第五章第1-3节 经典力学的成就与局限性﹑相对论时空观简介 宇宙的起源和演化-【学霸黑白题·黑题】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册（教科版）

第五章 经典力学的局限性与相对论初步 第1-3节 经典力学的成就与局限性相对论时空观简介宇宙的起源和演化 黑题 应用提优练 限时：20min 1.(2022·浙江嘉兴五中期中)美国科学家 述最好地描述了梭镖穿过管子的情况( 于2016年2月11日宣布，他们探测到引力波 A.梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能 的存在.引力波是实验验证爱因斯坦相对论的 完全遮住它 最后一块缺失的“拼图”.相对论在一定范围 B.管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从 内弥补了牛顿力学的局限性.关于牛顿力学， 管子的两端伸出来 下列说法正确的是 C.两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位 A.牛顿力学适用于宏观低速运动 置，管子恰好遮住梭镖 B.牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的 D.所有这些都与观察者的运动情况有关 C.随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为 4.一支静止时长为1的火箭以速度v从观察者 过时的理论 的身边飞过. D.由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了 (1)火箭上的人测得的火箭长度应为多少？ 它的应用价值 (2)观察者测得的火箭长度应为多少？ 2.(2022·江苏镇江实验中学质检)天文观测表 (3)如果火箭的速度变为光速的二分之一，观 明，几乎所有远处的恒星（或星系）都在以各自 察者测得的火箭长度应为多少？ 的速度背离我们而运动，离我们越远的星体， 背离我们运动的速度（称为退行速度）越大：也 就是说，宇宙在膨胀.不同星体的退行速度v和 它们离我们的距离r成正比，即v=,式中H 压轴挑战 为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定 5. 假如有一对孪生兄弟A和B,其中B乘坐速 为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇 度为v=0.9c的火箭飞往大角星（牧夫座x), 宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，假设大 而后又飞回地球根据A在地球上的观测，大 爆炸后各星体立即以不同的速度向外匀速运 角星离地球有36光年远，这次B往返飞行 动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的 经历时间为80年如果B离开地球时，他们 星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观 的年龄都为20岁，试问当B回到地球时，他 测一致.根据近期观测，哈勃常数H=3× 们的年龄各有多大？ 102m/(s·光年).其中光年是光在一年中行 进的距离，由此估算宇宙的年龄约为( A.100年 B.102年 C.1014年 D.1016年 3.如图所示，一根10m长的梭镖以 相对论速度穿过一根10m长的管子，它们的 长度都是在静止状态下测量的，以下哪种叙 必修第二册·JK黑白题70 真题体验第五章经典力学的局限性与相对论初步 黑题 高考真题练 限时：20min 1.(北京高考)属于狭义相对论基本假设的是： C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号 在不同的惯性系中 速度小于c A.真空中光速不变 D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号 B.时间间隔具有相对性 速度小于c C.物体的质量不变 4.(江苏高考)惯性系S中有一边长为1的正方 D.物体的能量与质量成正比 形（如图A所示），从相对S系沿x方向以接 2.(四川高考)电磁波已广泛运用于很多领域， 近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的 下列关于电磁波的说法符合实际的是( 图像是 A.电磁波不能产生衍射现象 B.常用的遥控器通过发出紫外线脉冲信号来 遥控电视机 C.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于 地球的运动速度 D.光在真空中运动的速度在不同惯性系中测 C 得的数值可能不同 5.(江苏高考)如图所示，两艘飞船A、B沿同一 3.(江苏高考)一艘太空飞船静止时的长度为 直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近 30m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向 光速c).地面上测得它们相距为L,则A测得 飞行越过地球，下列说法正确的是( 两飞船间的距离 (填“大于”“等于” A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于 或“小于”)L.当B向A发出一光信号，A测得 30m 该信号的速度为 B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于 30m 飞船B 飞船A 第五章黑白题71第五章经典力学的局限性与相对论初步 第1-3节经典力学的成就与局限性 压轴挑战 5.B为54.9岁，A为100岁解析：设B在飞船惯性系中经历 相对论时空观简介宇宙的起源和演化 的时间为△r,根据钟慢效应得：△1= △T ,即80= 黑题应用提优练 1.A解析：A.牛顿力学适用于低速运动的宏观物体，故A正 确；B.牛顿力学取得了巨大的成就，但它具有一定的局限性， △T 并不是普遍适用的，故B错误；CD.在微观高速领域，要用量 ,解得△r≈34.9年：所以B回到地球时的年龄为 /1-(0.9)2 子力学和相对论理论来解释，但是并不会因为相对论和量子 (20+34.9)岁=5