2024-2025學(xué)年新教材高中物理第五章牛頓力學(xué)的局限性與相對論初步1牛頓力學(xué)的成就與局限性2相對論時空觀練習(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論時空觀(15分鐘·30分)一、選擇題(本題共4小題,每題5分,共20分)1.下列說法正確的是 ()A.由于相對論、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)量隨運動狀態(tài)而變更D.狹義相對論認為,質(zhì)量、長度、時間的測量結(jié)果都與物體運動狀態(tài)有關(guān)【解析】選D。相對論、量子論的提出,沒有否定經(jīng)典力學(xué),經(jīng)典力學(xué)是相對論、量子力學(xué)在低速、宏觀狀態(tài)下的特別情形,對于高速、微觀的情形經(jīng)典力學(xué)不適用,故A、B錯誤;在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不會隨運動狀態(tài)而變更,故C錯誤;狹義相對論認為,質(zhì)量、長度、時間的測量結(jié)果都與物體運動狀態(tài)有關(guān),故D正確。2.(2024·佛山高一檢測)以下說法中正確的是 ()A.質(zhì)量是物體固有的屬性,其大小與物體運動的速度無關(guān)B.只有當物體運動的速度遠小于光速時,可以認為質(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)是錯誤的D.牛頓運動定律不能適用于處在高速馬路上高速運動的汽車的運動狀況【解析】選B。經(jīng)典力學(xué)中,質(zhì)量是物體固有的屬性,其大小與物體運動的速度無關(guān),但依據(jù)狹義相對論,當物體運動的速度接近光速時,物體的質(zhì)量會明顯增大,故A錯誤;狹義相對論告知我們:只有當物體運動的速度遠小于光速時,才可以認為質(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)與相對論是統(tǒng)一的,并不沖突,故C錯誤;處在高速馬路上高速運動的汽車是低速宏觀的運動,牛頓運動定律仍舊適合,故D錯誤。3.(2024·肇慶高一檢測)下列關(guān)于相對論說法中錯誤的是 ()A.一根桿的長度不會因為視察者是否與桿做相對運動而不同,這是經(jīng)典物理學(xué)家的觀點B.一根桿的長度靜止時為l0,不管桿如何運動,桿的長度均小于l0C.假如兩條平行的桿在沿自己的長度方向上做相對運動,與它們一起運動的兩位視察者都會認為對方的桿縮短了D.經(jīng)典力學(xué)認為時間和空間是肯定的,而相對論認為時間和空間與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān)【解析】選B。經(jīng)典物理學(xué)家的觀點認為,一根桿的長度不會因為視察者是否與桿做相對運動而不同,故A正確;一根桿的長度靜止時為l0,當桿運動的方向與桿垂直時,桿的長度不發(fā)生變更,故B錯誤;依據(jù)l=l0知,沿自身長度方向運動的桿其長度總比桿靜止時的長度小,故C正確;經(jīng)典力學(xué)認為時間和空間是肯定的,相對論認為時間和空間是相對的,與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關(guān),D正確。4.(2024·云浮高一檢測)如圖所示,地面上A、B兩處的中點處有一點光源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了的相同的時鐘。下列對相關(guān)現(xiàn)象的描述中,正確的是 ()A.甲測得的AB間的距離大于乙測得的AB間的距離B.甲認為飛船中的鐘變慢了,乙認為甲身邊的鐘變快了C.甲測得光速為c,乙測得的光速為c-vD.當光源S發(fā)生一次閃光后,甲認為A、B兩處同時接收到閃光,乙則認為A先接收到閃光【解析】選A。依據(jù)尺縮效應(yīng):在尺子長度方向上運動的尺子比靜止的尺子短,可知甲測得的AB間的距離大于乙測得的AB間的距離,故A正確;依據(jù)鐘慢效應(yīng):運動的鐘比靜止的鐘走得慢,而且,運動速度越快,鐘走得越慢,接近光速時,鐘就幾乎停止了;甲認為飛船中的鐘變慢了,乙認為甲身邊的鐘變慢了,故B錯誤;依據(jù)光速不變原理,可知甲、乙測得的光速都為c,故C錯誤;當光源S發(fā)生一次閃光后,甲認為A、B兩處同時接收到閃光,對乙而言,則認為B先接收到閃光,故D錯誤。二、非選擇題(10分)5.甲、乙兩人站在地面上時的身高都是L0,甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c(c為光速)的飛船同向運動,如圖所示。此時乙視察到甲的身高L________L0;若甲向乙揮手,動作時間為t0,乙視察到甲動作的時間為t1,則t1________t0。(均選填“>”“=”或“<”)

【解析】身高L=L0,因為人是垂直于物體速度方向的,沒有尺縮效應(yīng);依據(jù)相對論的鐘慢效應(yīng),可以推想兩人在接近光速運動時,相對地球來說時間都變慢了,但乙相對于甲的速度更大,因此可以推想,乙的鐘要更慢一點(相對于甲),t1>t0。答案:=>(10分鐘·20分)6.(6分)(多選)(2024·韶關(guān)高一檢測)關(guān)于經(jīng)典時空觀與相對論時空觀,下列說法正確的是 ()A.任何狀況下物體的質(zhì)量與物體的運動狀態(tài)都無關(guān)B.當物體的速度接近光速時,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大C.經(jīng)典時空觀認為位移的測量、時間的測量都與參考系有關(guān)D.相對論認為,同一過程的位移和時間的測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、運動狀態(tài)有關(guān),只是在速度較低的狀況下,忽視變更不計,故A錯誤;依據(jù)相對論原理,當物體的速度接近光速時,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大,故B正確;經(jīng)典時空觀認為位移的測量、時間的測量都與參考系無關(guān),故C錯誤;相對論認為,同一過程的位移和時間的測量在不同參考系中是不同的,故D正確。7.(14分)(2024·陽江高一檢測)(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了1min,地面上的人認為它走過這1min“實際”上花去的時間為多少?【解析】(1)衛(wèi)星上觀測到的時間為:Δt′=1min衛(wèi)星運動的速度為:v=8×103所以地面上觀測到的時間為:Δt===(1+1.3