专题7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（练）-2021-2022学年高一物理同步讲练测（人教版2019必修第二册）（解析版）

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专题 7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（练）
一、单选题
1．关于经典时空观和相对论时空观，以下说法正确的是（　　）
A．相对论时空观认为运动的时钟会变快
B．经典时空观认为时间间隔，空间距离以及物体的质量都是绝对不变的
C．经典时空观认为时间和空间不是独立于物体及其运动而存在的
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
【答案】B
【解析】
A．根据钟慢效应，知相对论时空观认为运动的时钟会变慢，故 A错误；
B．经典时空观认为时间间隔、空间距离以及物体的质量都是绝对不变的，故 B正确；
C．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，而相对论时空观认为时
间和空间与物体及其运动有关系，故 C错误；
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相差不大，故经典力学是
适用的，故 D错误。
故选 B。
2．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
【答案】D
【解析】
A．牛顿建立了经典力学的理论体系，A正确，不符合题意；
B．用经典力学能够解释高速列车的运动规律，因为高速列车的速度远低于光速，B正确，
不符合题意；
C．经典力学不适合微观高速，所以用经典力学不能解释微观高速粒子的某些现象，C正确，
不符合题意；
D．相对论和量子理论没有否定经典力学，D错误，符合题意。
故选 D。
3． 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。如图所示，设卫星在近地点、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
【答案】C
【解析】
AB．根据开普勒第二定律可知卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，即
若卫星绕地心做轨道半径为 的圆周运动时，根据
得
将卫星从半径 r的圆轨道变轨到图示的椭圆轨道必须在近地点加速使其做离心运动，所以
故AB 错误；
C．根据爱因斯坦的狭义相对论，运动具有延迟效应，故地面上的观察者看到飞船上的钟
变慢了；由于近地点飞船的速度大，则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，故 C正确；
D．根据相对论的延迟效应，飞船上的人以自己为参考系，认为地球在高速运动，故看到
地球上的钟变慢了，故 D错误。
故选 C。
4．关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法中正确的是（　　）
A．相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，彻底否认了经典力学
B．相对论认为真空中的光速在不同的惯性参考系中是不同的
C．牛顿定律不适用于研究中国空间站天和核心舱的高速发射
D．经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例
【答案】D
【解析】
A．相对论和量子力学并没有否定经典力学，认为经典力学是在一定条件下的特殊情形，
故A错误；
B．根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的，故 B
错误；
C．牛顿定律属于经典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，低速和高速的标
准是相对于光速，可判定牛顿定律适用于研究中国空间站天和核心舱的高速发射，故 C错
误；
D．经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例，它包含于相对论和量子力学中，
故D正确。
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