人教版高中物理必修第二册课后习题 第7章 5 相对论时空观与牛顿力学的局限性.docVIP

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5相对论时空观与牛顿力学的局限性

课后·训练提升

学考过关检验

一、选择题(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)

1.关于牛顿力学,下列说法正确的是()

A.仅适用于微观粒子的运动

B.适用于宏观物体的低速运动

C.牛顿力学中,物体的质量与其运动速度有关

D.牛顿力学中,物体的长度与其运动速度有关

答案:B

解析:牛顿力学使用条件为宏观、低速,对微观、高速运动不再适用,选项A错误,B正确。在相对论力学中,物体的质量、长度与其运动速度有关;牛顿力学中,物体的质量、长度与其运动速度无关,选项C、D错误。

2.关于牛顿力学和量子力学,下列说法正确的是()

A.不论是对宏观物体,还是微观粒子,牛顿力学和量子力学都是适用的

B.量子力学适用于宏观物体的运动,牛顿力学适用于微观粒子的运动

C.牛顿力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动

D.上述说法都是错误的

答案:C

解析:牛顿力学适用于低速运动、宏观物体,不适用于高速运动、微观粒子。量子力学不适用于宏观物体,适用于微观粒子,选项C正确。

3.关于牛顿力学的局限性,下列说法正确的是()

A.火车提速后,有关速度问题不能用牛顿力学来处理

B.由于牛顿力学有局限性,所以一般力学问题都用相对论力学来解决

C.牛顿力学适用于宏观低速运动的物体

D.牛顿力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体

答案:C

解析:牛顿力学有局限性,适用于宏观、低速运动的物体,但对于一般力学问题仍能用牛顿力学来解决,所以即使在火车提速后,有关速度问题仍能用牛顿力学来处理,选项A、B错误,C正确;牛顿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,选项D错误。

4.下列物体的运动不能用牛顿力学描述的是()

A.飞机的飞行

B.人造卫星的运行

C.小汽车的行驶

D.光子的运动

答案:D

解析:牛顿力学适用于低速、宏观的物体,选项A、B、C不符合题意,D符合题意。

5.人类在探索自然规律的进程中总结了许多科学方法,如分析归纳法、演绎法、等效替代法、控制变量法、理想实验法等。在下列研究中,运用理想实验法进行研究的是()

A.牛顿发现了万有引力定律

B.伽利略得出力不是维持物体运动的原因

C.爱因斯坦提出相对论

D.普朗克提出量子论

答案:B

解析:“牛顿发现了万有引力定律、爱因斯坦提出相对论、普朗克提出量子论”都是可以通过科学实验验证的,选项A、C、D不符合题意;“伽利略得出力不是维持物体运动的原因”则无法通过科学实验验证,只有运用理想实验法来推导,选项B符合题意。

6.牛顿力学规律不适用于下列运动的是()

A.子弹的飞行

B.飞船绕地球的运行

C.列车的运行

D.粒子接近光速的运动

答案:D

解析:牛顿力学的适用范围是宏观、低速情形,子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运动,牛顿力学能适用,选项A、B、C错误;对于微观、高速的情形牛顿力学不适用,选项D正确。

7.物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识,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.卡文迪什发现了万有引力定律

B.牛顿通过实验证实了万有引力定律

C.相对论的创立表明牛顿力学已不再适用

D.爱因斯坦建立了狭义相对论,把物理学推进到高速领域

答案:D

解析:万有引力定律是牛顿发现的,但在实验室里加以验证是卡文迪什进行的,选项A、B错误;相对论并没有否定牛顿力学,牛顿力学对于低速、宏观运动仍适用,选项C错误;狭义相对论的建立,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。

8.关于牛顿力学与狭义相对论,下列说法正确的是()

A.狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律

B.狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律

C.牛顿力学研究的是微观物体在高速运动时所遵循的规律

D.牛顿力学研究的是宏观物体在高速运动时所遵循的规律

答案:B

解析:牛顿力学的运动规律适用于低速、宏观物体,而爱因斯坦的狭义相对论适用于高速世界。

二、非选择题

9.假如有一对孪生兄弟A和B,其中B乘坐速度为v=0.9c的火箭飞往大角星(牧夫座α),而后又飞回地球。根据A在地球上的观测,大角星离地球有40万光年远,这次B往返飞行经历时间为80.8年。如果B在离开地球时年龄为20岁,试问当B回到地球时,他的年龄有多大?

答案:55.2岁

解析:设A观察到B在飞船惯性系中经历的时间为Δt,

根据钟慢效应得Δt=Δτ1-v

所以B回到地球时的年龄为20+35.2=55.2(岁)。

选考素养提升

一、选择题Ⅰ(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)

1.A、B两火箭沿同一方向高速