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2019-2020年高中物理 萬有引力與航天 第六節(jié) 經(jīng)典力學的局限性課時作業(yè) 新人教版必修1 一、選擇題 1．屬于狹義相對論基本假設(shè)的是：在不同的慣性系中(　　) A．真空中光速不變 B．時間間隔具有相對性 C．物體的質(zhì)量不變 D．物體的能量與質(zhì)量成正比 [解析]　狹義相對論基本假設(shè)為：一是在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的；二是真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，即光速不變原理，由此可知A屬于狹義相對論基本假設(shè)，故A正確，B、C、D均錯誤． [答案]　A 2．物理學的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認識，推動了科學技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步，下列表述正確的是(　　) A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 B．牛頓通過實驗證實了萬有引力定律 C．相對論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學已不再適用 D．愛因斯坦建立了狹義相對論，把物理學推進到高速領(lǐng)域 [解析]　萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，但在實驗里加以驗證是卡文迪許進行的，故A正確，B錯誤；相對論并沒有否定經(jīng)典力學，經(jīng)典力學對于低速、宏觀的物質(zhì)仍適用，故C錯誤；狹義相對論的建立，是人類取得的重大成就，從而把物理學推到高速領(lǐng)域，故D正確． [答案]　AD 3．下列說法中正確的是(　　) ①當物體運動速度遠小于光速時，相對論物理學和經(jīng)典物理學的結(jié)論沒有區(qū)別； ②當物體運動速度接近光速時，相對論物理學和經(jīng)典物理學的結(jié)論沒有區(qū)別； ③當普朗克常量h(6.6310－34 Js)可以忽略不計時，量子力學和經(jīng)典力學的結(jié)論沒有區(qū)別； ④當普朗克常量h(6.6310－34 Js)不能忽略不計時，量子力學和經(jīng)典力學的結(jié)論沒有區(qū)別． A．①③　　 　 B．②④　　 　 C．①④　　 　 D．②③ [解析]　經(jīng)典力學可以認為是相對論物理學在低速、宏觀狀態(tài)下的特例，故A正確． [答案]　A 4．如圖所示，強強乘電梯速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為(　　) A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c [解析]　根據(jù)愛因斯坦相對論，在任何參考系中，光速不變，故D項正確． [答案]　D 5．以下說法正確的是(　　) A．經(jīng)典力學理論普遍適用，大到天體，小到微觀粒子均適用 B．經(jīng)典力學理論的成立具有一定的局限性 C．在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而改變 D．相對論與量子力學否定了經(jīng)典力學理論 [解析]　經(jīng)典力學理論只適用于宏觀、低速運動的物體，A錯，B對．在經(jīng)典力學中，物體的速度v?c，所以物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而改變，但相對論和量子力學并不否定經(jīng)典力學，認為它是在一定條件下的特殊情形，C正確，D錯誤． [答案]　BC 6．關(guān)于經(jīng)典力學和相對論，下列說法正確的是(　　) A．經(jīng)典力學和相對論是各自獨立的學說，互不相容 B．相對論是在否定了經(jīng)典力學的基礎(chǔ)上建立起來的 C．相對論和經(jīng)典力學是兩種不同的學說，二者沒有聯(lián)系 D．經(jīng)典力學包含于相對論之中，經(jīng)典力學是相對論的特例 [解析]　相對論的建立并沒有否定經(jīng)典力學，經(jīng)典力學是相對論在一定條件下的特殊情形，D正確． [答案]　D 7．下列說法中正確的是(　　) ①根據(jù)牛頓的萬有引力定律可以知道，當星球質(zhì)量不變、半徑變?yōu)樵瓉淼臅r，引力將變?yōu)樵瓉淼?倍；②按照廣義相對論可以知道，當星球質(zhì)量不變，半徑變?yōu)樵瓉淼臅r，引力將大于原來的4倍；③在天體的實際半徑遠大于引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計算的力差異較大；④在天體的實際半徑接近引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計算出的力差異不大． A．①② B．③④ C．①③ D．②④ [解析]　只要天體的實際半徑遠大于它們的引力半徑，那么由愛因斯坦和牛頓引力理論計算出的力的差異并不很大；但當天體的實際半徑接近引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計算出的力差異急劇增大． [答案]　A 8．下面說法正確的是(　　) A．在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量不隨運動狀態(tài)而改變，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量也不隨運動狀態(tài)而改變 B．在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量隨物體運動速度增大而減小，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體運動速度的增大而增大 C．在經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量是不變的，在狹義相對論中，物體的質(zhì)量隨物體速度增大而增大 D．上述說法都是錯誤的 [解析]　由相對論中質(zhì)量的相對性知C正確． [答案]　C 二、非選擇題 9．兩臺升降機甲、乙同時自由下落，甲上的人看到乙是靜止的，也就是說，在甲看來，乙的運動狀態(tài)并沒有改變，但是乙確實受到向下的地球引力，根據(jù)牛頓定律，受到外力作用的物體，其運動狀態(tài)一定會改變，這不是有矛盾嗎？你是如何理解的？ [解析]　這并不矛盾．根據(jù)牛頓定律，受到外力作用的物體，其運動狀態(tài)一定會改變，所以乙受到向下的地球引力相對于地面自由下落，運動狀態(tài)發(fā)生了改變．同時甲也受到向下的地球引力和乙同時下落，它們的下落速度也相同，所以相對于甲、乙相互作為參考系，它們的位置及運動狀態(tài)并不會發(fā)生改變．當甲看乙時，乙是靜止的，反之當乙看甲時，甲也是靜止的．所以上述并不矛盾．根據(jù)相對論來看，是它們選取的參考系不同而已． [答案]　見解析 10．一個原來靜止的電子，經(jīng)電壓加速后，獲得的速度為v＝6106m/s.問電子的質(zhì)量增大了還是減小了？改變了百分之幾？ [解析]　狹義相對論指出，質(zhì)量隨物體速度的增大而增大，即m＝，式中m0是物體靜止的質(zhì)量，m是物體速度為v時的質(zhì)量，c是真空中的光速． 根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)量公式，m＝≈1.0002m0，得運動后的質(zhì)量增大了．改變的百分比為100%＝0.02%. [答案]　見解析 11．在實驗室中測得以速度0.8c運動的π介子的平均壽命為410－8s，問靜止的π介子的平均壽命是多少？ [解析]　相對于π介子運動的實驗中測得π介子的平均壽命為Δt，則相對于π介子靜止的參考系測量π介子的平均壽命為：Δt′＝Δt＝410－8s＝2.410－9s. [答案]　2.410－9s 12．一個靜止質(zhì)量m0＝1 kg的物體，與地球一起繞太陽公轉(zhuǎn)的速度是v＝30 km/s.在相應(yīng)的慣性系中的觀測者測得該物體的質(zhì)量為多少？ [解析]　由m＝＝ kg＝ 1．00000005 kg 也就是說，物體的質(zhì)量的增加只有510－8kg，因此，對于低速運動的物體，其質(zhì)量的變化完全可以忽略不計． [答案]　1.00000005 kg