新教材2024高中物理第七章万有引力与宇宙航行7.5相对论时空观与牛顿力学的局限性同步测试新人教版必.docVIP

第七章万有引力与宇宙航行

5相对论时空观与牛顿力学的局限性

【基础巩固】

1.(2024·广东广州)下列运动中,不能用牛顿力学规律描述的是()

A.子弹的飞行

B.粒子接近光速运动

C.“复兴号”动车从广州向北京奔驰

D.“神舟十三号”飞船绕地球运动

答案:B

2.关于牛顿力学时空观和相对论时空观,下列说法错误的是 ()

A.牛顿力学时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的

B.相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系

C.牛顿力学只适用于宏观世界、低速运动问题,不适用于高速运动的问题

D.当物体的运动速度远小于光速时,相对论物理学和牛顿力学的结论仍有很大的区分

解析:牛顿力学时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的,而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系,故选项A、B说法正确;牛顿力学适用于宏观世界、低速运动问题,不适用于微观世界、高速(相对于光速)运动的问题,故选项C说法正确;物体的运动速度远小于光速时,相对论和牛顿力学的结论相差不大,故选项D说法错误.

答案:D

3.(多选)20世纪以来,人们发觉了一些新的事实,而牛顿力学却无法说明这些新的事实.牛顿力学只适用于解决物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子.这说明()

A.随着相识的发展,牛顿力学已成了过时的理论

B.人们对客观事物的详细相识,在广度上是有局限性的

C.不同领域的事物各有其本质与规律

D.人们应当不断地扩展相识,在更广袤的领域内驾驭不同事物的本质与规律

答案:BCD

4.(多选)关于牛顿力学的宏大成就,下列论述正确的是 ()

A.牛顿力学第一次实现了对自然界相识的理论大综合

B.牛顿力学认为运动物体的长度跟物体运动状态有关

C.牛顿力学第一次向人们展示了时间的相对性

D.人们借助于牛顿力学中的探讨方法,建立了完整的经典物理学体系

解析:牛顿力学把天上物体和地面上物体的运动统一起来,从力学上证明白自然界多样性的统一,第一次实现了人类对自然界相识的理论大综合.在探讨方法上,人们把牛顿力学中行之有效的试验与数学相结合的方法推广到物理学的各个分支上,相继建立了热学、声学、光学、电磁学等,形成了完整的经典物理学体系.长度收缩效应反映的是相对论时空观,时间的相对性是爱因斯坦依据相对论物理学提出的.综上所述,选项A、D正确,选项B、C错误.

答案:AD

5.依据相对论物理学,下列说法正确的是 ()

A.一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时,竹竿的长度会缩短

B.一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时,竹竿会变粗

C.宇宙飞船高速经过地球旁边时,地球上的人视察到飞船上的时钟变慢了

D.宇宙飞船高速经过地球旁边时,飞船上的人视察到飞船上的时钟变慢了

解析:依据长度收缩效应,沿运动方向长度变短,故选项A、B错误;依据时间延缓效应,宇宙飞船高速经过地球旁边时,地球上的人视察飞船在做高速运动,所以飞船上的时钟变慢了,故选项C正确;依据时间延缓效应,宇宙飞船高速经过地球旁边时,飞船上的人视察飞船是静止的,所以飞船上的时钟没有变慢,故选项D错误.

答案:C

6.强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追逐正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c.强强向壮壮发出一束光进行联络,壮壮丽测到该光束的传播速度为 ()

A.0.4c B.0.5cC.0.9c D.c

答案:D

【拓展提高】

7.(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的相识,推动了科学技术的创新和革命,促进了物质生产的旺盛与人类文明的进步.下列表述正确的是

()

A.牛顿发觉了万有引力定律

B.牛顿通过试验证明白万有引力定律

C.相对论的创立表明牛顿力学已不再适用

D.相对论时空观把物理学推到更高领域

解析:万有引力定律是牛顿发觉的,但在试验室里加以验证是卡文迪什进行的,选项A正确,选项B错误;相对论并没有否定牛顿力学,牛顿力学对低速、宏观运动仍适用,选项C错误;相对论时空观的建立,是人类取得的重大成就,从而把物理学推到更高领域,选项D正确.

答案:AD

8.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处,且vAvB.在火箭A上的人视察到的结果正确的是 ()

A.火箭A上的时钟走得最快

B.地面上的时钟走得最快

C.火箭B上的时钟走得最快

D.火箭B上的时钟走得最慢

解析:在火箭A上的人看来,地面和火箭B都高速远离自己,由Δt=Δτ1-(vc)

答案:A

9.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力,使电子从静止起先加速,则对这个加速过程,下列描述正确的是 ()

A.依据牛顿其次定律,电子将不断做匀加速运动

B.电子先做加速运动,后以光速做匀速运动

C.电子起先先近似于匀加速运动,后来速度增大,牛顿运