第7章 第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性-【重难点手册】2024-2025学年高中物理必修第二册同步练习题（人教版2019 浙江专用）

重难点手册高中物理必修第二册则（浙江专用） 11.CD【解析】根据题意可知，该卫星绕太阳运动周期 则有m一a1=2x,又w票则有会-m1=2x,解 和地球公转周期相等，故A错误：该卫星在L2点绕太 得t= 2x 阳做匀速圆周运动，不是平衡状态，故B错误：根据题 ER 意可知，卫星位于这些点上与地球同步绕太阳做圆周 V(R+h)一 14.(1)对a星而言，b星的万有引力提供向心力，有 运动，由公式。=条r可知，由于卫星绕太阳运动的 严=，解得尺-恶。显和6星受到的万 L 半径大于地球绕太阳运动的半径，则该卫星绕太阳运 动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度， 有引力提供向心力，有maR=aR,即mR.= 故C正确：根据题意，由牛顿第二定律有P=m答一 mR,又R+R=L,解得m,G 汇m. 卫星在L:处和在L,处绕太阳做圆周运动的周期相 (2)对a星：中心天体的万有引力提供向心力，有 同，L:处半径大，则卫星在L处所受太阳和地球引 微-产，结合R-品可得M=二 R L 力的合力比在L处大，故D正确。 15.BC 【解析】任意两颗星体的万有引力为F。=G严 12AD【解桥】根据G=mdr,密度p=兴，V 每个星体受到其他两个星体的引力的合力为F 梦联立解得一蕊益代人数搭可知大星与地肆 2P,os30=3G?,A错误：由牛顿第二定律可得 的平均密度之比约为4：5，故A正确：根据G恤= 人 F=m(停)r,其中= 3 ,解得每颗星体 m祭，T=2x√瓜代人数据可知火星与地球绕太 3 0s0 运行的周期均为T=2x√3mB正确：若，不变，星 阳运动的周期之比约为33：2瓦，故B错误：根据 G 体质量均变为2m,则星体的角速度w=孕= R 2=g,g一兴，代人数据可知火星与地球表面 的重力加速度大小之比约为2：5，故C正确：根据火 2 二，星体的角速 1 r 星与地球绕太用运动的周期之比约为一一冷，地 2x 3GX2m 2V3Gm V3Gm 度变为原米的√2倍，C正确：若不变，星体间的距 球的公转周期为T4=1年，则火星的公转周期为T 4r ≈1.8年，设经过时间1出现下一次“火星冲日”，则有 离变为4r,则星体的周期为T=2m√Gm （会一会)=2，解得1=225年，即约801天，故 16x 3Gm =8T,星体的线速度大小为=孕×4r D正确， 合·买。则星体的线速度变为原来的分，D错误 13.1)在地球表面有G R =mg,对卫星B,根据万有引 第5节相对论时空观与牛顿力学的局限性 Mm' 馆 力提供向心力有GR+厅=mR干' 1.C【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论得到运动延迟 的效应，故地面上的人看到飞船上的钟变慢了，飞船上 解得一 R VR+ 的人以自己为参考系，认为地球在高速运动，故看到地 (2)对卫星B,根据万有引力提供向心力有GM (R+h)= 球上的钟变慢了，C正确， 2.C【解析】牛顿力学适用于宏观物体的运动，量子力学 ㎡禁(R+h,根据题意可知%一，=2x又0= 适用于微观粒子的运动，故A错误，C正确：牛顿力学 24 练习册参考答案与解析么超 适用于低速运动的物体，相对论既适用于低速运动的 9.B【解析】飞船上的观测者相对于该飞船静止，飞船上 物体，也适用于高速运动的物体，故B错误：相对论与 的观测者测得该飞船的长度等于30m,故A错误：该 量子力学并没有否定牛顿力学理论，牛顿力学理论在 飞船相对于地球上的观测者是运动的，地球上的观测 宏观低速运动中仍适用，故D错误 者测得该飞船的长度小于30m,故B正确：根据光速 3D【解析】由相对论速度变换公式得u=“士” 不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号 1+42 c 速度等于c,地球上的观测者测得飞船上发来的光信号 4十c2=0.8ct0.0icc 速度小于c,故(CD错误， c+uv 2+0.8c×0.05c =0.817c,故选D 10.C【解析】由相对论知识可知运动方向上的边长变 4.C【解析】牛顿是导出单位，A错误：将小船渡河的运 短，即x轴方向的边长变短，垂直于运动方向的边长 动分解为沿河岸的运动和垂直河岸的运动，根据运动 不变，即y轴方向的边长不变，故C正确。 的独立性和等时性可知，水流速度忽然增大不影响垂 1L.(1)设飞船运动的方向为正方向，在飞船参考系中，铁 直河岸的运动，则被河的时间不变，B错误：爱因斯坦 轨沿负方向运动，则在飞船上观察铁轨的运动速度4 的狭义相对论以两个基本假设为前提一一相对性原理 和光速不变原理，C正确：地球同步卫星的周期为24h, 一-0.6c,根据相对长度公式有1=b√-号=100× 则高度一定为36000km,转动方向为自西向东，其定点 √-=06m=800nm 在赤道上方，故广州上空不可能存在同步卫星，D错误 (2)列车在起点处为第一事件，在终点处为第二事件，在 5.B【解析】根据时间的相对性有= △r ,且 1-(') 地面参考系测得两事件发生的空间距离△x一1000m, 时间间隔1=50s,在飞船参考系中观察两事件的空 1-（巴）<1，所以△>△，故选B 间间隔，即列车的行驶距离为△x=△二兰= 6.A【解析】由1=1√1-（卫）)可知，两系的人认为 1000+0.6×3×105×50 m=1.125×100m,所用时 另一系的米尺要短些，故选A /1-(-0.6 7.B【解析】可以设想，在事件A发生时，A处发出一个 兰△r0+308×10o0 闪光，在事件B发生时，B处发出一个闪光，两闪光相 间△'= s=62.5s VI- √1-(-0.6)7 遇作为一个事件，发生在线段AB的中点，这在不同的 参考系中看都是一样的.这个现象在地面参考系中很 (③在飞船参考系中，列车的平均速幸为了一高 容易解释，两个闪光同时发出，两个闪光传播的速度又 1.8×10m/5. 一样，当然会在线段的中点相遇.火箭上的人则有如下 推理：地面在向火箭的方向运动，从闪光发生到两闪光 第七章单元学能测评 相遇，线段中点向火箭的方向运动了一段距离，因此闪 1.C【解析】由开普粉第二定律知，海王星从P到Q做 光B传播的距离比闪光A长一些，既然两个闪光的传 减速运动，从Q到N做加速运动，B错误，C正确：由对 播速度相同，一定是闪光B发出得早一些，所以事件B 称性知，P一MQ与Q一N一P所用的时同均为受 先发生，故ACD错误，B正确， 8A【解析】根据相对论公式=6√1-（巴）可知，火 故海王星从P到M所用时间小于平，从Q到N所用 车运动的速度。越大，所测长木棒的长度越小，故选A 时间大于子，从M到N所用时间大于号，AD错误， 25型雅点手册高中物理必修第二册（浙江专用】 第5节 相对论时空观与牛顿力学的局限性 A基础过关练 测试时间：15分钟 D.通过万有引力定律计算可知，只要适当调整 1.有两只对准的标准钟，一只留在地面上，另一 高度，广州上空也可能存在同步卫星 只放在高速飞行的飞船上，则下列说法正确的 乃综合提能练 测试时间：20分钟 是( 5.(2024·浙江嘉兴一中月考)如图所示，以高速 A.飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走 列车为例，假定车厢内安装着一个墨水罐，它 得慢 每隔一定时间滴出一滴墨水，车上的人测得墨 B.地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走 水在(、两个时刻在地面形成P、Q两个墨 得慢 点，也就是说发生了两个事件.车上的人认为 C.地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走 两个事件的时间间隔是△x=一(，地面观察 得快 者测得的时间间隔为△1=t红一t,则△x与△ D.因为是两只对准的标准钟，所以两钟走时快 的关系是( 慢相同 盥水罐 2.关于牛顿力学、相对论和量子力学，下列说法 777777n7777777777777777777 正确的是(). Q A.不论是宏观物体，还是微观粒子，牛顿力学 A.△x>△ B.△x<△Y 和量子力学都适用 C.△x=△ D.无法确定 B.牛顿力学适用于高速运动的物体，相对论适 6.两相同的米尺分别静止于两个相对运动的惯 用于低速运动的物体 性参考系S和S'中，若米尺都沿运动方向放 C,牛顿力学适用于宏观物体的运动，量子力学 置，则( 适用于微观粒子的运动 A.S系的人认为S'系的米尺要短些 D.相对论与量子力学否定了牛顿力学理论 B.S系的人认为S系的米尺要长些 3.(2024·浙江杭州二中月考)一粒子以0.05 C.两系的人认为两系的米尺一样长 的速率相对于实验室运动，此粒子发射出一个 D.S系的人认为S系的米尺要长些 电子，电子相对于粒子的速度为0.8，电子的 速度方向与粒子运动方向相同，则电子相对于 7.如图所示，地面上A、B两个事件同时发生，对 实验室的速度为( 于坐在高速运动的火箭中沿两个事件发生地 A.0.402c B.0.505c 点连线飞行的人来说，( ● C.0.627c D.0.817c 4.关于物理学知识，下列叙述中正确的是( A.“牛顿”可以是国际单位制中的基本单位 AA事件先发生 B.小船渡河时因水流速度忽然增大而缩短了 B.B事件先发生 渡河的时间 C.两个事件同时发生 C.狭义相对论以两个基本假设为前提：相对性 D.可能是A事件先发生，也可能是B事件先 原理和光速不变原理 发生 46 第七章万有引力与宇宙航行么超 8.将一根长木棒沿着火车行驶的方向平放在车 C强基突破练 测试时间：10分钟 厢内，一个站在站台上的人测量该木棒的长 11.地面上有一铁轨长1000m,一列车从起点到 度，下列说法正确的是(). 终点用了50s.现从以0.6c的速率沿铁轨方 A.火车速度v=0.5c时测得的长度小于火车 向向前匀速飞行的飞船中观察，问： 速度v=0.2c时测得的长度 (1)铁轨有多长？ B.火车速度v=0.5c时测得的长度等于火车 (2)列车的行驶距离和所用时间是多少？ 速度v=0.2c时测得的长度 (3)列车的平均速率是多少？ C.火车速度v=0.9c时测得的长度大于火车 速度v=0时测得的长度 D.火车速度v=0.5c时测得的长度等于火车 速度v=0时测得的长度 9.爱因斯坦于1905年在德国《物理年鉴》发表了 论文《论动体的电动力学》，论文首次提出狭义 相对论.假设一艘太空飞船静止时的长度为 30m,它以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向 飞行越过地球，根据狭义相对论，下列说法正 确的是( A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号 速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号 速度小于 10.惯性系S中有一边长为1的正方形，从相对S 系沿x方向以接近光速飞行的飞行器上测得 该正方形的图像是( 47