课时跟踪检测(十六) 经典力学的成就与局限性（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（教科版）

课时跟踪检测(十六)　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 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 1.如图所示，按照狭义相对论的观点，火箭B是“追赶”光的;火箭A是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面的速度大小均为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为 (　 ) A.c+v，c-v　　　　　　 B.c，c C.c-v，c+v D.无法确定 2.通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成是惯性参考系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性参考系的有 (　 ) A.停在地面上的汽车 B.绕地球做匀速圆周运动的飞船 C.在大海上匀速直线航行的轮船 D.匀速行驶的火车 3.根据狭义相对论的两个基本假设，下列推论正确的是 (　 ) A.运动的时钟变慢 B.运动的时钟变快 C.运动的尺子变长 D.物体的质量随速度的增加而减小 4.(多选)如图甲，质子束被加速到接近光速;如图乙，中子星是质量、密度非常大的星体，下列说法正确的是 (　 ) A.经典力学适用于质子束的运动规律 B.经典力学不适用于质子束的运动规律 C.经典力学适用于中子星的引力规律 D.经典力学不适用于中子星的引力规律 5.一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行经过地球，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30 m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m 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c 6.接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有 (　 ) A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快 B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢 C.地球上的人观测到两钟一样快 D.地球上的人观测到地球上的钟较慢 7.某星际飞船正在遥远的外太空飞行，假如它的速度可以达到0.7c，在地球上观测到其经过8.76×104 h的时间到达某星球，则在飞船上的人看来，其到达此星球需要的时间是 (　 ) A.8.76×104 h B.6.26×104 h C.12.27×104 h D.16.52×104 h 8.(多选)“墨子号”量子科学实验卫星在国际上实现了千公里级基于纠缠的量子密钥分发。下列说法正确的是 (　 ) A.经典力学适用于“墨子号”绕地球运动的规律 B.经典力学适用于光子的运动规律 C.量子力学可以描述“墨子号”发出的量子通信规律 D.经典力学已经失去了应用价值 9.若一列火车以接近光速的速度在高速行驶，车上的人用望远镜来观察地面上的一只排球，如果观察得很清晰，则观察结果是 (　 ) A.像一只乒乓球(球体变小) B.像一只篮球(球体变大) C.像一只橄榄球(竖直放置) D.像一只橄榄球(水平放置) 10.如图所示，假设一根10 cm长的梭镖以接近光速的速度穿过一根10 cm长的静止的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子情况的是 (　 ) A.静止的观察者看到梭镖收缩变短，因此在某个位置，管子能完全遮住梭镖 B.静止的观察者看到梭镖变长，因此在某个位置，梭镖从管子的两端伸出来 C.静止的观察者看到两者的收缩量相等，因此在某个位置，管子仍恰好遮住梭镖 D.如果梭镖和管子都以光速c相向运动，则二者的相对速度是2c 11.(12分)在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，闪光到达车厢后壁时，一只小猫在车厢后端出生，闪光到达车厢前壁时，一只小鸡在车厢前端出生。 (1)在火车上的人看来，小鸡和小猫谁先出生?(6分) (2)在地面上的人看来，小鸡和小猫谁先出生?(6分) 12.(14分)长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关，一艘宇宙飞船的船身长度为l0=90 m，相对地面以v=0.8c的速度在一观测站的上空飞过。(光速c=3.0×108 m/s) (1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少?(6分) (2)飞船上的宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少?(8分) 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十六) 1.选B　根据光速不变原理，B正确。 2.选B　停在地面上的汽车、匀速直线航行的轮船和匀速行驶的火车是惯性参考系，而匀速圆周运动的飞船是做变速运动，是非惯性参考系，故B正确。 3.选A　根据爱因斯坦的相对论中时间间隔的相对性公式τ=，速度越大时间间隔越大，即运动的时钟会变慢；根据爱因斯坦的相对论的尺缩效应，可知道运动的尺子变短；由相对论质速关系m=，当物体的速度很大时，其运动时的质量明显大于静止时的质量，故A正确，B、C、D错误。 4.选BD　经典力学适用于宏观、低速物体，不适用于质子束的运动规律，也不适用于中子星的引力规律，故选项A、C错误，B、D正确。 5.选B　飞船上的观察者相对飞船是静止的，测得飞船长度为静止长度30 m，选项A错误；地球上的观察者相对飞船的速度为0.6c，测得飞船的长度l=l0=0.8l0=24 m，选项B正确；由光速不变原理知光信号的速度与参考系无关，选项C、D错误。 6.选A　相对论告诉我们，运动的钟会变慢，由于飞船上的人相对飞船上的钟是静止的，而观测到地球上的钟是高速运动的，因此飞船上的人观测到飞船上的钟相对于地球上的钟快，A项正确，B项错误；同样，地球上的人观测到飞船上的钟是高速运动的，因此地球上的人观测到地球上的钟比飞船上的钟快，C、D项错误。 7.选B　由时间延缓效应公式可得τ0=τ=8.76×104× h≈6.26×104 h，故B正确。 8.选AC　经典力学适用于宏观低速的物体运动，“墨子号”的运动属于宏观低速运动，故A正确；量子力学适用于微观高速的物体运动，如光的运动，而对于高速运动的光子，经典力学已经不再适用，经典力学在自己的范围内是有价值的，故C正确，B、D错误。 9.选C　根据相对论时空观，以观察者为参考系，则排球以接近光速的速度反向运动，根据长度收缩效应可知，观察者观察到排球的水平宽度变短，竖直长度不变，因此观察的结果是像一只竖直放置的橄榄球，选项C正确。 10.选A　根据相对论的长度收缩效应可知，梭镖相对于静止的观察者高速运动，那么梭镖长度收缩变短，而管子相对于观察者是静止的，那么管子长度不变，所以静止的观察者看到梭镖长度收缩变短，因此在某个位置，管子能完全遮住梭镖，故A正确，B、C错误；如果梭镖和管子都以光速c相向运动，根据光速不变原理，物体的速度不会超过光速，则二者的相对速度是c，故D错误。 11.解析:(1)从火车中的人角度观察，车厢是个惯性参考系，光向前向后传播的速度相等，光源在车厢中央，闪光同时到达前后两壁，则在火车上的人看来，小猫和小鸡同时出生。 (2)地面上的人以地面作为一个惯性参考系，光向前向后传播的速度相等，向前传播的路程长些，到达前壁的时刻晚些，在地面上的人看来，小猫先出生。 答案:见解析 12.解析:(1)观测站测得船身的长度为 l=l0=54 m 通过观测站的时间间隔为Δt===2.25×10-7 s。 (2)宇航员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为 法一:Δt'===3.75×10-7 s。 法二:Δt'== s=3.75×10-7 s。 答案:(1)2.25×10-7 s　(2)3.75×10-7 s $