變快了D．在參考系1看來(lái)，2中的所有物理過(guò)程都變慢了；在參考系2看來(lái)，1中的所有物理過(guò)程也變慢了解析：選D時(shí)間延緩效應(yīng)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向無(wú)關(guān)，靜止參考系的時(shí)間是固有時(shí)間，v為相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，Δt為觀察系中經(jīng)歷的時(shí)間，Δτ為被觀察的參考系中所經(jīng)歷的時(shí)間，也即固有時(shí)間。則根據(jù)時(shí)間延緩效應(yīng)公式Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))＞Δτ可知，在相對(duì)某參考系運(yùn)動(dòng)的參考系看來(lái)，原參考系中的時(shí)間變長(zhǎng)了，運(yùn)動(dòng)就變慢了。8．[多選]2020年6月15日，中國(guó)科學(xué)院宣布，“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)基于糾纏的量子密鑰分發(fā)。下列說(shuō)法正確的是()A．經(jīng)典力學(xué)適用于“墨子號(hào)”繞地球運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B．經(jīng)典力學(xué)適用于光子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律C．量子力學(xué)可以描述“墨子號(hào)”發(fā)出的量子通信規(guī)律D．經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)失去了應(yīng)用價(jià)值解析：選AC經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀低速的物體運(yùn)動(dòng)，“墨子號(hào)”的運(yùn)動(dòng)屬于宏觀低速運(yùn)動(dòng)，故A正確。量子力學(xué)適用于微觀高速的物體運(yùn)動(dòng)，如光的運(yùn)動(dòng)，而對(duì)于高速運(yùn)動(dòng)的光子，經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)不再適用，經(jīng)典力學(xué)在自己的范圍內(nèi)是有價(jià)值的，故C正確，D錯(cuò)誤。9.如圖所示，在地面上M點(diǎn)固定一光源，在離光源等距的A、B兩點(diǎn)上固定有兩個(gè)光接收器，今使光源發(fā)出一閃光，問(wèn)：(1)在地面參考系中觀測(cè)，誰(shuí)先接收到光信號(hào)？(2)在沿AB方向高速運(yùn)動(dòng)的火車參考系中觀測(cè)，誰(shuí)先接收到光信號(hào)？解析：(1)因光源離A、B兩點(diǎn)等距，光向A、B兩點(diǎn)傳播速度相等，則光到達(dá)A、B兩點(diǎn)所需要的時(shí)間相等。即在地面參考系中觀測(cè)，兩接收器同時(shí)接收到光信號(hào)。(2)對(duì)于火車參考系來(lái)說(shuō)，光源和A、B兩接收器都沿BA方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)光源發(fā)出的光向A、B傳播時(shí)，A和B都沿著BA方向運(yùn)動(dòng)了一段距離到達(dá)A′和B′，如圖所示，所以光到達(dá)A′的距離更長(zhǎng)，到達(dá)B′的距離更短，即在火車參考系中觀測(cè)，B比A先接收到光信號(hào)。答案：(1)同時(shí)接收到光信號(hào)(2)B先接收到光信號(hào)eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．[多選]設(shè)某人在速度為0.5cA．飛船正前方地面上的觀察者看到這一光速為1.5B．飛船正后方地面上的觀察者看到這一光速為0.5C．在垂直飛船前進(jìn)方向地面上的觀察者看到這一光速是cD．在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是c解析：選CD根據(jù)狹義相對(duì)論的“光速不變?cè)怼笨芍婵罩械墓馑僭诓煌膽T性系中都是相同的，所以真空中的光速相對(duì)于飛船的速度為c，相對(duì)于地面的速度也為c。11．[多選]對(duì)于公式m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，下列說(shuō)法中正確的是()A．式中的m0是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量B．當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度v>0時(shí)，物體的質(zhì)量為m>m0，即物體質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)不再適用，是不正確的C．當(dāng)物體以較小的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化十分微小，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)，而不適用于高速運(yùn)動(dòng)D．通常由于物體的運(yùn)動(dòng)速度太小，故質(zhì)量的變化引不起我們的感覺，在分析地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，不必考慮質(zhì)量的變化解析：選CD公式中m0是靜止質(zhì)量，m是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量，A不對(duì)。由公式可知，只有當(dāng)v接近光速時(shí)，物體的質(zhì)量變化才明顯，一般情況下物體的質(zhì)量變化十分微小，故經(jīng)典力學(xué)仍然適用，故B不對(duì)，C、D正確。12．長(zhǎng)度測(cè)量與被測(cè)物體相對(duì)于觀察者的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，一艘宇宙飛船的船身長(zhǎng)度為l0＝90m，相對(duì)地面以v＝0.8c的速度在一觀測(cè)站的上空飛過(guò)。(光速c＝3.0×10(1)觀測(cè)站測(cè)得飛船的船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？(2)航天員測(cè)得船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔是多少？解析：(1)觀測(cè)站測(cè)得船身的長(zhǎng)度為l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2)＝54m通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔為Δt＝eq\f(l,v)＝eq\f(54m,0.8c)＝2.25×10－7s。(2)宇航員測(cè)得飛船船身通過(guò)觀測(cè)站的時(shí)間間隔為法一：Δt′＝eq\f(l0,v)＝eq