寒假作业10 科学进步无止境 单元巩固分层练习-2025-2026学年高一物理鲁科版必修第二册

寒假作业10 科学进步无止境 单元巩固分层练习 分层一：夯实基础练 一、单选题 1．下列说法符合相对论的观点的是（　　） A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变 B．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总小于杆静止时的长度 C．相对论认为时间和空间与物体的运动状态无关 D．当物体运动的速度v接近于c时，“长度收缩”和“时间膨胀”可忽略不计 2．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，下列符合史实的是（　　） A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”的第一人 B．卡文迪许测出了引力常量的值，让万有引力有了实际意义 C．天王星是通过计算发现的，被人们称为“笔尖下发现的行星” D．相对论和量子力学建立，意味着经典力学已经没有存在的必要 3．2015年9月科学家探测到宇宙中距离我们13亿光年的两个黑洞合并而产生的引力波，填补了爱因斯坦广义相对论实验验证的最后一块“拼图”。关于相对论下列说法正确的是（　　） A．经典时空观认为时间和空间是相互关联的 B．相对于观察者运动的时钟会变慢 C．在运动的参照系中测得的光速与其运动的速度有关 D．同一物体的长度不随观察者所处参考系的变换而改变 4．研究下列运动时，经典力学规律不能适用的是（　　） A．汽车在高速公路上快速行驶 B．战斗机从辽宁号航母上起飞 C．嫦娥五号探测器绕月球飞行 D．微观粒子以0.8倍光速运动 5．太阳辐射的能量来源于（    ）． A．太阳的运动 B．太阳黑子爆发 C．氢气的燃烧 D．内部热核反应 6．1905年爱因斯坦发表了一篇改变历史的重要论文《论动体的电动力学》，提出了著名的狭义相对论，狭义相对论阐述物体以接近光的速度时所遵循的规律，已经成为现代科学重要基础理论之一。下列现象中不属于狭义相对论效应的是（　　） A．时空弯曲效应 B．长度收缩效应 C．时间延缓效应 D．质量增加效应 7．关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来也一定是同时的 B．在经典力学中，物体的质量不随运动状态改变而改变 C．相对论时空观认为运动的时钟会变快，运动的尺子会变长 D．相对论和量子力学证明了牛顿力学是错误和过时的 8．太阳属于中型星，再过50亿年将步入“老年时期”，渐渐演化为（　　） A．白矮星 B．中子星 C．超新星 D．黑洞 分层二：能力提升练 二、多选题 9．下面说法正确的是(  ) A．在以c竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大 B．在以c竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小 C．在以c竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光对地速度为c D．在以c竖直方向升空的火箭上向任一方向发出的光对地速度都为c 10．关于相对论及相关问题，下列说法正确的是（　　） A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B．当物体运动速度v>0时，物体的质量m>m0，即物体的质量改变了，故经典力学不再适用 C．当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，如分析地球上物体的运动就不必考虑质量变化 D．按照相对论理论，一个真实的静止质量不为零的物体相对任何惯性参考系的速度有可能超过光速 11．1905年到1915年间，爱因斯坦先后发表的狭义相对论和广义相对论在20世纪改变了理论物理学和天文学，取代了主要由牛顿创立的有200年历史的力学理论。狭义相对论适用于基本粒子及其相互作用，描述了除引力以外的所有物理现象。广义相对论解释了引力定律及其与其他自然力的关系，适用于宇宙学和天体物理学领域，包括天文学。下列有关相对论的内容，说法不正确的是（　　） A．狭义相对论的两条基本假设是相对性原理与光速不变原理 B．飞船以的速度航行，若飞船向正前方的某一星球发射激光，则该星球上的观察者测量到的激光速度为 C．牛顿力学是相对论在宏观、低速（与光速相比）情况下的特例 D．已知子低速运动时的平均寿命时。当它以的速度飞行，若以子为参考系，此时子的平均寿命变长 12．下列说法正确的是（   ） A．物质、时间、空间是紧密联系的统一体 B．在某参考系中观察某一物理现象是同时发生的，但在另一参考系中，仍观察该物理现象也一定是同时发生 C．光经过大质量的星体附近时会发生偏转等现象 D．当天体的半径接近“引力半径”时，引力趋于无穷大，牛顿引力理论只要在实际半径大于他们的“引力半径”时才适应 三、填空题 13．牛顿力学的适用范围是 （填“高速”或“低速”）运动的 （填“宏观”或“微观”）物体。 14．如图所示，宽度为l的宇宙飞船沿其长度方向以0.9c(c为真空中的光速)远离地球，地球上的人看到宇宙飞船宽度 (选填“大于”“等于”或“小于”)l.飞船和地面上各有一只铯原子钟，地球上的人观察到 (选填“飞船上钟较快”“地面上钟较快”或“两只钟一样快”)． 15．如图a所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上静止的观察者A观测到钟的面积为S，另一观察者B以0.8c（c为光速）平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′，则S S′（选填“大于”、“等于”或“小于”）。时钟与观察者有不同相对速度的情况下，时钟的频率也是不同的，它们之间的关系如图b所示．A观察者观察到时钟的周期是2.0s，则B观察者观察到时钟的周期约为 s。 四、解答题 16．一列高铁高速行驶经过车站时，列车中点经过车站信号灯的瞬间信号灯正好发出一个闪光，列车上的观察者认为闪光是同时到达车头和车尾还是先后到达的？车站上的观察者认为是同时的还是有先后的？ 17．根据狭义相对论，当物体以速度v运动时，它的质量m大于静止时的质量m0，两者的关系为。处理问题时若仍然使用m0的数值，便会发生一定的误差。问：当物体的速度v达到多大时，m相对m0才会有1%的误差？ 18．如果一个人以接近光速的速度在长直的街道上运动，那么在他眼里，街道边建筑物的高度和宽度会有什么变化？ 《寒假作业10 科学进步无止境 单元巩固分层练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B B D D A B A CD AC 题号 11 12 答案 BD AC 1．B 【详解】A．时间和空间都是相对的，没有绝对准确的时间和空间，A错误； B．由 可知 B正确； C．狭义相对论的内容是时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化，C错误； D．由尺缩效应和钟慢效应公式可知，当v远小于c时，尺缩效应和钟慢效应都可以忽略不计，D错误。 故选B。 2．B 【详解】AB．牛顿发现了万有引力定律，但是卡文迪许测出了引力常量，让万有引力有了实际意义，故卡文迪许被称为“称量地球质量”的第一人，A错误，B正确； C．海王星是通过计算发现的，被人们称为“笔尖下发现的行星”，C错误； D．相对论和量子力学建立，并没有否定经典力学，而是在其基础上建立起来的，有各自的成立范围，D错误。 故选B。 3．B 【详解】A．经典时空观认为时间和空间是绝对不变的，故A错误； B．根据钟慢效应，相对论时空观认为相对于观察者运动的时钟会变慢，故B正确； C．根据爱因斯坦的光速不变原理可知，在所有惯性参考系中光速是恒定的，故C错误； D．根据尺缩效应，相对论时空观认为同一物体的长度会随观察者相对参考系的运动而改变，故D错误。 故选B。 4．D 【详解】经典力学适用于宏观低速，不适用于微观高速。 A．汽车在高速公路上快速行驶，是宏观低速运动，经典力学适用。故A正确，与题意不符； B．战斗机从辽宁号航母上起飞，是宏观低速运动，经典力学适用。故B正确，与题意不符； C．嫦娥五号探测器绕月球飞行，是宏观低速运动，经典力学适用。故C正确，与题意不符； D．粒子以接近光速的速度运动，是高速运动，经典力学不适用。故D错误，与题意相符。 本题选不正确的故选D。 5．D 【详解】太阳内部在不断的进行热核反应，这是太阳辐射能量的来源，故D正确，ABC错误； 故选D。 6．A 【详解】A．时空弯曲效应是广义相对论的核心内容，描述物质和能量对时空几何结构的影响，而狭义相对论不涉及引力或时空弯曲，故A符合题意； B．长度收缩效应是狭义相对论的基本结论，指物体在运动方向上的长度缩短，故B不符合题意； C．时间延缓效应（钟慢效应）是狭义相对论的重要效应，指高速运动的参考系中时间流逝变慢，故C不符合题意； D．质量增加效应是狭义相对论的结论，物体质量随速度增大而增加，故D不符合题意。 故选A。 7．B 【详解】A．相对论强调同时的相对性，故A错误； B．经典力学中质量恒定，故B正确； C．根据相对论，运动的时钟会变慢（时间膨胀），沿运动方向的尺子会变短（长度收缩），故C错误； D．牛顿力学未被完全推翻，而是适用范围受限，故D错误； 故选B。 8．A 【详解】太阳现在正值中年，等它到了老年期，它核心区的氢差不多被消耗光了，此时引力和辐射压的平衡被打破，太阳内部便会坍缩。这会导致其内部的温度和压力升高，此时太阳核心区外的氢也开始点火聚变，太阳外壳将持续膨胀，成为一颗红巨星。 太阳在红巨星阶段并不会停留太久，当外壳膨胀的时候，太阳内核也在收缩，使核心区内的氦也达到聚变条件。在这一过程中，由于聚变太过剧烈，到时候太阳将抛掉一半以上的质量，形成行星状星云，最终太阳的核心区域将变成一颗白矮星。 故选A。 9．CD 【详解】由狭义相对论可知：真空中的光速在不同的惯性参考系中的速度都是c，与光源、观察者间的相对运动无关， CD正确，AB错误。 故选CD。 10．AC 【详解】A．狭义相对论认为一切物理定律（除引力外的力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律）在所有惯性系中均有效；或者说，一切物理定律（除引力外）的方程式在洛伦兹变换下保持形式不变，故A正确； B．当物体以远小于光速的速度运动时，质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故B错误； C．当物体以较小的速度运动时，质速关系可知质量变化十分微小，可忽略，故C正确； D．由质能关系和质速关系可知，如果净质量不为零的物体以光速c运动，则它的能量为无穷大。也就是说，把这样的物体加速到光速需要做的功为无穷大，但这是不可能的。因此，通常物体的速度只能接近而不可能达到真空光速，即光速c是物质的极限速度。故D错误。 故选AC。 11．BD 【详解】A．狭义相对论的两条基本原理是狭义相对性原理和光速不变原理，A正确； B．根据狭义相对论的假设，真空中光速相对于不同的惯性参考系是相同的，即在任何地方的光速都是c，B错误； C．牛顿力学是相对论在宏观、低速（与光速相比）情况下的特例，C正确； D．当子以的速度飞行，若以子为参考系，此时子的平均寿命不变，但对于地面上的观察者来说，平均寿命变长，D错误； 故选BD。 12．AC 【详解】A．时间是物质运动过程的持续性和顺序性，空间是运动着的物质的广延性．时间和空间作为运动着的物质的存在形式，它们同物质运动不可分离，它们是不可分离的统一体．故A项正确． B．相对论时空观认为在某参考系中观察某一物理现象是同时发生的，但在另一参考系中，观察该物理现象不一定是同时发生，故B项错误． C．根据广义相对论，物质的引力会使光线弯曲，引力越强，弯曲越厉害，因此光经过大质量的星体附近时会发生偏转等现象，故C项正确； D．牛顿的万有引力定律适用条件是两个质点间引力的计算，要将星球看成质点才能计算它们间引力的大小，而天体的实际半径远大于引力半径，根据爱因斯坦理论，天体的实际半径远大于引力半径时，由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不大，但当天体的实际半径接近引力半径时，引力不会趋于无穷大．故D项错误 故选AC。 13． 低速 宏观 【详解】[1][2]牛顿力学的局限性是只适用低速运动的宏观物体。 14． 等于 地面上钟较快 【详解】[1][2]．根据爱因斯坦相对论的第二个基本假设，真空中光速不变原理，所以地球上的人看到宇宙飞船宽度等于l ，根据爱因斯坦相对论可知，地面上的人观察到的地面上钟较快． 15． 大于 3.3 【详解】[1][2]观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，根据爱因斯坦的相对论尺缩效应可知，B观察到的钟沿y轴方向的直径将减小，而沿z轴方向的直径不变，钟的面积将与静止的观察者看到的面积要小，即S大于S′。由图b可以对应看出，当时钟和观察者的相对速度达到0.8C（C为光速）时，时钟的频率是0.3Hz，所以时钟的周期大约为。 16．见解析 【详解】车站上和列车上的观察者看到闪光都以光速传播，列车上的观察者认为闪光将同时到达车头和车尾。但车站上的观察者看来，闪光传播时列车同时在向前运动，因此闪光到达车头的距离与到车尾的距离不同，所以在车站上的观察者看来，闪光不是同时到达车头和车尾。 17．4.2×107 m/s 【详解】当m相对m0有1%的误差时，由题意有 即 又由 可得 v＝4.2×107 m/s 18．见解析 【详解】根据爱因斯坦的相对论知识有 关于长度收缩效应, 是指沿运动方向上的长度尺寸将会缩短, 而其它方向的尺寸不发生变化 则街道边建筑物的高度不变，建筑物的宽度变窄。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $