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限性（优生加练）

试卷更新日期：2024-03-28 类型：同步测试

进入出卷网下载

一、选择题

1. 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

查看试题解析
2. 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

查看试题解析
3. 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

查看试题解析
4. 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

查看试题解析
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

查看试题解析
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 $m = \frac{m_{0}}{\sqrt{1 - \frac{v^{2}}{c^{2}}}}$ ，此时它的动能应该是( )

A、 $\frac{1}{2}$ mv² B、 $\frac{1}{2}$ m₀v² C、mc²－m₀c² D、以上说法都不对

查看试题解析

二、多项选择题

7. 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

查看试题解析
8. 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

查看试题解析
9. 对于公式m＝ $\frac{m_{0}}{\sqrt{1 - {(\frac{v}{c})}^{2}}}$ ，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

查看试题解析
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 $\frac{1}{2}$ 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 $\frac{1}{2}$ 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

查看试题解析
11. 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

查看试题解析
12. 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

查看试题解析
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

查看试题解析
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

查看试题解析
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

查看试题解析
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

查看试题解析
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

查看试题解析

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＝ $\frac{m_{0}}{\sqrt{1 - {(\frac{v}{c})}^{2}}}$ .请讨论：

(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)、光有静止质量吗？如果有，情况将会怎样？

查看试题解析
19.
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 $ν$ 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”） $ν$ ，看到宇宙飞船宽度（选填“大于 ” 、“等于”或“小于”）l．

查看试题解析
20. 关于宇宙的成因，目前比较易被接受的是宇宙起源于 .

查看试题解析
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．

查看试题解析
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．

查看试题解析
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）

查看试题解析
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．

查看试题解析
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．

查看试题解析
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？

查看试题解析
27. 试述经典力学的时空观及所遇到的困难.

查看试题解析
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．

查看试题解析
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？

查看试题解析