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当堂达标检测题

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2020-2021学年人教版（2019）必修第二册7.5相对论时空观与牛顿力学局限性 课时作业7（含解析）  1．下列对爱因斯坦质能方程的理解正确的是（    ）A．中能量E其实就是物体的内能B．公式适用于任何类型的能量C．由知质量与能量可以相互转化D．不适合用来计算电池中的化学能2．一个质量为的物体，从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的不断增大，下列说法正确的是（    ）A．物体的速度越大，它的质量就越小B．物体的速度越小，它的质量就越大C．物体的质量与其速度无关D．随着速度的增大，物体的质量将变大3．在高速公路上行驶的质量为的小轿车，关于它的质量下列说法正确的是（    ）A．大于 B．小于 C．等于 D．质量为零4．某实验小组的同学为了研究相对论的知识，取了三个完全相同的机械表，该小组的同学将机械表甲放在一辆高速行驶的动车上，机械表乙放在高速转动的圆盘上，转盘的向心加速度约为地球表面重力加速度的200倍，机械表丙放在密度极大的中子星附近。对这三个机械表的运行，下列说法正确的是（    ）A．甲、乙丙三个机械表都明显走慢B．机械表乙和丙明显走慢，而机械表甲没有明显的变化C．三个机械表始终一样D．由于机械表丙受到中子星强大的引力，因此仅机械表丙明显走慢5．有一把长为的尺子竖直放置，现让这把尺子沿水平方向以接近光的速度运行，运行过程中尺子始终保持竖直，那么我们此时再测量该尺子的长度将（    ）A．大于 B．小于 C．等于 D．无法测量6．美国科学家2016年2月11日宣布，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7．关于经典力学、相对论、量子力学，下列说法正确的是（    ）A．不论是对宏观物体，还是对微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的B．经典力学适用于低速运动的物体，相对论适用于高速运动的物体C．经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动D．相对论与量子力学否定了经典力学理论8．火箭发射升空，并成功将卫星送入预定轨道。则（　　）A．经典力学认为火箭的速度越大，长度越大B．经典力学认为火箭的速度越大，质量越大C．虽然卫星在轨速度高达3.1km/s，但经典力学依然可以精确描述其运动D．经典力学也适用精确描述高速电子的运动及进行量子通信的研究9．牛顿运动定律适用于（  ）A．宏观物体的高速运动B．宏观物体的低速运动C．微观粒子的高速运动D．微观粒子的低速运动10．下列说法中正确的是（　　）A．经典力学适用于任何情况下的任何物体B．狭义相对论否定了经典力学C．量子力学能够描述微观粒子运动的规律性D．万有引力定律也适用于强引力作用 11．随着科学技术的发展，人类遨游太空终究会实现。如果某飞船在以的速度飞行靠近某一星球时，发出一光源信号提示该星球上的人。假设所有的星球均相对静止，为光在真空中的速度。则下列说法正确的是（    ）A．该星球上的人看到的光源信号的速度为B．该星球上的人看到的光源信号的速度为C．地球上的人看到的光源信号的速度为D．飞船正后方的某星球上的人看到的光源信号的速度为12．对狭义相对论的理解正确的是（    ）A．在不同惯性系中，基本的物理规律可能是不同的B．在不同惯性系中，光在真空中的传播速度均相同C．狭义相对论适合于任何惯性系即适合于一切物体D．狭义相对论只涉及惯性系13．下列说法正确的是      A．声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度快B．受迫振动中驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片是为了增加透射光的强度D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人认为飞船上的时钟变慢E.机械波的波长越长，则该波越容易发生衍射现象14．下列说法正确的是     A．做简谐振动的物体，速度和位移都相同的相邻时间间隔为一个周期B．当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生衍射C．波的周期与波源的振动周期相同，波速与波源的振动速度相同D．电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关15．以下关于物理学知识的叙述，其中正确的是(　　)A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在C．交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理D．狭义相对论认为，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的16．下列说法中正确的是_________。A．在干涉现象中，振动加强点的位移总比振动减弱点的位移要大B．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小时，将发生明显的衍射现象C．测量某星球上某些元素发出光的频率，与地球上这些元素静止时的发光频率对照，就可以得出该星球靠近或者远离地球的速度，这利用了多普勒效应。D．偏振光可以是横波，也可以是纵波E.在任何惯性系中，光在直空中的速率都相等17．下列说法中正确的是        A．变化的电场一定能够在其周围空间产生变化的磁场从而形成电磁波B．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C．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关D．机械波的传播需要介质，电磁波能够在真空中传播E.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线中频率最高的是X射线  18．对于微观高速运行的粒子万有引力定律不再适用．（____）
参考答案1．B【详解】A．中能量包括静质能和动能，而非物体的内能，A错误；BD．也可以计算电池中的化学能，适用于任何类型的能量，B正确，D错误；C．物体具有的质量与质量对应的能量称为质能，表明质量与能量之间存在一一对应的关系，物体吸收或放出能量，则对应的质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化，C错误。故选B。2．D【详解】根据相对论时空观可知，物体的质量与它的速度有关，当物体的速度很大时，质量也会变得很大，故选项D正确，ABC错误。故选D。3．C【详解】在高速公路上运动的小轿车的速度远小于光速（属于低速宏观现象），质量的变化可以忽略不计，即轿车质量等于M。故选C。4．B【详解】AC．动车的速度相对光速而言很小，机械表变慢不明显，AC错误；BD．机械表乙有很大的加速度，机械表丙受强引力作用，都明显变慢，B正确，D错误。故选B。5．C【详解】相对论中所谓的“运动的尺子变短”现象是发生在尺子运动方向上的，现在尺子在竖直方向没发生高速运动，由此可知它的长度将不变；故选C。6．A【详解】A．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，故A正确；B．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，故B错误；CD．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，故CD错误。故选A。7．C【详解】ABC．经典力学适用于宏观、低速运动的物体，对于微观、高速运动的物体不再适用，量子力学适用于微观粒子运动，相对论适用于一切运动物体，故AB错误，C正确；D．相对论与量子力学并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，故D错误。故选C。8．C【分析】由题可知本题考查经典力学的适用范围。【详解】AB．经典力学认为，物体的长度和质量与物体的速度无关，故AB错误；C．经典力学适用于宏观低速物体，虽然卫星在轨速度高达3.1km/s，但经典力学依然可以精确描述其运动，故C正确；D．经典力学适用于宏观低速物体，不适用微观高速粒子，则经典力学不适用精确描述高速电子的运动及进行量子通信的研究，故D错误。故选C。9．B【解析】【详解】经典力学具有局限性，经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律只适用于宏观物体的低速运动，微观粒子的运动不适用，高速运动也不适用，故B正确，ACD错误。故选B。10．C【详解】A．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况，故A错误；B．狭义相对论没有否定经典力学，在宏观低速、弱引力情况下，相对论的结论与经典力学没有区别，故B错误；C．量子力学正确描述了微观粒子运动的规律性，故C正确；D．万有引力定律只适用于弱引力作用，而对于强引力作用是不适用的，故D错误；故选C。11．BC【详解】根据狭义相对论的假设，真空中的光速相对于不同的惯性参考系是相同的，即在任何地方的光速都是c，则BC正确，AD错误。故选BC。12．BD【解析】【详解】A．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，A错误；B．在一切惯性系中，光在真空中的传播速度都相等，B正确；CD．狭义相对论只涉及惯性系，C错误，D正确。故选BD。13．BDE【详解】A．声波属于机械波，其在水中的传播速度比在空气中的传播速度快，故A错误；B．在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率不一定相等，故B正确；C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射光的干扰，影像会不清楚，如果在镜头前加装一个偏振片就可以减弱反射光的强度，故C错误；D．字航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性可知，地球上的人观察到飞船上的时间间隔变长，时钟变慢，故D正确；E．障碍物、孔的尺寸越小或者机械波波长越长，越容易发生衍射现象，故E正确。故选BDE。14．ADE【详解】A．做简谐振动的物体，两相邻的位移和速度始终完全相同的两状态间的时间间隔为一个周期，故A正确；B．当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生明显衍射，故B错误；C．波的周期与波源的振动周期相同，波速是波在介质中的传播速度，在均匀介质中波速是不变的，而波源的振动速度是波源做简谐运动的速度，是时刻变化的，故C错误；D．电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播，电磁波是横波，故D正确；E．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故E正确。故选ADE。15．BD【详解】A．用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的干涉，A错误；B．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确；C．交警通过发射超声波测量车速是利用了多普勒效应，C错误；D．根据狭义相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故D正确．故选BD。16．BCE【详解】A．在干涉现象中，振动加强点振幅变大，位移在变化，所以振动加强点的位移不是总比减弱点的位移大，故A错误。B．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象，故B正确。C．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，星光的多普勒效应，故C正确。D．偏振现象是横波所特有的，因此偏振光一定是横波，故D错误。E．根据光速不变原理，在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同，故E正确。故选BCE。17．CDE【详解】A．根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的电场一定能够在其周围空间产生周期性变化的磁场从而形成电磁波；而均匀变化的电场能够在其周围空间产生稳定的磁场，不能产生电磁波，故A错误；B．根据多普勒效应，当观察者向静止的声源运动时，接收到的声音的频率大于声源发出的频率，结合v=λf可知，接收到的声音的波长小于声源发出的波长，故B错误；C．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，它们之间是相互联系的，不是相互独立的，故C正确；D．机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空中传播的速度为光速，故D正确；E．电磁波谱中频率从小到大排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线，故X射线的频率最高；故E正确；故选CDE。18．√【详解】万有引力定律适用于宏观低速物体，对于微观高速运行的粒子万有引力定律不再适用，此说法正确．