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高中物理人教版 (2019)必修 第二册5 相对论时空观与牛顿力学的局限性课后作业题
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册5 相对论时空观与牛顿力学的局限性课后作业题，共6页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。设有一载人飞船绕地球运动，如图所示。设该飞船在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为，地球质量为，引力常量为。则（ ）
A．，
B．，
C．地面上的观察者观察到飞船上的钟在近地点比在远地点走得更慢
D．根据相对论，飞船中的观察者发现静止于地面的钟走快了
2．飞船以0.9c的速度做匀速直线运动（c为光在真空中的传播速度），并向运动的反方向发出电磁波，甲在飞船内，乙在地球上，以下说法符合实际的是（ ）
A．甲、乙观察到飞船内时钟快慢一样
B．发出的电磁波相对于飞船的速度为1.9c
C．乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短
D．乙观察到与飞船保持相对静止的桌子做匀加速直线运动
3．下列说法正确的是（ ）
A．哥白尼根据多年的天文观测提出了“地心说”的观点
B．开普勒提出所有行星绕太阳做匀速圆周运动
C．牛顿总结出万有引力定律并测量出引力常量
D．爱因斯坦基于相对性原理和光速不变原理建立了狭义相对论
4．关于相对论与经典力学理论，下述说法中错误的是（ ）
A．经典力学是过时和错误的
B．经典力学适用于宏观、低速
C．相对论没有否定过去的科学
D．经典力学认为时空是绝对的
5．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学
B．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星
C．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G
D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
6．下面说法错误的是（ ）
A．滑动摩擦力有可能做正功，也有可能做负功
B．重力势能的变化与零势能面的选取无关
C．由于能量守恒，所以我们不需要节能
D．在狭义相对论中，物体的质量会随物体的速度的变化而变化
7．下列描述符合物理史实的是（ ）
A．牛顿运动定律不仅能准确描述宏观物体的运动规律还能准确描述微观粒子的运动规律
B．力属于国际单位制中的基本物理量，对应基本单位是牛顿
C．相对论的提出否定了牛顿力学
D．伽利略根据理想实验，提出力不是维持物体运动的原因
8．通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的有（ ）
A．停在地面上的汽车B．绕地球做匀速圆周运动的飞船
C．在大海上匀速直线航行的轮船D．以较大速度匀速运动的磁悬浮列车
9．关于经典力学的适用范围，可以总结为（ ）
A．宏观、高速运动的物体B．宏观、低速运动的物体C．微观、低速运动的物体D．微观、高速运动的物体
10．下列叙述错误的是（ ）
A．古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重，下落得越快
B．伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方
C．伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D．牛顿创立了以三大运动定律为基础的经典力学体系
二、多选题
11．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等价的
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的改变而改变
E．时间与物体的运动状态有关
12．下列说法正确的是________
A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是最简单、最基本的振动
B．波长为0.5m的水波比波长为0.6m的水波绕过0.8m的障碍时衍射现象更明显
C．光导纤维传递信息是利用了光的干涉原理
D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来的
E．狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的
13．下列说法正确的是 _____________
A．光的偏振现象说明光是一种横波
B．某玻璃对a光的折射率大于b光，则在该玻璃中传播速度a光大于b光
C．当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长
D．变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场
E．狭义相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的
14．下列说法中正确的是_____________
A．人耳能听见的声波比超声波更易发生明显衍射
B．离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变快
C．无论什么波，只要振幅足够太就可以产生明显的衍射现象
D．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹,这是光的衍射现象
E．光纤通信的工作原理是全反射,光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点
15．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是（ ）
A．牛顿首先发现了万有引力定律
B．卡文迪什第一个测出了引力常量，也成为了第一个测出地球质量的人
C．相对论的创立表明牛顿力学已不再适用
D．相对论时空观把物理学推到更高领域
三、解答题
16．一个优秀的短跑运动员在比赛时的速度可以达到，如果运动员跑完全程时，静止的计时员记录的时间为，则运动员携带的计时器记录的时间是否同样为？
17．高楼顶楼的钟和一楼的钟相比，哪个走得慢？
18．铁路旁边面对铁路有一张宣传画，是边长为5m的正方形，一高速列车以2×108m/s的速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子的？
19．简单分析伽利略相对性原理和爱因斯坦相对性原理的相同点和不同点．
20．试分析伽利略相对性原理与狭义相对论中相对性原理的区别和联系．
四、填空题
21．半人马星座α星是距离太阳系最近的恒星，它距离地球S＝4.3×1016m。设有一宇宙飞船自地球飞到半人马星座α星，若宇宙飞船相对于地球的速度为v＝0.999c，按地球上的时钟计算要用 年时间；以飞船上的时钟计算，所需时间为 年。
22．质量m=1.67×10-27kg的质子在高能粒子加速器中被加速为动能Ek=1.6×10-10J。某同学根据算出质子的速度v=4.38×108m/s（计算无误）。此速度值不合理之处是 ，说明 ；
23．发现万有引力定律的物理学家是 ，建立相对论的物理学家是 。
24．质量m=1.67×10-27kg的质子在高能粒子加速器中被加速到动能Ek=1.60×10-10J。某同学根据Ek＝计算出该质子速度大小v=4.38×108m/s（计算无误），此速度值的不合理之处是 ，这说明牛顿力学是有局限性的，其适用范围是 。
25．坐在以0.6c运行的光子火车里的观察者测得车站的站台长度为80m，那么站台上的观察者测量站台长为 ，如果在站台上同一地点发生两个事件的时间间隔为10分钟，那么火车里的观察者测量这两个事件的时间间隔为 。
参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．A
5．C
6．C
7．D
8．B
9．B
10．C
11．ABE
12．ADE
13．ADE
14．ADE
15．ABD
16．是
17．顶楼
18．司机看到一幅宽3.7m、高5m的宣传画
19．相同点：原理中参考系均指的是惯性系，也即牛顿运动定律在其中成立的参考系，或者是相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系，描述的物理规律对所有惯性系都是等价的；
不同点：伽利略相对性原理中的物理规律指力学规律，仅对低速物体适用；爱因斯坦相对性原理中的物理规律指的是一切物理过程的规律，这里的物理过程也包括光现象在内。
20．略
21． 4.5 0.20
22． 速度超过光速 牛顿力学只适用宏观物体的低速运动，微观、高速粒子运动时不成立
23． 牛顿 爱因斯坦
24． 超过真空中的光速 宏观、低速
25． 100m 12.5分
一、单选题
1．年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。设有一载人飞船绕地球运动，如图所示。设该飞船在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为，地球质量为，引力常量为。则（ ）
A．，
B．，
C．地面上的观察者观察到飞船上的钟在近地点比在远地点走得更慢
D．根据相对论，飞船中的观察者发现静止于地面的钟走快了
2．飞船以0.9c的速度做匀速直线运动（c为光在真空中的传播速度），并向运动的反方向发出电磁波，甲在飞船内，乙在地球上，以下说法符合实际的是（ ）
A．甲、乙观察到飞船内时钟快慢一样
B．发出的电磁波相对于飞船的速度为1.9c
C．乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短
D．乙观察到与飞船保持相对静止的桌子做匀加速直线运动
3．下列说法正确的是（ ）
A．哥白尼根据多年的天文观测提出了“地心说”的观点
B．开普勒提出所有行星绕太阳做匀速圆周运动
C．牛顿总结出万有引力定律并测量出引力常量
D．爱因斯坦基于相对性原理和光速不变原理建立了狭义相对论
4．关于相对论与经典力学理论，下述说法中错误的是（ ）
A．经典力学是过时和错误的
B．经典力学适用于宏观、低速
C．相对论没有否定过去的科学
D．经典力学认为时空是绝对的
5．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学
B．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星
C．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G
D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
6．下面说法错误的是（ ）
A．滑动摩擦力有可能做正功，也有可能做负功
B．重力势能的变化与零势能面的选取无关
C．由于能量守恒，所以我们不需要节能
D．在狭义相对论中，物体的质量会随物体的速度的变化而变化
7．下列描述符合物理史实的是（ ）
A．牛顿运动定律不仅能准确描述宏观物体的运动规律还能准确描述微观粒子的运动规律
B．力属于国际单位制中的基本物理量，对应基本单位是牛顿
C．相对论的提出否定了牛顿力学
D．伽利略根据理想实验，提出力不是维持物体运动的原因
8．通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的有（ ）
A．停在地面上的汽车B．绕地球做匀速圆周运动的飞船
C．在大海上匀速直线航行的轮船D．以较大速度匀速运动的磁悬浮列车
9．关于经典力学的适用范围，可以总结为（ ）
A．宏观、高速运动的物体B．宏观、低速运动的物体C．微观、低速运动的物体D．微观、高速运动的物体
10．下列叙述错误的是（ ）
A．古希腊哲学家亚里士多德认为物体越重，下落得越快
B．伽利略发现亚里士多德的观点有自相矛盾的地方
C．伽利略用实验直接证实了自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动
D．牛顿创立了以三大运动定律为基础的经典力学体系
二、多选题
11．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等价的
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的改变而改变
E．时间与物体的运动状态有关
12．下列说法正确的是________
A．位移与时间关系符合正弦函数规律的运动是最简单、最基本的振动
B．波长为0.5m的水波比波长为0.6m的水波绕过0.8m的障碍时衍射现象更明显
C．光导纤维传递信息是利用了光的干涉原理
D．电磁波的接收是利用电谐振把有用的信号选择出来的
E．狭义相对论中不同惯性参考系的物理规律是相同的
13．下列说法正确的是 _____________
A．光的偏振现象说明光是一种横波
B．某玻璃对a光的折射率大于b光，则在该玻璃中传播速度a光大于b光
C．当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的波长大于声源发出的波长
D．变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场
E．狭义相对论认为：真空中的光速大小在不同惯性参考系中都是相同的
14．下列说法中正确的是_____________
A．人耳能听见的声波比超声波更易发生明显衍射
B．离开地球的高速火箭里的人认为地球上时钟变快
C．无论什么波，只要振幅足够太就可以产生明显的衍射现象
D．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时能看到彩色的条纹,这是光的衍射现象
E．光纤通信的工作原理是全反射,光纤通信具有容量大、抗干扰性强等优点
15．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步。下列表述正确的是（ ）
A．牛顿首先发现了万有引力定律
B．卡文迪什第一个测出了引力常量，也成为了第一个测出地球质量的人
C．相对论的创立表明牛顿力学已不再适用
D．相对论时空观把物理学推到更高领域
三、解答题
16．一个优秀的短跑运动员在比赛时的速度可以达到，如果运动员跑完全程时，静止的计时员记录的时间为，则运动员携带的计时器记录的时间是否同样为？
17．高楼顶楼的钟和一楼的钟相比，哪个走得慢？
18．铁路旁边面对铁路有一张宣传画，是边长为5m的正方形，一高速列车以2×108m/s的速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子的？
19．简单分析伽利略相对性原理和爱因斯坦相对性原理的相同点和不同点．
20．试分析伽利略相对性原理与狭义相对论中相对性原理的区别和联系．
四、填空题
21．半人马星座α星是距离太阳系最近的恒星，它距离地球S＝4.3×1016m。设有一宇宙飞船自地球飞到半人马星座α星，若宇宙飞船相对于地球的速度为v＝0.999c，按地球上的时钟计算要用 年时间；以飞船上的时钟计算，所需时间为 年。
22．质量m=1.67×10-27kg的质子在高能粒子加速器中被加速为动能Ek=1.6×10-10J。某同学根据算出质子的速度v=4.38×108m/s（计算无误）。此速度值不合理之处是 ，说明 ；
23．发现万有引力定律的物理学家是 ，建立相对论的物理学家是 。
24．质量m=1.67×10-27kg的质子在高能粒子加速器中被加速到动能Ek=1.60×10-10J。某同学根据Ek＝计算出该质子速度大小v=4.38×108m/s（计算无误），此速度值的不合理之处是 ，这说明牛顿力学是有局限性的，其适用范围是 。
25．坐在以0.6c运行的光子火车里的观察者测得车站的站台长度为80m，那么站台上的观察者测量站台长为 ，如果在站台上同一地点发生两个事件的时间间隔为10分钟，那么火车里的观察者测量这两个事件的时间间隔为 。
参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．A
5．C
6．C
7．D
8．B
9．B
10．C
11．ABE
12．ADE
13．ADE
14．ADE
15．ABD
16．是
17．顶楼
18．司机看到一幅宽3.7m、高5m的宣传画
19．相同点：原理中参考系均指的是惯性系，也即牛顿运动定律在其中成立的参考系，或者是相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系，描述的物理规律对所有惯性系都是等价的；
不同点：伽利略相对性原理中的物理规律指力学规律，仅对低速物体适用；爱因斯坦相对性原理中的物理规律指的是一切物理过程的规律，这里的物理过程也包括光现象在内。
20．略
21． 4.5 0.20
22． 速度超过光速 牛顿力学只适用宏观物体的低速运动，微观、高速粒子运动时不成立
23． 牛顿 爱因斯坦
24． 超过真空中的光速 宏观、低速
25． 100m 12.5分
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