人教版物理必修2同步练习：7.5 相对论时空观与牛顿力学的局...

更新时间：2024-03-28 浏览次数：15 类型：同步测试

一、选择题

1. (2021高一下·德惠月考) 关于经典时空观和相对论时空观，下列说法错误的是（）

A . 经典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 . 研究接近光速的粒子不适合使用经典力学 D . 当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别

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2. (2019高二下·张家口期中) 在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是（）

A . 运动中的物体，其质量无法测量 B . 物体的速度远小于光速，质量变化极小 C . 物体的质量太大 D . 物体质量并不随速度变化而变化

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3. (2019高二下·扬州开学考) 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）的光火箭沿AB方向飞行.两观察者身边各有一只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AB间的距离大于乙测得的AB间的距离 B . 甲认为飞船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变快了 C . 甲测得光速为c，乙测得的光速为c-v 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A先接收到闪光

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4. (2017·河东模拟) 经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，这里的“高速”指（）

A . 接近真空中光的传播速度 B . 第一宇宙速度 C . 高速列车允许行驶的最大速度 D . 声音在空气中的传播速度

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5. 在一高速列车通过洞口为圆形的隧道，列车上的司机对隧道的观察结果为( )

A . 洞口为椭圆形，长度变短 B . 洞口为圆形、长度不变 C . 洞口为椭圆形、长度不变 D . 洞口为圆形，长度变短

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6. 当物体以很大速度运动时，它的质量m与静止质量m₀的关系是 $\text{[math]}$ ，此时它的动能应该是( )

A . $\text{[math]}$ mv² B . $\text{[math]}$ m₀v² C . mc²－m₀c² D . 以上说法都不对

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二、多项选择题

7. (2019·衡阳模拟) 下列说法正确的是_____。

A . 医院里用于检测的彩超的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速，这一技术应用了多普勒效应 B . 单摆做简谐运动的回复力大小总与偏离平衡位置的位移大小成正比 C . 在水中的潜水员斜向上看岸边的物体时，看到的物体比物体所处的实际位置低 D . 水中的气泡，看起来很明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故 E . 地面上静止的人观察一条沿杆自身长度高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小

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8. (2018高一下·西山期中) 爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为（）

A . 否定了经典力学的绝对时空观 B . 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 C . 打破了经典力学体系的局限性 D . 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界

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9. 对于公式m＝ $\text{[math]}$ ，下列说法中正确的是（）

A . 公式中的m₀是物体以速度v运动时的质量 B . 当物体运动速度v>0时，物体的质量m>m₀ ，即物体的质量改变了，故经典力学不适用 C . 当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学仅适用于低速运动，而不适用于高速运动 D . 通常由于物体的速度太小，质量的变化不能引起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化

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10. 下列说法中正确的是（）

A . 根据牛顿的万有引力定律可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的 $\text{[math]}$ 时，引力将变为原来的4倍 B . 按照广义相对论可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的 $\text{[math]}$ 时，引力将大于原来的4倍 C . 在天体的实际半径远大于引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大 D . 在天体的实际半径接近引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大

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11. (2016·新乡模拟) 1905年，爱因斯坦提出了著名的狭义相对论，给物理科学带来了巨大的进步．根据狭义相对论的理论，下列说法中正确的是（）

A . 在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B . 真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 C . 根据狭义相对论可知，同时是绝对的 D . 根据狭义相对论可知，物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的 E . 根据狭义相对论可知，在相对地面以速度v高速运动的火车上，当人以相对火车速度u′沿火车前进的方向运动时，则该人相对地面的速度为u=u′+v

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12. (2017高一上·成都期末) 下列对经典力学的说法中，不正确的是（）

A . 牛顿建立了经典力学的理论体系 B . 用经典力学能够解释高速列车的运动规律 C . 用经典力学不能解释微观高速粒子的某些现象 D . 相对论和量子理论完全否定了经典力学

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13. 在地面附近有一高速飞过的火箭．关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是( )

A . 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了 B . 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了 C . 火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化 D . 火箭上的人看地面物体长度变小，时间进程变慢了

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14. 下列说法中正确的是( )

A . 万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释 B . 电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释 C . 狭义相对论是惯性参考系之间的理论 D . 万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架

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15. 关于非惯性系，下列说法正确的是（）

A . 匀速运动的参考系是非惯性系 B . 变速运动的参考系是非惯性系 C . 牛顿定律在非惯性系中不再成立 D . 牛顿定律在非惯性系中仍然成立

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16. 一个物体静止时质量为m₀ ，能量为E₀；速度为v时，质量为m ，能量为E ，动能为E_k ，下列说法正确的是( )

A . 物体速度为v时能量E＝mc² B . 物体速度为v时动能E_k＝mc² C . 物体速度为v时动能E_k＝mv² D . 物体速度为v时动能E_k＝(m－m₀)c²

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17. 在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于运动方向在飞船内传播，下列说法中的正确的是( )

A . 船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的 B . 船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的 C . 航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的 D . 航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的

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三、非选择题

18. 根据爱因斯坦的狭义相对论，质量要随着物体运动速度的增大而增大，即m＝ $\text{[math]}$ .请讨论：
1. （1）如果你使一个物体加速、加速、再加速，它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗？为什么？
2. （2）光有静止质量吗？如果有，情况将会怎样？
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19. (2016·南京模拟)
如图所示，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以速度u（u接近光速c）远离地球，飞船发出频率为 $\text{[math]}$ 的单色光．地面上的人接收到光的频率（选填“大于 ”、“等于”或“小于”） $\text{[math]}$ ，看到宇宙飞船宽度（选填“大于 ” 、“等于”或“小于”）l．

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20. 关于宇宙的成因，目前比较易被接受的是宇宙起源于 .

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21. 物体的质量m与其蕴含的能量E之间的关系是：.由此可见，物体质量，其蕴含的能量．能量与质量成，所以质能方程又可写成．

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22. 假如宇宙飞船是全封闭的，航天员与外界没有任何联系．但是航天员观察到，飞船内没有支撑的物体都以某一加速度落向舱底．请分析这些物体运动的原因及由此得到的结论．

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23. 在以0.5g加速度前进的火车中，摆长为l的单摆的周期为火车静止时单摆周期的倍.（g为自由落体的加速度）

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24. 广义相对性原理：在中，物理规律都是的．
等效原理：一个引力场与一个的参考系等价．
广义相对论的几个结论：①物质的使光线弯曲．②引力场的存在使空间不同位置的出现差别，引力场，时间进程越慢．

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25. 电子的静止质量m₀＝9.11×10^－³¹kg，经电压加速后速率为0.94c ，求电子的相对论质量．

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26.
请同学们考虑并回答以下几个问题：
①如图所示，参考系相对于参考系静止时，人看到的光速应是多少？
②参考系相对于参考系以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？
③ 参考系相对于参考系以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？

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27. 试述经典力学的时空观及所遇到的困难.

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28. 的参考系称为惯性系，匀速运动的汽车、轮船等作为参考系时就是惯性系．不成立的参考系称为非惯性系．例如我们坐在加速的车厢里，以车厢为参考系观察到路边的树木、房屋向后方加速运动，根据牛顿运动定律，房屋树木应该受到不为零的合外力作用，但事实上没有，也就是牛顿运动定律不成立，这里加速的车厢就是非惯性系．

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29.
如图所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5 kg的小球，正随车厢以20 m/s的速度匀速前进.现在给小球一个水平向前的F=5 N的拉力作用，求经10 s时，车厢里的观察者和地面上的观察者看到小球的速度分别是多少？

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