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专题09 牛顿力学的局限性与相对论初步综合复习(教师版)
一、单选题
1.下列说法中不正确的是( )
A.杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同,这是经典物理学家的观点
B.由静止的人来测,沿自身长度方向运动的杆的长度总比杆静止时的长度小
C.杆静止时的长度为l0,不管杆如何运动,杆的长度均小于l0
D.如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动,与它们分别相对静止的两位观察者都会认为对方的杆缩短了
【答案】C
【详解】
A.经典物理学家认为,空间是绝对的,杆的长度与观察者相对其是否运动无关,故A说法正确,不符合题意;
B.狭义相对论认为,沿杆子方向运动的杆子的长度比它静止时的长度短,故B说法正确,不符合题意;
C.当杆运动的方向与杆垂直时,杆的长度不发生变化,故C说法错误,符合题意;
D.根据相对论时空观的观点,两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动,与它们分别相对静止的两位观察者都会认为对方的杆缩短了,故D说法正确,不符合题意。
故选C。
2.以下说法正确的是( )
A.卡文迪许测量出万有引力常量,并提出万有引力定律
B.牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力
C.开普勒提出日心说,并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆
D.洲际导弹的速度有时可达到,此速度在相对论中属于高速,导弹的质量会明显增大
【答案】B
【详解】
A.卡文迪许测量出万有引力常量,提出万有引力定律是牛顿,故A错误;
B.牛顿通过著名的“地月检验”证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力,故B正确;
C.最早提出日心说的是哥白尼,故C错误;
D.远小于光速,仍符合经典力学规律,不需要要狭义相对论的规律,导弹的质量没有明显变化,故D错误。
故选B。
3.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处,vA>vB,在地面上的人观察到的结果正确的是( )
A.火箭A上的时钟走得最快 B.地面上的时钟走得最快
C.火箭B上的时钟走得最快 D.火箭B上的时钟走得最慢
【答案】B
【详解】
由
Δt=
知,地面上的人观察到的结果为:A、B两火箭上的时钟都变慢了,又vA>vB,则A火箭上的时钟走得最慢,地面上的时钟走得最快,因此B正确,ACD错误。
故选B。
4.下列有关物理知识和史实的说法,正确的是( )
A.做圆周运动的物体,其所受合力的方向必定指向圆心
B.牛顿发现了万有引力定律,被称为“测出地球质量第一人”
C.电场强度E=,电阻R=,电流强度I=都应用了比值定义法,定义的物理量不随定义所用的物理量大小而改变
D.爱因斯坦建立了相对论,相对论物理学否定了牛顿力学
【答案】C
【分析】
【详解】
A.做匀速圆周运动的物体所受合力的方向必定指向圆心,但做变速圆周运动的物体所受合力沿半径方向分力指向圆心,故A错误;
B.根据物理学史可知,牛顿现了万有引力定律,卡文迪许测定了万有引力常量,从而被称为“测出地球质量第一人”,故B错误;
C.电场强度E=,电阻R=,电流强度I=都应用了比值定义法,定义的物理量不随定义所用的物理量大小而改变,故C正确;
D.爱因斯坦建立了相对论,成功地解释了物体高速运动(接进光速)的规律,但并没有否定经典力学,只有当物体的速度接进光速时,才需要考虑相对论效应,故D错误。
故选C。
5.下列说法符合物理学史的是( )
A.牛顿对引力常量进行准确测定,并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中
B.法国科学家库仑发现了电荷之间的相互作用规律,从而得出库仑定律
C.20世纪初建立的量子力学理论,使人们认识到经典力学理论适用于宏观高速弱引力的情况
D.开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的,并在此之后发现了万有引力定律
【答案】B
【分析】
【详解】
A.卡文迪许对引力常量G进行准确测定,故A错误;
B.法国科学家库仑通过库仑扭称实验发现了电荷之间的相互作用规律,从而得出库仑定律,故B正确;
C.20世纪初建立的量子力学理论,使人们认识到经典力学理论不适用于宏观高速弱引力的情况,故C错误;
D.开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的,牛顿发现了万有引力定律,故D错误。
故选B。
6.下列说法错误的是( )
A.经典力学适用于低速运动、宏观物体
B.汽车在通过弯道时,如果速度过大,往往出现“甩尾”现象,这是一种离心现象,这是由于受到离心力而产生的
C.开普勒继承了第谷对太阳系行星运动的观测数据,总结出开普勒三大定律
D.卡文迪什在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量,测出了引力常量的数值
【答案】B
【分析】
【详解】
A.经典力学适用于低速运动、宏观物体,选项A正确,不符合题意;
B.汽车在通过弯道时,如果速度