2024-2025學(xué)年新教材高中物理第7章萬有引力與宇宙航行5相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版必修第二冊(cè)

PAGE3-課時(shí)分層作業(yè)(十二)相對(duì)論時(shí)空觀與牛頓力學(xué)的局限性(建議用時(shí)：25分鐘)◎考點(diǎn)一相對(duì)論時(shí)空觀的理解1．如圖所示，沿平直鐵路途有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光時(shí)，列車上的視察者看到A、C兩鐵塔被照亮的依次是()A．同時(shí)被照亮 B．A先被照亮C．C先被照亮 D．無法推斷C[因列車沿AC方向接近光速行駛，故它靠近C遠(yuǎn)離A，所以光由B動(dòng)身后，C的反射光先到達(dá)列車上的視察者，可知視察到C先被照亮，故C正確。]2．(多選)下列說法符合狹義相對(duì)論的假設(shè)的是()A．在不同的慣性參考系中，一切力學(xué)規(guī)律都是相同的B．在不同的慣性參考系中，物理規(guī)律一般是不同的C．在不同的慣性參考系中，真空中的光速都是相同的D．在不同的慣性參考系中，真空中的光速都是不同的AC[在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；在不同的慣性參考系中，真空中的光速不變，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。]3．(多選)在狹義相對(duì)論中，下列說法正確的是()A．全部慣性參考系中基本規(guī)律都是相同的B．在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)C．在不同慣性參考系中，光在真空中沿不同方向傳播速度不相同D．質(zhì)量、長度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果不隨物體與視察者的相對(duì)狀態(tài)而變更AB[依據(jù)相對(duì)論的觀點(diǎn)，在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；在一切慣性參考系中，光在真空中的傳播速度都相等；質(zhì)量、長度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果會(huì)隨物體與視察者的相對(duì)狀態(tài)而變更。故選項(xiàng)A、B正確。]4．如圖所示，依據(jù)狹義相對(duì)論的觀點(diǎn)，火箭A是迎著光行駛的，火箭B是“追逐”光的，若火箭相對(duì)于地面的速度為v，則兩火箭上的視察者測(cè)出的光速分別為()A．c＋vc－v B．c－vc＋vC．cc D．無法確定C[依據(jù)光速不變?cè)恚谝磺袘T性參考系中，測(cè)量到的真空中的光速c都一樣，因此在火箭A、B兩個(gè)慣性參考系中，視察者測(cè)量到的光速一樣大，均為c，故C正確。]5．如圖所示，豎直墻上掛著一面時(shí)鐘，地面上的靜止的視察者A視察到鐘的面積為S，另一視察者B以0.8c的速度沿平行于y軸方向運(yùn)動(dòng)，視察到鐘的面積為S′。則S和S′的大小關(guān)系是()A．S＞S′ B．S＝S′C．S＜S′ D．無法推斷A[視察者B以0.8倍光速沿平行于y軸方向運(yùn)動(dòng)，依據(jù)狹義相對(duì)論的長度收縮效應(yīng)可知，B視察到的鐘沿y軸方向的直徑將減小，而沿z軸方向的直徑不變，鐘的面積比地面上靜止的視察者視察到的面積要小，即S＞S′，故A正確。]◎考點(diǎn)二牛頓力學(xué)的局限性6．牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用于下列哪種狀況()A．探討原子中電子的運(yùn)動(dòng)B．探討“神舟十號(hào)”飛船的高速放射C．探討地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)D．探討飛機(jī)從北京飛往紐約的航線A[牛頓運(yùn)動(dòng)定律屬于牛頓力學(xué)的探討范疇，適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，并留意到低速和高速的標(biāo)準(zhǔn)是相對(duì)于光速而言的，可判定牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于B、C、D中描述的運(yùn)動(dòng)，而A中狀況不適用，故A正確。]7．(多選)關(guān)于經(jīng)典力學(xué)理論，下列說法正確的是()A．經(jīng)典力學(xué)是物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)B．經(jīng)典力學(xué)的理論體系是經(jīng)過幾代科學(xué)家長期的探究，歷經(jīng)曲折才建立起來的C．經(jīng)典力學(xué)具有豐富的理論成果，也建立了驗(yàn)證科學(xué)的方法體系D．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度很大(v→c)、引力很強(qiáng)、活動(dòng)空間很小(微觀)時(shí)，經(jīng)典力學(xué)理論所得的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間符合得很好ABC[經(jīng)典力學(xué)理論的建立歷程曲折，成果顯著，是物理學(xué)、天文學(xué)及現(xiàn)代工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)，但也存在一些局限性，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度很大(v→c)、引力很強(qiáng)、活動(dòng)空間很小(微觀)時(shí)，經(jīng)典力學(xué)理論所得的結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間出現(xiàn)了較大的偏差，選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。](建議用時(shí)：10分鐘)8．假設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運(yùn)行，其內(nèi)站立著一個(gè)中等身材的人，站在路旁的人視察車?yán)锏娜耍暡斓慕Y(jié)果是()A．這個(gè)人是一個(gè)矮胖子B．這個(gè)人是一個(gè)瘦高個(gè)子C．這個(gè)人矮但不胖D．這個(gè)人瘦但不高D[取路旁的人為慣性參考系，車上的人相對(duì)于路旁的人高速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)長度收縮效應(yīng)，人在運(yùn)動(dòng)方向上將變窄，但在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上沒有發(fā)生變更，故選項(xiàng)D正確。]9．如圖所示，假設(shè)一根10m長的梭鏢以光速穿過一根10m長的管子，它們的長度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測(cè)量的。以下敘述中最好地描述了梭鏢穿過管子狀況的是()A．梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B．管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來C．兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢D．全部這些都與視察者的運(yùn)動(dòng)狀況有關(guān)D[假如你是在相對(duì)于管子靜止的參考系中視察運(yùn)動(dòng)著的梭鏢，那么梭鏢看起來就比管子短，在某些位置梭鏢會(huì)完全在管子內(nèi)部。然而當(dāng)你和梭鏢一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，你看到的管子就縮短了，所以在某些位置，你可以看到梭鏢兩端都伸出管子，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。]10．“世界物理年”決議的作出與愛因斯坦的相對(duì)論時(shí)空觀有關(guān)。依據(jù)愛因斯坦的理論，一把米尺，在它與視察者有不同相對(duì)速度(沿尺長方向)的狀況下，米尺長度是不同的，它們之間的關(guān)系如圖所示。由此可知，當(dāng)米尺和視察者的相對(duì)速度達(dá)到0.8c(c為光速)時(shí)，米尺的長度大約為________m。在日常生活中，我們無法視察到米尺長度變更的現(xiàn)象，是因?yàn)橐暡煺呦鄬?duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)