人教版高中物理必修二同步練習(xí)：7.5 相對論時空觀與牛頓力學(xué)...

更新時間：2024-02-02 瀏覽次數(shù)：48 類型：同步測試

一、選擇題

1. (2023高三上·南通開學(xué)考) 如圖所示，假設(shè)一列火車沿水平軌道接近光速勻速行駛，車廂正中央的光源S發(fā)出了一個閃光，車上的人甲和車旁邊的人乙進行觀察，則（　?。?p>

A . 甲認為閃光先到達車廂的后壁 B . 甲認為閃光先到達車廂的前壁 C . 乙認為閃光先到達車廂的后壁 D . 乙認為閃光先到達車廂的前壁

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2. (2023高一下·上海市期末) 如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是（）

A . 同時被照亮 B . A先被照亮 C . C先被照亮 D . 無法判斷

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3. (2023高一下·上海市期末) 愛因斯坦建立了廣義相對論，并根據(jù)這一理論推導(dǎo)得出三個著名的預(yù)言：水星軌道近日點的進動；太陽引起的光線偏折；光波的重力紅移。經(jīng)過科學(xué)實驗的檢驗，最終證實這些預(yù)言的理論計算與實驗結(jié)果都能吻合。這說明廣義相對論（）

A . 是人類對客觀世界的最終反映 B . 被觀察結(jié)果證實了理論的合理性 C . 是客觀事實檢驗過的絕對真理 D . 比牛頓引力理論更具實用價值

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4. (2023高一下·龍南期末) 一代代物理學(xué)家們在探究客觀世界的過程中，不斷發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律，總結(jié)研究方法，推動了生產(chǎn)力的發(fā)展和人類文明的進步。下列關(guān)于物理學(xué)史和物理學(xué)方法的敘述，正確的是（　?。?

A . “點電荷”和“電場強度”概念的提出，都應(yīng)用了比值定義法 B . 法國物理學(xué)家?guī)靵霭l(fā)現(xiàn)了庫侖定律，并通過油滴實驗測定了元電荷的電荷量 C . 地面上的人觀察高速飛行的火箭時，發(fā)現(xiàn)火箭里的鐘表變慢了 D . 海王星是先觀測到再計算其位置后被確定的，被稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”

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5. (2022高一下·光明期中) 2021年10月5日，三位科學(xué)家因為他們立于科學(xué)前沿探索世間奧秘，而共享諾貝爾物理學(xué)獎。物理學(xué)史上許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動了人類文明的進程，關(guān)于相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性，下列說法正確的是（）

A . 經(jīng)典力學(xué)能夠說明微觀粒子的規(guī)律性，仍能適用于宏觀物體的高速運動問題 B . 相對論與量子力學(xué)的出現(xiàn)否定了經(jīng)典力學(xué)，表示經(jīng)典力學(xué)已失去意義 C . 經(jīng)典力學(xué)并不等于牛頓運動定律，牛頓運動定律只是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ) D . 經(jīng)典力學(xué)在現(xiàn)代廣泛應(yīng)用，它的正確性無可懷疑，仍是普遍適用的

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6. (2023高一下·淮安期末) 如圖所示，位于教室中央的光源發(fā)出一個閃光，閃光照到了教室的前壁和后壁。教室的長度為10m。在平行于教室高速運動的太空飛船上的觀察者（）

A . 測得照到前壁的光速度小于c B . 觀測到飛船上的時間進程比教室快 C . 測得教室的長度大于10m D . 觀察到光先到達后壁

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7. (2022高一下·武漢月考) 500米口徑的中國天眼（FAST）是世界上已建成的最大的射電望遠鏡，可監(jiān)測脈沖星，探測引力波的存在。而引力波是實驗驗證愛因斯坦相對論的最后一塊“拼圖”。關(guān)于牛頓力學(xué)、相對論和量子力學(xué)，下列說法正確的是（）

A . 牛頓力學(xué)適用于研究宏觀物體的低速運動 B . 由于相對論的提出，牛頓力學(xué)已經(jīng)失去了它的應(yīng)用價值 C . 高速運動的μ子壽命變長這一現(xiàn)象，既能用相對論時空觀解釋，又能用經(jīng)典理論解釋 D . 不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的

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8. (2021高二上·廈門開學(xué)考) 如圖，慣性參考系S有一直徑為d的圓形。從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該圓形的圖像可能是（）

A . B . C . D .

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9. (2021高一下·紹興期末) 下列說法中正確的是（　?。?

A . 開普勒提出行星繞太陽運動的軌道都是橢圓 B . 萬有引力定律也適用于強相互作用力 C . 相對論物理學(xué)研究的是物體在低速運動時所遵循規(guī)律 D . 相對論物理學(xué)和量子力學(xué)的出現(xiàn)，使牛頓力學(xué)失去了意義

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10. (2022高一下·徐州期中) 如圖所示，一同學(xué)在教室上課，教室的長度為9m，教室中間位置有一光源。有一飛行器從前向后高速通過教室外側(cè)，已知光速為c、飛行器中的飛行員認為（）

A . 教室中的時鐘變快 B . 教室的長度大于9m C . 從光源發(fā)出的光先到達教室后壁 D . 光源發(fā)出的光，向后的速度小于c

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11. (2021高一下·無錫期末) 如圖所示，兩艘飛船A，B沿同一直線同向飛行，相對地面的速度均為 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 接近光速 $\text{[math]}$ ）。地面上測得它們相距為L，根據(jù)相對論時空觀，則A測得兩飛船間的距離（）

A . 大于L B . 等于L C . 小于L D . 與 $\text{[math]}$ 無關(guān)

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12. (2021高一下·阜寧期中) 如圖，按照狹義相對論的觀點，火箭B是“追趕”光的；火箭A是“迎著”光飛行的。若火箭相對地面的速度均為v，則兩火箭上的觀察者測出的光速分別為（）

A . c＋v，c-v B . c，c C . c-v，c＋v D . 無法確定

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13. (2021高一下·常熟期中) 如下圖所示，慣性系S中有一邊長為l的立方體，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上觀察該立方體的形狀是（）

A . B . C . D .

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二、多項選擇題

14. (2023高三下·杭州月考) 下列表述正確的是（　?。?p>

A . 機械能可以全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，但這個過程是不可逆的 B . 農(nóng)民給土壤松土，是為了使地下的水分快速上升到地面 C . 在一列沿平直軌道飛快地勻速行駛的火車車廂中央有一光源發(fā)出了一個閃光，則地面上的靜止觀察者看到：閃光先到達后壁，后到達前壁 D . 圖示電場是不可能存在的

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15. (2024高二上·上海市開學(xué)考) 1905年到1915年間，愛因斯坦先后發(fā)表的狹義相對論和廣義相對論在20世紀改變了理論物理學(xué)和天文學(xué)，取代了主要由牛頓創(chuàng)立的有200年歷史的力學(xué)理論。狹義相對論適用于基本粒子及其相互作用，描述了除引力以外的所有物理現(xiàn)象。廣義相對論解釋了引力定律及其與其他自然力的關(guān)系，適用于宇宙學(xué)和天體物理學(xué)領(lǐng)域，包括天文學(xué)。下列有關(guān)相對論的內(nèi)容，說法不正確的是（）

A . 狹義相對論的兩條基本假設(shè)是相對性原理與光速不變原理 B . 飛船以 $\text{[math]}$ 的速度航行，若飛船向正前方的某一星球發(fā)射激光，則該星球上的觀察者測量到的激光速度為 $\text{[math]}$ C . 牛頓力學(xué)是相對論在宏觀、低速（與光速相比）情況下的特例 D . 已知 $\text{[math]}$ 子低速運動時的平均壽命時 $\text{[math]}$ 。當它以 $\text{[math]}$ 的速度飛行，若以 $\text{[math]}$ 子為參考系，此時 $\text{[math]}$ 子的平均壽命變長

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16. 關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時空觀與相對論的時空觀，下列說法正確的是（）

A . 在經(jīng)典力學(xué)的時空觀中，同時是絕對的，即在一個參考系中的觀察者在某一時刻觀察到的兩個事件，對另一個參考系中的觀察者來說也是同時的 B . 在相對論的時空觀中，時間間隔是絕對的，即任何事件（或物體運動）所經(jīng)歷的時間，在不同的參考系中測量都是相同的，而與參考系的選取無關(guān) C . 在經(jīng)典力學(xué)的時空觀中，空間距離是絕對的，即如果各個參考系中用來測量長度的標準相同，那么空間兩點的距離是絕對的不變的量值，而與參考系的選取無關(guān) D . 相對論的時空觀就是一個絕對的時空觀，時間與空間物體的運動無關(guān) E . 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的

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17. (2020高一下·綿陽期末) 經(jīng)典力學(xué)有其局限性，相對論已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)之一。下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的說法中，正確的是（）

A . 經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力場 B . 經(jīng)典力學(xué)適用于范圍在10^-10 m以內(nèi)的微觀粒子運動 C . 經(jīng)典力學(xué)認為時間、空間與物質(zhì)及其運動之間是相互聯(lián)系的 D . 按照經(jīng)典力學(xué)，只要知道初始條件，就可以準確確定體系以往和未來的運動狀態(tài)

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18. (2020高一下·汾陽期中) 以下說法正確的是（）

A . 相對論與量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)理論 B . 在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量隨運動狀態(tài)而改變的 C . 經(jīng)典時空觀認為空間和時間是獨立于物體及其運動而存在 D . 當物體的運動速度遠小于光速時，相對論和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論仍有很大的區(qū)別

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三、非選擇題

19. (2023高一下·上海市期末) 如果光速只有 $\text{[math]}$ 甚至更小，相對論效應(yīng)會（選填“更顯著”還是“更不容易看到”），如果引力常量G增大，牛頓力學(xué)的適用范圍是（選填“變大”還是“變小”）

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20. (2023高一下·蕪湖期末) 若在速度為0.5倍光速的飛船上有一只完好的手表走過了60s，根據(jù)相對論時空觀的時間延緩效應(yīng)，地面上的人認為它走過這60s“實際”上花了s。

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21. (2023高一下·漳州期末) 按照狹義相對論的觀點，在太空中“迎著”光飛行的宇宙飛船上，觀察者測得的光速 $\text{[math]}$ （選填“大于”、“等于”、“小于”，其中 $\text{[math]}$ 為真空中的光速）。

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22. (2020高二下·綿陽期末) 在行進的火車車廂中測站臺上的兩根柱子之間的距離為L₁ ，在站臺上測這兩根柱子之間的距離為L₂ ，則L₁L₂（選填“小于”“大于”或“等于”）。

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23. (2019·江蘇模擬) 如圖所示，一列火車以速度v相對地面運動．地面上的人測得，某光源發(fā)出的閃光同時到達車廂的前壁和后壁．若此光源安放在地面上，則火車上的人的測量結(jié)果是閃光先到達(選填“前”或“后”)壁；若此光源安放在火車上；則火車上的人的測量結(jié)果是閃光先到達(選填“前”或“后”)壁．

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24. (2019·江蘇模擬) 如圖所示，宇航飛行器以接近光速的速度經(jīng)過地球．宇航艙內(nèi)點光源S與前壁M和后壁N距離都是L．某時刻光源S發(fā)出一個閃光，宇航艙內(nèi)儀器觀測到M、N同時接收到光信號，則地面觀測站觀測到閃光（選填“是”或“不是”）同時到達M、N；地面觀測站觀測到宇航艙前后壁間距離（選填“＞”“＝”或“＜”）2L．

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25. 某物體靜止時的質(zhì)量為1Kg，若該物體分別以100m/s和0.9倍光速運動，試按照狹義相對論的觀點分別計算出物體在兩種情況下的質(zhì)量，此結(jié)果說明了什么？

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26. (2017高二下·綏棱期中) 人馬星座α星是離太陽系最近的恒星，它距地球4.3×10¹⁶m．設(shè)有一宇宙飛船自地球往返于人馬星座α星之間．若宇宙飛船的速度為0.999c，按地球上的時鐘計算，飛船往返一次需多少時間？如以飛船上的時鐘計算，往返一次的時間又為多少？

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