2024-2025學(xué)年新教材高中物理第五章經(jīng)典力學(xué)的局限性與12經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性相對(duì)論時(shí)空觀簡(jiǎn)介練習(xí)含解析教科版必修2

PAGE3-經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性相對(duì)論時(shí)空觀簡(jiǎn)介(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分)1.經(jīng)典力學(xué)不能適用于下列哪些運(yùn)動(dòng) ()A.火箭的放射B.宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)C.“志氣號(hào)”宇宙探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)D.以99%倍光速運(yùn)行的電子束【解析】選D?；鸺姆派?、宇宙飛船繞地球的運(yùn)動(dòng)、“志氣號(hào)”宇宙探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)都屬低速,經(jīng)典力學(xué)能適用,A、B、C不正確。電子及電子以下(中子、質(zhì)子、原子、離子、分子是實(shí)物粒子)都可以認(rèn)為是微觀粒子;微觀粒子不適用于經(jīng)典力學(xué),特殊是以99%倍光速運(yùn)行的電子束,D正確。2.與相對(duì)論有關(guān)的問(wèn)題,下列說(shuō)法正確的是 ()A.火箭內(nèi)有一時(shí)鐘,當(dāng)火箭高速運(yùn)動(dòng)后,此火箭內(nèi)視察者發(fā)覺(jué)時(shí)鐘變慢了B.力學(xué)規(guī)律在任何慣性參考系中都是相同的C.一根沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿,其長(zhǎng)度總比靜止時(shí)的長(zhǎng)度要長(zhǎng)些D.高速運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量會(huì)變小【解析】選B。當(dāng)火箭高速運(yùn)動(dòng)后,火箭內(nèi)視察者相對(duì)于時(shí)鐘的速度仍舊是0,所以發(fā)覺(jué)時(shí)鐘的快慢不變,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;力學(xué)規(guī)律在任何慣性參考系中都是相同的,故選項(xiàng)B正確;依據(jù)尺縮效應(yīng),沿尺子長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的尺子長(zhǎng)度比靜止的尺子長(zhǎng)度短,當(dāng)速度接近光速時(shí),尺子縮成一個(gè)點(diǎn),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;高速運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量是會(huì)變大的,所以牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適合高速運(yùn)動(dòng)的物體,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.某物體在靜止時(shí)的質(zhì)量為m0,在速度為v的高速(接近光速)狀況下質(zhì)量為m,則由狹義相對(duì)論可知物體速度v為 ()A.·c B.·cC.(1-)·c D.·c【解析】選B。依據(jù)m=可得v=·c,故選B。4.接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘,飛船和地球上的人觀測(cè)這兩只鐘的快慢,下列說(shuō)法正確的有 ()A.飛船上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢B.飛船上的人觀測(cè)到飛船上的鐘較慢C.觀測(cè)到兩只鐘并沒(méi)有區(qū)分D.地球上的人觀測(cè)到地球上的鐘較慢【解析】選A。飛船相對(duì)地球高速運(yùn)動(dòng),所以地球上的人觀測(cè)飛船上的時(shí)鐘較慢,而地球相對(duì)飛船高速運(yùn)動(dòng),所以飛船上的人認(rèn)為地球上的時(shí)鐘較慢,所以A正確;B、C、D錯(cuò)誤。二、計(jì)算題(10分)5.假如有一對(duì)孿生兄弟A和B,其中B乘坐速度為v=0.9c的火箭飛往大角星(牧夫座α),而后又飛回地球。依據(jù)A在地球上的觀測(cè),大角星離地球有36光年遠(yuǎn),這次B來(lái)回飛行經(jīng)驗(yàn)時(shí)間為80年。假如B離開(kāi)地球時(shí),他們的年齡都為20歲,試問(wèn)當(dāng)B回到地球時(shí),他們的年齡各有多大?【解析】設(shè)B在飛船慣性系中經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為Δτ,依據(jù)鐘慢效應(yīng)得:Δt=即80=,解得Δτ≈34.9年;所以B回到地球時(shí)的年齡為20+34.9=54.9(歲)此時(shí)A的年齡為20+80=100(歲)答案:B為54.9歲A為100歲(10分鐘·20分)6.(6分)(多選)用相對(duì)論的觀點(diǎn)推斷下列說(shuō)法正確的是 ()A.時(shí)間和空間都是肯定的,在任何參考系中一個(gè)事務(wù)發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)變更B.在地面上的人看來(lái),以108C.在地面上的人看來(lái),以108D.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度u?c時(shí),“時(shí)間延緩”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽視不計(jì)【解析】選C、D。由τ=可知地面上的人看到飛船中的時(shí)鐘變慢了,故A、B錯(cuò);由l=l0知,兩處的人都感覺(jué)對(duì)方在運(yùn)動(dòng)方向上變短了,故C正確。當(dāng)u?c時(shí),≈0。故τ≈τ0,l≈l0,即“時(shí)間延緩”和“長(zhǎng)度縮短”效果可以忽視不計(jì),故D選項(xiàng)正確。7.(14分)假設(shè)某太空飛船的長(zhǎng)度為L(zhǎng)0=90m,一站在地面上的視察者視察到該太空飛船相對(duì)自己沿太空飛船長(zhǎng)度方向以速度u=0.8c從正上方飛過(guò)。則:(1)地面上的視察者測(cè)量的太空飛船飛過(guò)該視察者的時(shí)間為多少?(2)太空飛船上的人測(cè)量的太空飛船飛過(guò)視察者的時(shí)間為多少?【解析】(1)地面上的視察者測(cè)量的太空飛船的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L0=54m地面上的視察者測(cè)量的太空飛船飛過(guò)該視察者的時(shí)間Δt==