新教材2024高中物理第七章萬有引力與宇宙航行7.5相對論時空觀與牛頓力學的局限性同步測試新人教版必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行5相對論時空觀與牛頓力學的局限性【基礎(chǔ)鞏固】1.(2024·廣東廣州)下列運動中,不能用牛頓力學規(guī)律描述的是()A.子彈的飛行B.粒子接近光速運動C.“復興號”動車從廣州向北京奔馳D.“神舟十三號”飛船繞地球運動答案:B2.關(guān)于牛頓力學時空觀和相對論時空觀,下列說法錯誤的是 ()A.牛頓力學時空觀認為時間和空間是獨立于物體及其運動而存在的B.相對論時空觀認為時間和空間與物體及其運動有關(guān)系C.牛頓力學只適用于宏觀世界、低速運動問題,不適用于高速運動的問題D.當物體的運動速度遠小于光速時,相對論物理學和牛頓力學的結(jié)論仍有很大的區(qū)分解析:牛頓力學時空觀認為時間和空間是獨立于物體及其運動而存在的,而相對論時空觀認為時間和空間與物體及其運動有關(guān)系,故選項A、B說法正確;牛頓力學適用于宏觀世界、低速運動問題,不適用于微觀世界、高速(相對于光速)運動的問題,故選項C說法正確;物體的運動速度遠小于光速時,相對論和牛頓力學的結(jié)論相差不大,故選項D說法錯誤.答案:D3.(多選)20世紀以來,人們發(fā)覺了一些新的事實,而牛頓力學卻無法說明這些新的事實.牛頓力學只適用于解決物體的低速運動問題,不能用來處理高速運動問題;只適用于宏觀物體,一般不適用于微觀粒子.這說明()A.隨著相識的發(fā)展,牛頓力學已成了過時的理論B.人們對客觀事物的詳細相識,在廣度上是有局限性的C.不同領(lǐng)域的事物各有其本質(zhì)與規(guī)律D.人們應(yīng)當不斷地擴展相識,在更廣袤的領(lǐng)域內(nèi)駕馭不同事物的本質(zhì)與規(guī)律答案:BCD4.(多選)關(guān)于牛頓力學的宏大成就,下列論述正確的是 ()A.牛頓力學第一次實現(xiàn)了對自然界相識的理論大綜合B.牛頓力學認為運動物體的長度跟物體運動狀態(tài)有關(guān)C.牛頓力學第一次向人們展示了時間的相對性D.人們借助于牛頓力學中的探討方法,建立了完整的經(jīng)典物理學體系解析:牛頓力學把天上物體和地面上物體的運動統(tǒng)一起來,從力學上證明白自然界多樣性的統(tǒng)一,第一次實現(xiàn)了人類對自然界相識的理論大綜合.在探討方法上,人們把牛頓力學中行之有效的試驗與數(shù)學相結(jié)合的方法推廣到物理學的各個分支上,相繼建立了熱學、聲學、光學、電磁學等,形成了完整的經(jīng)典物理學體系.長度收縮效應(yīng)反映的是相對論時空觀,時間的相對性是愛因斯坦依據(jù)相對論物理學提出的.綜上所述,選項A、D正確,選項B、C錯誤.答案:AD5.依據(jù)相對論物理學,下列說法正確的是 ()A.一根竹竿沿著垂直于竹竿方向高速運動時,竹竿的長度會縮短B.一根竹竿沿著垂直于竹竿方向高速運動時,竹竿會變粗C.宇宙飛船高速經(jīng)過地球旁邊時,地球上的人視察到飛船上的時鐘變慢了D.宇宙飛船高速經(jīng)過地球旁邊時,飛船上的人視察到飛船上的時鐘變慢了解析:依據(jù)長度收縮效應(yīng),沿運動方向長度變短,故選項A、B錯誤;依據(jù)時間延緩效應(yīng),宇宙飛船高速經(jīng)過地球旁邊時,地球上的人視察飛船在做高速運動,所以飛船上的時鐘變慢了,故選項C正確;依據(jù)時間延緩效應(yīng),宇宙飛船高速經(jīng)過地球旁邊時,飛船上的人視察飛船是靜止的,所以飛船上的時鐘沒有變慢,故選項D錯誤.答案:C6.強強乘坐速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追逐正前方的壯壯,壯壯的飛行速度為0.5c.強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò),壯壯麗測到該光束的傳播速度為 ()A.0.4c B.0.5cC.0.9c D.c答案:D【拓展提高】7.(多選)物理學的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的相識,推動了科學技術(shù)的創(chuàng)新和革命,促進了物質(zhì)生產(chǎn)的旺盛與人類文明的進步.下列表述正確的是 ()A.牛頓發(fā)覺了萬有引力定律B.牛頓通過試驗證明白萬有引力定律C.相對論的創(chuàng)立表明牛頓力學已不再適用D.相對論時空觀把物理學推到更高領(lǐng)域解析:萬有引力定律是牛頓發(fā)覺的,但在試驗室里加以驗證是卡文迪什進行的,選項A正確,選項B錯誤;相對論并沒有否定牛頓力學,牛頓力學對低速、宏觀運動仍適用,選項C錯誤;相對論時空觀的建立,是人類取得的重大成就,從而把物理學推到更高領(lǐng)域,選項D正確.答案:AD8.A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面上的某處,且vA>vB.在火箭A上的人視察到的結(jié)果正確的是 ()A.火箭A上的時鐘走得最快B.地面上的時鐘走得最快C.火箭B上的時鐘走得最快D.火箭B上的時鐘走得最慢解析:在火箭A上的人看來,地面和火箭B都高速遠離自己,由Δt=Δτ1-(vc)答案:A9.通過一個加速裝置對電子加一很大的恒力,使電子從靜止起先加速,則對這個加速過程,下列描述正確的是 ()A.依據(jù)牛頓其次定律,電子將不斷做勻加速運動B.電子先做加速運動,后以光速做勻速運動C.電子起先先近似于勻加速運動,后來速度增大,牛頓運動定律不再適用D.電子是微觀粒子,整個加速過程根本就不能用牛頓運動定律說明解析:電子在加速裝置中由靜止起先加速運動,起先階段速度較小,遠小于光速,此時牛頓運動定律基本適用,可以認為在它被加速的最初階段,它做勻加速運動.隨著電子的速度越來越大,接近光速時,相對論效應(yīng)越來越大,牛頓運動定律不再適用.答案:C【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.在靜止坐標系中的正方體邊長為l0,另一坐標系以相對速度v平行于該正方體的一邊運動.則在運動的坐標系中的視察者測得的該