7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性课件（备作业）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）（解析版）

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7.5 相对论的时空观与牛顿力学的局限性
一、选择题
1．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是（　　）
A．经典力学适用于微观高速运动的物体
B．尽管经典力学有局限性，可是生活中一般力学问题都用经典力学来解决
C．天宫二号速度很大，有关速度问题不能用经典力学来处理
D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体
【答案】B
【解析】经典力学适用范围是宏观低速的物体，对于微观高速不适用，高速指速度接近光速，所以对于一
般的力学问题、火车速度问题，经典力学是适用的，故选 B。
2．下列说法正确的是（　　）
A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度
B．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变小
C．X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官
D．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态无关
【答案】C
【解析】A．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片用来滤掉部分反射光，使拍摄的物体
更加清晰，A错误；
B．当波源与观察者互相靠近时，观察者接收到的波的频率会变大，B错误；
C．X射线能够穿透物质，可以用来检查人体内部器官，也就是 X透视，C正确；
D．相对论理论认为空间和时间与物质的运动状态有关，D错误。
故选 C。
3．在 1905 年爱因斯坦提出了《狭义相对论理论》，但此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理
论下的观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正
确的是（　　）
A．在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
C．物体在接近光速运动时，它的质量会变小
D．物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大
【答案】B
【解析】A．在不同的惯性参考系中，一切物体的规律都是相同的，所以 A错误；
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，所以 B正确；
C．由相对论知 其中 为物体静止时的质量，所以当物体在接近光速运动时，它的质量会变大，
所以 C错误；
D．由相对论可知 其中 为物体相对静止的人的长度，则当物体在接近光速运动时，它沿运动
方向上的长度会变小，所以 D错误。故选 B。
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。
故选 D。
5．关于物体的质量，下列说法不正确的是（　　）
A．在经典力学中，物体的质量是保持不变的
B．在经典力学中，物体的质量随物体的速度的变化而变化
C．在狭义相对论中，物体静止时的质量最小
D．在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大
【答案】B
【解析】AB．在经典力学中，物体的质量是保持不变的，故 A正确，B错误；
C．在狭义相对论中，由于物体的速度 v不可能达到光速 c，所以 v<c，则
1－（ ）2<1
根据
m=
可知 CD 正确。
本题选不正确的，故选 B。
6．相对于地球的速度为 v的一飞船，要到离地球为 5光年的星球上去。若飞船的宇航员测得该旅程为3光
年，则 v应为（　　）
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】根据距离的相对性公式，有
则有
代入数据有
解得
故选 D。
7．如图所示，一同学在教室上课，教室的长度为 9m，教室中间位置有一光源。有一飞行器从前向后高速
通过教室外侧，已知光速为 c
、
飞行器中的飞行员认为（　　）
A．教室中的时钟变快
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