高中物理人教版 (2019)必修 第二册相对论时空观与牛顿力学的局限性课时训练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册相对论时空观与牛顿力学的局限性课时训练，共13页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法正确的是( )
A.爱因斯坦的狭义相对论认为运动的时钟变快
B.狭义相对论认为一切物理规律对于所有惯性系都具有相同的形式
C.在高速运动情况下,牛顿力学的规律仍然适用
D.可以通过力学实验区分均匀引力场和一个做匀加速运动的参考系
答案:B
解析:狭义相对论认为运动的时钟变慢,选项A错误;狭义相对论认为在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的,选项B正确;在高速运动情况下,经典力学的规律不再适用,选项C错误;一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系等价,不能通过力学实验来区分,选项D错误。
2.如图所示,假设一列火车沿水平轨道接近光速匀速行驶,车厢正中央的光源S发出了一个闪光,火车上的人甲和火车旁边的人乙进行观察,则( )
A.甲认为闪光先到达车厢的后壁
B.甲认为闪光先到达车厢的前壁
C.乙认为闪光先到达车厢的后壁
D.乙认为闪光先到达车厢的前壁
答案:C
解析:车厢是个惯性系,光源在车厢中央,车厢中的甲认为,光向前向后传播的速度、路程均相等,闪光同时到达前后两壁,选项A、B错误;火车旁边的乙以地面为参考系,根据狭义相对论原理,光向前后传播的速度相等,在闪光向两壁运动的过程中,车厢向前行进了一段距离,所以向前的闪光传播的路程长,到达前壁的时刻晚些,选项C正确,D错误。
3.以高速运动的列车为例(如图所示),假定车厢内安装着一个墨水罐,它每隔一定时间滴出一滴墨水,车厢上的人测得,墨水在t1'、t2'两个时刻在地面形成P、Q两个墨点,也就是说发生了两个事件,车厢上的人认为两个事件的时间间隔是Δτ=t2'-t1',地面观察者测得的时间间隔为Δt=t2-t1,则Δτ与Δt的关系是( )
A.Δτ>ΔtB.Δτ0时,物体的质量m>m0,即物体的质量改变了,故牛顿力学不再适用
C.当物体以较小速度运动时,质量变化十分微弱,牛顿力学理论仍然适用,只有当物体的运动速度接近光速时,质量变化才明显,故牛顿力学适用于低速运动,而不适用于高速运动
D.通常由于物体的运动速度太小,质量变化十分微弱,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化
答案:CD
解析:根据公式m=m01-vc2,当物体的运动速度v>0时,物体的质量m>m0,但是当物体以较小速度运动时,质量变化十分微弱,牛顿力学理论仍然适用,只有当物体的运动速度接近光速时,质量变化才明显,故牛顿力学适用于低速运动,而不适用于高速运动,选项A、B错误,C正确;通常物体的运动速度太小,质量变化十分微弱,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化,选项D正确。
7.如图所示,沿平直铁路有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得两铁塔A、C被照亮的顺序是( )
A.同时被照亮B.铁塔A先被照亮
C.铁塔C先被照亮D.无法判断
答案:C
解析:列车上的观测者以列车为参考系,列车沿AC方向以接近光速运动,根据光速不变原理,铁塔B发出的闪光向铁塔A和C均以光速c传播,而闪光向铁塔A运动是远离光线运动,向铁塔C运动是向着光线运动,在列车上的观测者看来,光传播到铁塔A的距离长一些,传播到铁塔C的距离短一些,所以光线先传播到铁塔C,即铁塔C先被照亮,选项C正确。
8.在一个高速旋转的巨大转盘上放置三个完全相同的时钟,a放在转轴处,b放在a、c中间,c放在边缘处,如图所示。对于地面上的观察者,根据相对论认为三个时钟的快慢情况,下列说法正确的是( )
A.时钟a最快,时钟b、c一样慢
B.时钟a最慢,时钟b、c一样快
C.时钟a最快,时钟c最慢
D.时钟a最慢,时钟c最快
答案:C
解析:时钟a、b、c在高速旋转的巨大转盘上运动,角速度相等,根据v=ωr,可知va