新教材同步系列2024春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3宇宙起源和演化課后提升訓(xùn)練粵教版必修第二冊(cè)

第五章第一、二、三節(jié)A組·基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．(2024年廣州荔灣區(qū)期末)經(jīng)典力學(xué)只適用于“宏觀世界”，這里的“宏觀世界”是指()A．行星、恒星、星系等巨大的物質(zhì)領(lǐng)域B．地球表面上的物質(zhì)世界C．人眼能看到的物質(zhì)世界D．不涉及分子、原子、電子等微觀粒子的物質(zhì)世界【答案】D【解析】依據(jù)中學(xué)物理中的規(guī)定，微觀世界通常是指分子、原子等粒子層面的物質(zhì)世界，而除微觀世界以外的物質(zhì)世界被稱為宏觀世界．故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．2．(2024年茂名期末)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/sC．2.5×103m/s D．2.5×108m/s【答案】D【解析】當(dāng)速度接近光速時(shí)，由相對(duì)論規(guī)律可知，物體的質(zhì)量將隨速度的變更而變更，經(jīng)典力學(xué)不再適用(當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，從相對(duì)論角度來說，時(shí)間延長(zhǎng)、空間縮短、質(zhì)量增加．)．選D．3．(多選)下列現(xiàn)象能用牛頓的經(jīng)典力學(xué)很好地說明的是()A．高速馬路上行駛的汽車B．空氣中下落的雨滴C．原子核外電子繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)D．空氣中飄浮的肥皂泡【答案】ABD4．如圖所示，依據(jù)狹義相對(duì)論的觀點(diǎn)，火箭B是“追逐”光的；火箭A是“迎著”光飛行的．若火箭相對(duì)地面的速度均為v，則兩火箭上的視察者測(cè)出的光速分別為()A．c＋v，c－v B．c，cC．c－v，c＋v D．無法確定【答案】B5．(2024年中山二中月考)在高速行進(jìn)的火車車廂正中的閃光燈發(fā)一次閃光向四周傳播，閃光到達(dá)車廂后壁時(shí)，一只小貓?jiān)谲噹蠖苏Q生，閃光到達(dá)車廂前壁時(shí)，兩只小雞在車廂前端誕生．則()A．在火車上的人看來，一只小貓先誕生B．在火車上的人看來，兩只小雞先誕生C．在地面上的人看來，一只小貓先誕生D．在地面上的人看來，兩只小雞先誕生【答案】C【解析】火車中的人認(rèn)為，車廂是個(gè)慣性系，光向前向后傳播的速度相等，光源在車廂中心，閃光同時(shí)到達(dá)前后兩壁，則在火車上的人看來，小貓和小雞同時(shí)誕生，A、B錯(cuò)誤；地面上的人認(rèn)為，地面是一個(gè)慣性系，光向前向后傳播的速度相等，向前傳播的路程長(zhǎng)些，到達(dá)前壁的時(shí)刻晚些，故在地面上的人看來，一只小貓先誕生，C正確，D錯(cuò)誤．6．慣性系S中有一邊長(zhǎng)為l的正方形，從相對(duì)S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測(cè)得該正方形的圖像是()ABCD【答案】C7．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)，下列說法錯(cuò)誤的是()A．由于相對(duì)論、量子力學(xué)的提出，經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)被完全否定B．經(jīng)典力學(xué)可看作相對(duì)論、量子力學(xué)在確定條件下的特別情形C．經(jīng)典力學(xué)在宏觀物體、低速運(yùn)動(dòng)、引力不太大時(shí)適用D．經(jīng)典力學(xué)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子不適用【答案】A【解析】相對(duì)論、量子力學(xué)的提出，沒有否定經(jīng)典力學(xué)，只是對(duì)力學(xué)的完善；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，高速情形要用相對(duì)論，微觀粒子運(yùn)動(dòng)要用量子力學(xué)，A錯(cuò)誤，符合題意．8．如圖所示，a、b、c為三個(gè)完全相同的時(shí)鐘，a放在水平地面上，b、c分別放在以速度vb、vc向同一方向飛行的兩枚火箭上，且vb<vc，則地面的視察者認(rèn)為走得最慢的鐘為()A．a(chǎn) B．bC．c D．無法確定【答案】C【解析】依據(jù)公式Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2)))可知，相對(duì)于視察者的速度v越大，其上的時(shí)間進(jìn)程越慢，由vc>vb>va，知c鐘走得最慢．9．帶電π介子靜止時(shí)的平均壽命是2.6×10-8s，某加速器射出的帶電π介子的速率是2.4×108m/s．試求：(1)在試驗(yàn)室中測(cè)得這種粒子的平均壽命是____________．(2)上述π介子的速率衰變前在試驗(yàn)室中通過的平均距離為________．【答案】(1)4.33×10-8s(2)10.4m【解析】(1)由τ＝eq\f(t0,\r(1－\f(v2,c2)))，得π介子的平均壽命是τ＝eq\f(2.6×10-8,\r(1－\f((2.4×108)2,(3.0×108)2)))s＝4.33×10-8s．(2)π介子衰變前在試驗(yàn)室中通過的平均距離s＝τ·v＝4.33×10-8s×2.4×108m/s＝10.4m．10．(多選)(2024年深圳華僑中學(xué)月考)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)的火箭沿AB方向飛行，兩視察者身邊各有一個(gè)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)象的描述正確的是()A．甲測(cè)得的光速為c，乙測(cè)得的光速為c－vB．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)得的AB間的距離大于乙測(cè)得的AB間的距離D．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B先接收到閃光【答案】CD【解析】依據(jù)愛因斯坦的光速不變?cè)恚芍?、乙在兩種不同的參考系里測(cè)出的光速都為c，故A錯(cuò)誤；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)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C正確；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，乙認(rèn)為B先接收到閃光，故D正確．B組·實(shí)力提升11．一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行經(jīng)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(zhǎng)度小于30mB．地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)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c【答案】B【解析】飛船上的視察者相對(duì)飛船是靜止的，測(cè)得飛船長(zhǎng)度為靜止長(zhǎng)度30m，A錯(cuò)誤；地球上的視察者相對(duì)飛船的速度為0.6c，測(cè)得飛船的長(zhǎng)度l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))\s\up12(2))＝0.8l0＝24m，B正確；由光速不變?cè)碇庑盘?hào)的速度與參考系無關(guān)，C、D錯(cuò)誤．12．經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律，萬有引力定律更是建立了人們對(duì)牛頓物理學(xué)的敬重．自20世紀(jì)以來，人們發(fā)覺了一些新的事實(shí)，用經(jīng)典力學(xué)無法說明．下列說法正確的是()A．由于經(jīng)典力學(xué)有局限性，所以它是錯(cuò)誤的B．當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)仍成立C．狹義相對(duì)論能描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律D．量子力學(xué)能描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律【答案】D【解析】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、宏觀條件下的特別情形，故A錯(cuò)誤；當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)不再成立，故B錯(cuò)誤；量子力學(xué)能夠描述微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，故C錯(cuò)誤，D正確．13．如圖所示，車廂長(zhǎng)為L(zhǎng)，正以速度v(v很大)勻速向右運(yùn)動(dòng)，車廂底面光滑，現(xiàn)有兩個(gè)完全相同的小球，從車廂中點(diǎn)以相同的速度v0分別向前、后兩個(gè)方向勻速運(yùn)動(dòng)(相對(duì)于車廂)．則：(1)在車廂內(nèi)的視察者看來，小球________(填“能”或“不能”)同時(shí)到達(dá)兩壁．(2)在地面上的視察者看來，小球________(填“能”或“不能”)同時(shí)到達(dá)兩壁．【答案】(1)能(2)不能【解析】在車上的視察者