鲁科版高中物理必修第二册第5章科学进步无止境第1节第2节第3节练习含答案

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第5章　科学进步无止境　　第1节　初识相对论　第2节　相对论中的神奇时空第3节　探索宇宙的奥秘基础过关练题组一　经典的相对性原理与狭义相对论1.(多选题)如果牛顿运动定律在参考系A中成立,而参考系B相对于A做匀速直线运动,则　 (　　)A.在参考系B中牛顿运动定律也同样成立B.在参考系B中牛顿运动定律不能成立C.A和B两个参考系中,一切物理定律的形式都是相同的D.参考系B也是惯性参考系2.(多选题)关于经典时空观和相对论时空观,下列说法正确的是 (　　)A.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B.相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系C.研究接近光速的粒子时经典力学不适用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3.(多选题)关于经典力学的成就,下列说法正确的是 (　　)A.经典力学把天体的运动与地上物体的运动统一起来,是人类对自然界认识的第一次综合,是人类认识史上的一次重大飞跃B.经典力学第一次向人们展示了时间的相对性C.火箭、人造地球卫星、航天飞机、宇宙飞船、行星探测器等航天器的发射,都是牛顿力学规律的应用范例D.经典力学是最早形成的物理理论,对后来的理论有重要影响4.(多选题)关于经典力学的局限性,下列说法正确的是 (　　)A.经典力学没有局限性B.经典力学的应用受到物体运动速度的限制,当物体运动的速度接近于真空中的光速时,经典力学就不适用了C.经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象D.经典力学的时间和空间分离的观点不对题组二　时间和空间的相对性5.如图所示,沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速的速度行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观察者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是 (　　)A.同时被照亮　　　　　　　　B.A先被照亮C.C先被照亮　　　　　　　　D.无法判断6.(2022吉林田家炳高中、东辽二高等五校期末)假设地面上有一火车以接近光速的速度运行,其内站立着一个中等身材的人,站在路旁的人观察车里的人,观察的结果是 (　　)A.这个人是一个矮胖子B.这个人是一个瘦高个子C.这个人矮但不胖D.这个人瘦但不高7.如图所示,在一个高速转动的巨大转盘上放着A、B、C三个时钟,下列说法正确的是 (　　)A.A时钟走时最慢,B时钟走时最快B.A时钟走时最慢,C时钟走时最快C.C时钟走时最慢,A时钟走时最快D.B时钟走时最慢,A时钟走时最快8.(2022江苏南通海安实验中学学情检测)惯性系S中有一边长为L的立方体,从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察该立方体的形状是 (　　)A.　　　　　　　　B.C.　　　　　　　　D.9.在地面附近有一高速飞行的火箭,关于地面上的观察者和火箭中的工作人员观察到的现象,下列说法正确的是 (　　)A.地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了B.地面上的人观察到火箭变长了,火箭上的时间进程变慢了C.火箭中的工作人员观察到火箭的长度不变而时间进程却变化了D.地面上的人观察到火箭变长了,火箭上的时间进程变快了10如图所示,假设一根10 cm长的梭镖以接近光速的速度穿过一根10 cm长静止的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中,最能准确描述梭镖穿过管子情况的是　 (　　)A.静止的观察者看到梭镖变短,因此在某个位置,管子能完全遮住梭镖B.静止的观察者看到梭镖变长,因此在某个位置,梭镖从管子的两端露出来C.静止的观察者看到两者的收缩量相等,因此在某个位置,管子仍恰好遮住梭镖D.如果梭镖和管子都以光速c相向运动,则二者的相对速度是2c11.一支静止时30 m的火箭以3 km/s的速度从观察者的身边飞过。(1)观察者测得火箭的长度应为多少?(2)火箭上的人测得火箭的长度应为多少?(3)如果火箭的速度为光速的二分之一,则观察者测得火箭的长度应为多少?(4)火箭内完好的手表走过了1 min,则地面上的人认为经过了多少时间?题组三　相对论质量12.(多选题)电子的电荷量为1.6×10−19 C,质量为9.1×10−31 kg,一个电子被电压为106 V的电场加速后,关于该电子的质量和速度,以下说法正确的是 (　　)A.电子的质量不变B.电子的质量增大C.电子的速度可以达到1.9cD.电子的速度不可能达到c题组四　质能关系13.已知电子的静止能量为0.511 MeV,若电子的动能为0.25 MeV,则它所增加的质量Δm与静止质量m0的比值近似为 (　　)A.0.1　　　　　　　　B.0.2C.0.5　　　　　　　　D.0.914.根据爱因斯坦质能方程,以下说法不正确的是　 (　　)A.任何核反应,只要伴随能量的产生,则反应前后各物质的质量和一定不相等B.太阳不断地向外辐射能量,因而太阳的总质量一定不断减小C.虽然太阳不断地向外辐射能量,但它的总质量是不可改变的D.若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量,则地球的质量将不断增大题组五　广义相对论15.(多选题)(2022上海交大附中月考)下列说法中正确的是 (　　)A.由于太阳引力场的影响,我们有可能看到太阳后面的恒星B.强引力作用可使光谱线向红端偏移C.引力场越强的位置,时间进程越快D.由于物质的存在,实际的空间是弯曲的16.在日全食的时候,通过仪器可以观察到太阳后面的恒星,这说明星体发出的光 (　　)A.经太阳时发生了衍射B.可以穿透太阳及其他障碍物C.在太阳引力场的作用下发生了弯曲D.经过太阳外的大气层时发生了折射17.关于相对论,下列说法正确的是 (　　)A.狭义相对论认为,如果物体在地面上静止不动,任何人在任何参考系里面测出物体的长度都是一样的B.狭义相对论认为,对于一切物理规律,所有的参考系都是平权的C.狭义相对论认为,相对于观察者静止的钟走得是最慢的D.广义相对论认为,一个做匀加速运动的参考系和一个均匀的引力场是等效的18.以下说法中,错误的是 (　　)A.矮星表面的引力很强B.时钟在引力场弱的地方比在引力场强的地方走得快些C.在引力场越弱的地方,物体长度越长D.在引力场强的地方,光谱线向绿端偏移题组六　宇宙的起源和演化19.根据宇宙大爆炸的理论,在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期,那么在大爆炸之后最早产生的粒子是 (　　)A.夸克、轻子、胶子等粒子B.质子和中子等强子C.光子、中微子和电子等轻子D.氢核、氘核、氦核等轻核答案与分层梯度式解析第5章　科学进步无止境第1节　初识相对论第2节　相对论中的神奇时空第3节　探索宇宙的奥秘基础过关练1.ACD　由于牛顿运动定律在参考系A中成立,因此A为惯性参考系。而B相对于A做匀速直线运动,所以B也为惯性参考系。根据相对性原理,一切物理规律在不同的惯性参考系中都具有相同的形式,故A、C、D正确,B错误。2.ABC　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A、B正确;经典力学只适用于宏观、低速运动问题,不适用于微观、高速运动问题,故C正确;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没有区别,故D错误。3.ACD　经典力学把天体的运动与地上物体的运动统一起来,是人类认识史上的一次重大飞跃,对后来的理论有重要影响,故A、D正确;时间的相对性是相对论的观点,故B错;航天器的发射与运行是牛顿力学规律的应用范例,故C对。4.BCD　经典力学仅适用于宏观、低速运动的物体,当物体运动的速度接近于真空中的光速时,经典力学就不再适用了,A错误,B正确;经典力学无法解释微观领域中物质结构和能量不连续的现象,C正确;时间与空间是相关的,D正确。5.C　列车上的观察者看到的是由B发出后经A和C反射的光,由于列车在这段时间内靠近C,而远离A,所以C的反射光先到达列车上的观察者所在位置,故观察者看到C先被照亮,故C正确。6.D　取路旁的人为惯性系,车上的人相对于路旁的人高速运动,根据长度收缩效应,观察到车上的人在运动方向上将变窄,但在垂直于运动方向上没有发生变化,故选D。7.C　在A、B、C三个时钟中,C相对于地面的速度最大,A相对于地面的速度最小;由τ=τ01−vc2可知,C时钟走时最慢,A时钟走时最快,故选项C正确。8.D　根据相对论效应可知,沿x轴方向正方体棱长缩短,沿y轴方向正方体棱长不变。故选D。9.A　根据狭义相对论的“长度收缩效应”和“时间延缓效应”可判断选项A正确。10.A　根据相对论时空观的长度收缩效应,梭镖相对于观察者运动,那么梭镖收缩变短,而管子长度不变,因此在某个位置,管子能完全遮住梭镖,选项A正确,B、C错误;由光速不变原理可知物体的速度不会超过光速c,选项D错误。11.答案　(1)约30 m　(2)30 m　(3)约26 m　(4)约1 min解析　(1)火箭外面的观察者看火箭时,有相对速度v,则它的测量值要缩短,即l'