第7章 第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性(练习)-状元桥·优质课堂新教材高中物理必修第二册（人教版）.docx

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[基础训练]

题组一牛顿力学的适用范围

1．下列情境中，经典力学不适用的是()

A．小朋友坐滑梯下滑

B．轮船在大海上航行

C．宇宙粒子接近光速运动

D．子弹在空中飞行

答案C

解析对于高速运动问题，经典力学已不再适用，选项C正确．

2．美国科学家宣布，他们探测到引力波的存在．引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限性．关于经典力学，下列说法正确的是()

A．经典力学完全适用于宏观低速运动

B．经典力学取得了巨大成就，是普遍适用的

C．随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论

D．由于相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的应用价值

答案A

解析经典力学完全适用于宏观低速运动的物体，宏观物体是相对于微观粒子而言的，选项A正确；经典力学取得了巨大的成就，但它也具有一定的局限性，并不是普遍适用的，选项B错误；在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，不会过时也不会失去价值，选项C、D错误．

3．(多选)20世纪以来人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子．这说明()

A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论

B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的

C．经典力学与相对论是相互矛盾的一对理论

D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律

答案BD

解析人们对客观世界的认识，要受到所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断地扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生，并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形，选项A、C错误，B、D正确．

4．(多选)2017年6月16日，来自中国的“墨子号”量子卫星从太空发出两道红色的光，射向青海德令哈站与千公里外的云南丽江高美古站，实现人类历史上第一次距离达“千公里级”的量子密钥分发．下列说法正确的是()

A．牛顿力学适用于描述“墨子号”绕地球运动的规律

B．牛顿力学适用于描述光子的运动规律

C．量子力学可以描述“墨子号”发出的“两道红光”的运动规律

D．量子力学的发现说明牛顿力学已失去了实用价值

答案AC

解析牛顿力学可以用来描述物体的宏观低速运动，故牛顿力学适用于描述“墨子号”绕地球运动的规律，选项A正确；对于运动速度接近光速的物体的运动，不适合用牛顿力学来描述，选项B错误；量子力学可以描述“墨子号”发出的“两道红光”的运动规律，因为红光运动的速度为光速，所以需考虑相对论效应，使用量子力学描述，选项C正确；量子力学和牛顿力学适用范围不同，量子力学适用于高速运动，在宏观低速运动中，牛顿力学仍然适用，不能说牛顿力学已经失去了实用价值，选项D错误．

题组二对相对论的理解

5．(多选)下列说法符合狭义相对论的假设的是()

A．在不同的惯性系中，一切力学规律都是相同的

B．在不同的惯性系中，物理规律一般是不同的

C．在不同的惯性系中，真空中的光速都是相同的

D．在不同的惯性系中，真空中的光速都是不同的

答案AC

解析在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的，选项A正确，B错误；在不同的惯性系中，真空中的光速都是相同的，选项C正确，D错误．

6．(多选)在狭义相对论中，下列说法正确的是()．

A．所有惯性系中基本规律都是相同的

B．在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关

C．在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度不相同

D．质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变

答案AB

解析根据相对论的观点，在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的；在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都相等；质量、长度、时间的测量结果会随物体与观察者的相对状态而改变，选项A、B正确，C、D错误．

7．如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭A是迎着光行驶的，火箭B是“追赶”光的，若火箭相对于地面的速度为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为()

A．c＋vc－v B．c－vc＋v

C．cc D．无法确定

答案C

解析根据光速不变原理，在一切惯性参考系中，测量到的真空中的光速都一样，因此在火箭A、B两个惯性参考系中，观察者测量到的光速一样大，均为c，选项C正确．

8．在地面附近有一高速飞行的火箭，关于地面上的观察者和火箭中的工作人员观察到的现象，下列说法正确的是()

A．地面上的人观察到火箭变短