2024-2025學(xué)年新教材高中物理第五章牛頓力學(xué)的局限性與相對(duì)論初步1牛頓力學(xué)的成就與局限性2相對(duì)論時(shí)空觀練習(xí)含解析粵教版必修2

PAGE4-牛頓力學(xué)的成就與局限性相對(duì)論時(shí)空觀(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每題5分,共20分)1.下列說(shuō)法正確的是 ()A.由于相對(duì)論、量子論的提出,經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)失去了它的意義B.經(jīng)典力學(xué)在今日廣泛應(yīng)用,它的正確性無(wú)可懷疑,仍可普遍適用C.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而變更D.狹義相對(duì)論認(rèn)為,質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)【解析】選D。相對(duì)論、量子論的提出,沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué),經(jīng)典力學(xué)是相對(duì)論、量子力學(xué)在低速、宏觀狀態(tài)下的特別情形,對(duì)于高速、微觀的情形經(jīng)典力學(xué)不適用,故A、B錯(cuò)誤;在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不會(huì)隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而變更,故C錯(cuò)誤;狹義相對(duì)論認(rèn)為,質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果都與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),故D正確。2.(2024·佛山高一檢測(cè))以下說(shuō)法中正確的是 ()A.質(zhì)量是物體固有的屬性,其大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān)B.只有當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度遠(yuǎn)小于光速時(shí),可以認(rèn)為質(zhì)量不變C.經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子,所以經(jīng)典力學(xué)是錯(cuò)誤的D.牛頓運(yùn)動(dòng)定律不能適用于處在高速馬路上高速運(yùn)動(dòng)的汽車的運(yùn)動(dòng)狀況【解析】選B。經(jīng)典力學(xué)中,質(zhì)量是物體固有的屬性,其大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān),但依據(jù)狹義相對(duì)論,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度接近光速時(shí),物體的質(zhì)量會(huì)明顯增大,故A錯(cuò)誤;狹義相對(duì)論告知我們:只有當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度遠(yuǎn)小于光速時(shí),才可以認(rèn)為質(zhì)量不變,故B正確;經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀粒子,但適合于宏觀低速的物體,經(jīng)典力學(xué)與相對(duì)論是統(tǒng)一的,并不沖突,故C錯(cuò)誤;處在高速馬路上高速運(yùn)動(dòng)的汽車是低速宏觀的運(yùn)動(dòng),牛頓運(yùn)動(dòng)定律仍舊適合,故D錯(cuò)誤。3.(2024·肇慶高一檢測(cè))下列關(guān)于相對(duì)論說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ()A.一根桿的長(zhǎng)度不會(huì)因?yàn)橐暡煺呤欠衽c桿做相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不同,這是經(jīng)典物理學(xué)家的觀點(diǎn)B.一根桿的長(zhǎng)度靜止時(shí)為l0,不管桿如何運(yùn)動(dòng),桿的長(zhǎng)度均小于l0C.假如兩條平行的桿在沿自己的長(zhǎng)度方向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng),與它們一起運(yùn)動(dòng)的兩位視察者都會(huì)認(rèn)為對(duì)方的桿縮短了D.經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)間和空間是肯定的,而相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)【解析】選B。經(jīng)典物理學(xué)家的觀點(diǎn)認(rèn)為,一根桿的長(zhǎng)度不會(huì)因?yàn)橐暡煺呤欠衽c桿做相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不同,故A正確;一根桿的長(zhǎng)度靜止時(shí)為l0,當(dāng)桿運(yùn)動(dòng)的方向與桿垂直時(shí),桿的長(zhǎng)度不發(fā)生變更,故B錯(cuò)誤;依據(jù)l=l0知,沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小,故C正確;經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)間和空間是肯定的,相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間是相對(duì)的,與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),D正確。4.(2024·云浮高一檢測(cè))如圖所示,地面上A、B兩處的中點(diǎn)處有一點(diǎn)光源S,甲視察者站在光源旁,乙視察者乘坐速度為v(接近光速)的飛船沿AB方向飛行。兩視察者身邊各有一只事先在地面校準(zhǔn)了的相同的時(shí)鐘。下列對(duì)相關(guān)現(xiàn)象的描述中,正確的是 ()A.甲測(cè)得的AB間的距離大于乙測(cè)得的AB間的距離B.甲認(rèn)為飛船中的鐘變慢了,乙認(rèn)為甲身邊的鐘變快了C.甲測(cè)得光速為c,乙測(cè)得的光速為c-vD.當(dāng)光源S發(fā)生一次閃光后,甲認(rèn)為A、B兩處同時(shí)接收到閃光,乙則認(rèn)為A先接收到閃光【解析】選A。依據(jù)尺縮效應(yīng):在尺子長(zhǎng)度方向上運(yùn)動(dòng)的尺子比靜止的尺子短,可知甲測(cè)得的AB間的距離大于乙測(cè)得的AB間的距離,故A正確;依據(jù)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,鐘走得越慢,接近光速時(shí),鐘就幾乎停止了;甲認(rèn)為飛船中的鐘變慢了,乙認(rèn)為甲身邊的鐘變慢了,故B錯(cuò)誤;依據(jù)光速不變?cè)?可知甲、乙測(cè)得的光速都為c,故C錯(cuò)誤;當(dāng)光源S發(fā)生一次閃光后,甲認(rèn)為A、B兩處同時(shí)接收到閃光,對(duì)乙而言,則認(rèn)為B先接收到閃光,故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(10分)5.甲、乙兩人站在地面上時(shí)的身高都是L0,甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c(c為光速)的飛船同向運(yùn)動(dòng),如圖所示。此時(shí)乙視察到甲的身高L________L0;若甲向乙揮手,動(dòng)作時(shí)間為t0,乙視察到甲動(dòng)作的時(shí)間為t1,則t1________t0。(均選填“>”“=”或“<”)

【解析】身高L=L0,因?yàn)槿耸谴怪庇谖矬w速度方向的,沒(méi)有尺縮效應(yīng);依據(jù)相對(duì)論的鐘慢效應(yīng),可以推想兩人在接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí),相對(duì)地球來(lái)說(shuō)時(shí)間都變慢了,但乙相對(duì)于甲的速度更大,因此可以推想,乙的鐘要更慢一點(diǎn)(相對(duì)于甲),t1>t0。答案:=>(10分鐘·20分)6.(6分)(多選)(2024·韶關(guān)高一檢測(cè))關(guān)于經(jīng)典時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀,下列說(shuō)法正確的是 ()A.任何狀況下物體的質(zhì)量與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都無(wú)關(guān)B.當(dāng)物體的速度接近光速時(shí),物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大C.經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為位移的測(cè)量、時(shí)間的測(cè)量都與參考系有關(guān)D.相對(duì)論認(rèn)為,同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同參考系中是不同的【解析】選B、D。物體的質(zhì)量與位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),只是在速度較低的狀況下,忽視變更不計(jì),故A錯(cuò)誤;依據(jù)相對(duì)論原理,當(dāng)物體的速度接近光速時(shí),物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大,故B正確;經(jīng)典時(shí)空觀認(rèn)為位移的測(cè)量、時(shí)間的測(cè)量都與參考系無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤;相對(duì)論認(rèn)為,同一過(guò)程的位移和時(shí)間的測(cè)量在不同參考系中是不同的,故D正確。7.(14分)(2024·陽(yáng)江高一檢測(cè))(1)以8×103(2)若衛(wèi)星以0.9c(c為真空中的光速)的速度在太空中飛行,其中一只完好的手表走過(guò)了1min,地面上的人認(rèn)為它走過(guò)這1min“實(shí)際”上花去的時(shí)間為多少?【解析】(1)衛(wèi)星上觀測(cè)到的時(shí)間為:Δt′=1min衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的速度為:v=8×103所以地面上觀測(cè)到的時(shí)間為:Δt===(1+1.3