【文档说明】2022-2023学年高一物理 人教版2019必修第二册 分层作业 7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（冲A提升练） Word版含解析.docx，共(7)页，176.601 KB，由小赞的店铺上传

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7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性（冲A提升练）（解析版）一、单选题（本大题共10小题）1.经典力学不能适用于下列哪些运动的研究()A.火箭的发射B.宇宙飞船绕地球的运动C.“勇气号”宇宙探测器的运动D.以99%倍光速运行的电子束【答案】D【解析】本题考查了经典力学的局限性，经典力学的适用范

围是宏观、低速情形，高速情形要用相对论。【解答】火箭的发射、宇宙飞船绕地球的运动、宇宙探测器的运动都属低速，经典力学能适用。对于高速微观的情形经典力学不适用，故对以99%倍光速运行的电子束不适用；故选D。2.下列运动不适用经典力学的是()A

.原子核外的电子的运动B.我国“嫦娥一号”飞船的高速发射C.地球绕太阳的运动D.2路汽车快速通过株洲大桥【答案】A【解析】解：根据牛顿运动定律的适用范围：(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低)；(2)只适用于宏观物体，牛顿第二定律不

适用于微观粒子；(3)参照系应为惯性系，故A错误，BCD正确本题选错误的故选：A根据牛顿运动定律的适用范围：(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低)；(2)只适用于宏观物体，牛顿第二定律不适用于微观原子；(3)参照系应为惯性系，即可求解．本题主要考查了牛顿运动定律的适用范围，只要记住即

可，难度不大，属于基础题．3.牛顿运动定律适用于()A.一切运动的物体B.宏观物体远小于光速的运动C.微观粒子稍小于光速的运动D.宏观物体稍小于光速的运动【答案】B【解析】本题考查牛顿运动定律和近低物体的关系，明确经典物理具有适用范围，但并不是被完全推翻。明确牛顿运动定律的适用范围，知道牛顿运动定

律只适用于宏观低速的物体。【解答牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速适用于狭义相对论，这里的低速应理解为速度远小于光速的大小；故B正确，ACD错误。故选B。4.关于经典力学的局限性，下列说法正确的是A.经典力学适用于宏观低速运动的物体B.由于经典力

学有局限性，所以一般力学问题都用相对论力学来解决C.火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理D.经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体【答案】A【解析】经典力学适用于宏观低速物体，对于一般的宏观的力学问题，可以采用经典力学求解．经典力学虽然有一定的局限性，但它有自已的适用范围，应正确

应用．【解答】A.经典力学适用于宏观低速物体，故A正确；B.虽然经典力学有局限性，但它适用于一般的宏观低速物体，故对于常见力学问题仍可以用经典力学求解，故B错误；C.火车提速后，仍处于宏观低速物体，所谓的高

速指接近光速的物体，故C错误；D.经典力学不仅适用于像地球和太阳那样大的宏观物体，也适用于一般尺寸的宏观物体，故D错误。故选：A。5.物理学的发展丰富了人类对动物世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是()A.开普勒发现了万有引力

定律B.牛顿测出了万有引力常量C.相对论的创立表明经典力学失去存在价值D.爱因斯坦创立了狭义相对论，把物理学推进到高速发展领域【答案】D【解析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要

加强记忆，这也是考试内容之一．【解答】A、牛顿发现了万有引力定律，故A错误；B、卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故B错误；C、相对论的创立并不表明经典力学已不再适用，实际上在宏观、低速的情况下经典力学仍能适用，故C错误。D、爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域，故D正确；故

选：D。6.1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是()A.相对性原理与光速不变原理B.运动的时钟变慢与运动的尺子缩短C.时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性D.同时的

绝对性与同时的相对性【答案】A【解析】解：爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为：相对性和光速不变原理；其他内容均建立在这两点的基础之上，故A正确、BCD错误。故选：A。狭义相对论的两个基本假设：①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性

原理．②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C.这叫光速不变原理．它告诉我们光(在真空中)的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度。本题主要是考查狭义相对论的两条基本假设，记住狭义相对论的两条基本假设和几个基本结论是解答本题的关键

。7.某考生现在正在完成100分钟的期末物理考试，假设一艘飞船相对该考生以0.3𝑐的速度匀速飞过(𝑐为真空中的光速)，则飞船上的观察者根据相对论认为该考生考完这场考试所用时间()A.大于100分钟B.等于100分钟C.小于100分钟D

.不能确定【答案】A【解析】本题考查了爱因斯坦相对论效应中的长度和时间的相对性公式，关键记住公式。根据狭义相对论的两个基本假设，相对论中的质量与速度的关系，时间与速度的关系即可求解。【解答】根据狭义相对论可知，飞船相对此考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为此考生考

完这场考试所用的时间为：t=t0√1−(vC)2>t0可知飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间大于100分钟，故A正确，BCD错误。故选A。8.飞船以0.9𝑐的速度做匀速直线运动(𝑐为光在真空中

的传播速度)，并向运动的反方向发出一束光，甲在飞船内，乙在地球上，以下说法符合实际的是()A.甲、乙观察到飞船内时钟快慢一样B.发出的光相对于飞船的速度为1.9𝑐C.乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短D.乙观察到与飞

船保持相对静止的桌子做匀加速直线运动【答案】C【解析】本题考查相对论的基本内容，要注意掌握相对论的基本假设，正确理解光速不变原理以及尺缩效应等。【解答】A.根据狭义相对论的时间膨胀理论，高速运动的时钟比观察者的“静

止”时钟走得更慢，因此乙观察到飞船内时钟快慢一些，不符合实际，故A错误;B.根据光速不变原理，在不同的惯性参考系中，光在真空中沿任何方向的传播速度均为c，即发出的光相对于飞船的速度为c，不符合实际，故B错误;C.根据狭义相对论的长度收缩

理论，在相对于观察者移动的方向上，物体被测量的长度缩短，则乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短，故C正确;D.桌子与飞船保持相对静止，船以0.9c的速度做匀速直线运动，则乙观察到桌子亦以0.9c的速度做匀速直线运动，不符合实际，故D错误。9.如图所

示，地面上𝐴，𝐵两处的中点处有一点光源𝑆，甲观察者站在光源旁，乙观察者乘坐速度为𝑣(接近光速)的火箭沿𝐴𝐵方向飞行，两观察者身边各有一个事先在地面校准了的相同的时钟，下列对相关现象的描述中，正确的是()A.甲测得的光速为𝑐，乙测得的光速为𝑐−𝑣B.甲认为飞

船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变快了C.甲测得的𝐴𝐵间的距离小于乙测得的𝐴𝐵间的距离D.当光源𝑆发生一次闪光后，甲认为𝐴、𝐵两处同时接收到闪光，乙则认为𝐵先接收到闪光【答案】D【解析】解：A.根据爱因斯坦的光速不变原理，可知甲乙在两种不同的参考系里测出

的光速都为c，故A错误；B.根据钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；甲认为飞船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变慢了，故B错误；C.根据尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，可知甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离，

故C错误；D.当光源S发生一次闪光后，甲认为A、B两处同时接收到闪光，对乙而言，则乙认为B先接收到闪光，故D正确。故选：D。根据爱因斯坦的光速不变原理，可分析判断；根据钟慢效应进行判断；根据尺缩效应进行判断；根据时间间隔的相对性进行判断。本题考查爱因斯坦的相对

论，题目针对性强，较为基础，需要同学熟记结论。10.若一列火车以接近光速的速度在高速行驶，车上的人用望远镜来观察地面上的一只排球，如果观察得很清晰，则观察结果是()A.像一只乒乓球(球体变小)B.像一只篮球(球体变大)C.像一只橄榄球(竖直放置)D.

像一只橄榄球(水平放置)【答案】C【解析】解：根据狭义相对论，以观察者为参照系，则排球以接近光速的速度反向运动，根据长度收缩效应可知，观察者测得排球的水平宽度变短，竖直长度不变，因此观察的结果是像一只竖直放置的橄榄球。故

选：C。狭义相对论确保任何物理定律在不同参照系的相同，以观察者为参照系则排球以相同大小的速度反向运动，利用长度收缩效应即可作答本题考查了狭义相对论参照系变换与长度收缩性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，注意在变换参照系时要确保参照系是匀速直线运动的二、简答题（本大题共2

小题）11.也许你会疑惑，为什么在日常生活中未发现长度收缩、时间延缓或质量随速度增大而增加的现象。请你从长度收缩公式和质速关系式出发，探索牛顿运动定律在宏观低速世界的合理性。【答案】答：因为日常生活中物体运动的速度v远小

于光速c，相对论中的各种效应不明显，所以长度收缩、时间延缓或质量随速度增大而增加的现象可以忽略不计，根据l=l0√1−v2c2及m=m0√1−v2c2可知，只有当物体的速度v可以和光速(c=3×108m/s)相比拟时相对论中的各种效应才比较明显。12.地面上的人认

为，以接近光速的速度运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的，为什么？【答案】解：相对论的观点认为，时间和空间都是相对的；根据时间间隔的相对性：Δt=Δt0√1−(vc)2可知，时间延缓效应，因此地面上的人看飞船中的时

钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的；当低速宏观物体时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计。故答案为：见解析【解析】狭义相对论有两个显著的效应，即钟慢和尺缩．可以通俗的理解为：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越

慢，接近光速时，钟就几乎停止了；在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，这就是所谓的尺缩效应，当速度接近光速时，尺子缩成一个点。考查相对论的内容应用，掌握时间变慢，长度缩短(注意要沿着运动方向)，并理解相对论与经典理论的区别。