人教版高中物理必修第二册课后习题 第7章 万有引力与宇宙航行 分层作业19 相对论时空观与牛顿力学的局限性.docVIP

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分层作业19相对论时空观与牛顿力学的局限性

A组必备知识基础练

题组一相对论时空观

1.如图所示,强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮乘坐的飞船的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为()

A.0.4c B.0.5c

C.0.9c D.c

2.(多选)一列车的长度与桥梁长度相同,列车以接近光速通过桥梁,地面的观察者和列车内的观察者看到车头刚通过这座桥时()

A.地面的观察者看到车尾已上桥

B.地面的观察者看到车尾未上桥

C.列车内的观察者看到车尾已上桥

D.列车内的观察者看到车尾未上桥

题组二牛顿力学的成就与局限性

3.下列关于牛顿力学的说法正确的是()

A.牛顿力学适用于宏观、低速(远小于光速)运动的物体

B.牛顿力学适用于微观、高速(接近光速)运动的粒子

C.相对论和量子力学的出现,表明牛顿力学已被完全否定了

D.牛顿力学在理论和实践上取得了巨大的成功,从地面到天体的运动都服从牛顿力学的规律,因此任何情况下都适用

4.(多选)牛顿的经典力学能很好地解释下列哪些现象 ()

A.高速公路上行驶的汽车

B.空气中下落的雨滴

C.原子核外电子绕核的转动

D.空气中飘浮的肥皂泡

B组关键能力提升练

5.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

6.(多选)(山西太原期末)以下说法正确的是 ()

A.经典物理学家认为如果两个事件在一个参考系中是同时的,在另一个参考系中也是同时的

B.对于宏观物体的低速运动问题,量子力学与牛顿力学的结论是一致的

C.牛顿力学不仅适用于宏观物体的低速运动,也适用于微观粒子的高速运动

D.相对论与量子力学否定了牛顿力学理论

7.如图所示,沿平直铁路有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()

A.同时被照亮 B.A先被照亮

C.C先被照亮 D.无法判断

8.一枚静止时长度为30m的火箭以1.5×108m/s的速度从观察者的身边掠过,已知光速为3×108m/s,观察者测得火箭的长度约为()

A.30m B.15m

C.34m D.26m

C组核心素养拔高练

9.在一个高速旋转的巨大转盘上放置三个完全相同的时钟,A放在转轴处,B放在中间,C放在边缘处,如图所示。对于地面上的观察者,根据相对论认为三个时钟的快慢情况,下列说法正确的是()

A.A钟最快,B、C钟一样慢

B.A钟最慢,B、C钟一样快

C.A钟最快,C钟最慢

D.A钟最慢,C钟最快

分层作业19相对论时空观与牛顿力学的局限性

1.D解析根据爱因斯坦相对论,在任何参考系中,光速不变,即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变,所以壮壮观测到该光束的传播速度为c,D正确。

2.AD解析根据相对论,地面上的观察者看到的高速运动的列车比静止时更短,也就是比静止的桥短,所以地面观察者看到车头刚通过这座桥时,车尾已上桥,A正确,B错误;列车内观察者看到列车是静止的,列车长度不变,桥高速运动,桥变短了,所以列车内观察者看到车头刚通过这座桥时,车尾在桥外(未上桥),C错误,D正确。

3.A解析牛顿力学只适用宏观、低速的物体,相对论和量子力学并没有否定牛顿力学,而是认为牛顿力学是相对论在一定条件下的特殊情况,故A正确。

4.ABD解析经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界。高速公路上行驶的汽车、空气中下落的雨滴、空气中飘浮的肥皂泡都属于宏观、低速范畴,经典力学适用;原子核外电子绕核的转动属于微观现象,经典力学不适用,故A、B、D正确。

5.B解析牛顿力学规律只适用宏观低速物体,不适用微观高速粒子的运动,则不能用牛顿力学规律描述的是粒子接近光速运动,故选B。

6.AB解析经典物理学家认为,如果两个事件在一个参考系中认为是同时的,在另一个参考系中一定也是同时的,而根据爱因斯坦的两个假设,同时是相对的,故A正确;相对论和量子力学的出现,并没有否定牛顿力学,牛顿力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形,故B正确,D错误;牛顿力学只适用于宏观物体的低速运动,故C错误。

7.C解析列车上的观测者以列车为参考系,铁塔A、B、C沿CA方向以接近光速运动,根据光速不变原理,铁塔B发出的闪光向A和C均以光速c传播,而A是远离光线运动,C是向着光线运动,在列车上的观测者看来,光传播到A的距离长一些,