7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性 同步课时练-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

7.5 相对论时空观与牛顿 同步课时练 牛顿力学统治宏观低速世界，相对论与量子力学则拓展了物理边界，明确了经典力学的适用范围，构建完整物理体系。 学科网（北京）股份有限公司 考点1·力学的适用范围 1.下列物理情景中，经典的牛顿力学不再适用的是( ) A.原子核外电子的运动 B.超音速飞行的歼-20战斗机在空中的运动 C.月球绕地球的运动 D.小明在投篮时篮球在空中的运动 2.下列物体的运动不能用牛顿力学描述的是( ) A.飞机的飞行 B.人造卫星的运行 C.小汽车的行驶 D.光子的运动 3.关于牛顿力学的成就与局限性，下列说法错误的是( ) A.牛顿力学的基础是牛顿运动定律 B.天体的运动服从牛顿力学的规律 C.物体在以接近光速运动时所遵从的规律，以及微观世界中的电子、质子、中子等粒子的运动规律，在很多情况下不能用牛顿力学来说明 D.相对论与量子力学否定了牛顿力学 4.经典力学有一定的局限性和适用范围.下列运动适合用经典力学研究和解释的是( ) A.氢原子内电子的运动 B.飞船绕月球做圆周运动 C.密度很大的中子星附近物体的运动 D.宇宙探测器以接近光速远离地球的运动 5.下列说法正确的是( ) A.牛顿运动定律就是经典力学 B.经典力学的基础是牛顿运动定律 C.牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题 D.经典力学可以解决自然界中所有的问题 6.经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，这里的“高速”是指( ) A.声音在空气中的传播速度 B.第一宇宙速度 C.高铁列车允许行驶的最大速度 D.接近真空中光的传播速度 考点2·相对论时空观初步认识 7.在狭义相对论中，下列说法正确的是( ) A.在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是不同的 B.在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关 C.在不同惯性系中，光在真空中沿不同方向的传播速度不同 D.质量、长度、时间的测量结果不随物体与观察者的相对状态而改变 8.以下哪项属于爱因斯坦对相对论提出的基本假设( ) A.一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小 B.在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的 C.真空中的光速在不同的惯性参考系中是不相同的 D.相对论认为时间和空间与物体的运动状态有关 9.如图所示，惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察到该正方形的图像是( ) A. B. C. D. 10.甲、乙、丙是三个完全相同的时钟，甲放在地球上，乙、丙分别放在两个高速运动的火箭上，分别以速度和朝同一方向远离地球飞行，且.在地面上的观察者看来( ) A.甲时钟走得最慢 B.乙时钟走得最慢 C.丙时钟走得最慢 D.甲、乙、丙时钟快慢一样 能力拔高题 11.如图，假设一列火车沿平直轨道飞快地匀速向右行驶。车厢中央的光源发出了一个闪光。下列说法正确的是( ) A.地面上的人看到的光速等于原光速加上火车的速度 B.地面上的人看到的光速等于原光速减去火车的速度 C.地面上的人看到前后两道光速同时到达前后壁 D.火车上的人看到前后两道光速同时到达前后壁 问：为啥高速运动时钟会变慢？答：爱因斯坦说速度太快，时间都 “追不上” 了，直接放慢脚步等一等～ 学科网（北京）股份有限公司 错题记录： 学科网（北京）股份有限公司 答案以及解析 1.答案：A 解析：牛顿力学适用于宏观低速运动的物体，对微观高速运动的粒子不再适用，所以原子核外电子的运动，经典的牛顿力学不再适用；超音速飞行的歼-20战斗机在空中的运动、月球绕地球的运动、小明在投篮时篮球在空中的运动，都属于宏观低速运动的物体的运动，牛顿力学适用.故选A. 2.答案：D 解析：A.飞机的飞行属于宏观低速运动，牛顿力学适用，故A错误； B.人造卫星的运行速度虽快，但远低于光速，仍可用牛顿力学近似描述，故B错误； C.小汽车的行驶是典型的宏观低速运动，牛顿力学完全适用，故C错误； D.光子是微观粒子且以光速运动，需用量子力学和相对论描述，牛顿力学无法适用，故D正确。 故选D。 3.答案：D 解析:A.牛顿力学的基础是牛顿运动定律，即牛顿第一定律、牛顿第二定律与牛顿第三定律，故A正确，不符合题意； B.牛顿力学能够解释天体运动的规律，即天体的运动服从牛顿力学的规律，故B正确，不符合题意； C.牛顿运动定律适用于宏观、低速运动物体，当物体在以接近光速的运动时需用相对论，微观粒子运动需用量子力学，牛顿力学在此类情形下不适用，故C正确，不符合题意； D.相对论和量子力学并未否定牛顿力学，而是明确了牛顿力学的适用范围为宏观、低速运动的物体，故D错误，符合题意。故选D。 4.答案：B 解析：经典力学的基础是牛顿定律和万有引力定律，适用于宏观、低速的弱引力场（例如地球附近） A、氢原子内电子已经不属于宏观物体，所以不适用与经典力学，故A错误；B、飞船绕月球做圆周运动是在弱引力场中的运动且运动速度远小于光速，所以适用于经典力学，故B正确；C、密度很大的中子星附近产生了强引力场，故不适用与经典力学，故C错误；D、宇宙探测器以接近光速远离地球的运动，符合速度接近光速，所以不适用于经典力学，故D错误；故选B。 5.答案：B 解析：AB、经典力学的基础是牛顿运动定律，但牛顿运动定律不能说就是经典力学;故A错误，B正确; CD、牛顿运动定律不适用于微观低速物体;故CD错误; 故选:B。 6.答案：D 解析：相对论的创始人是爱因斯坦，据相对论理论，时间、空间与物体的运动速度有关，如：相对质量公式为 是物体静止时的质量，M是物体的运动时的质量，v是物体速度，c是光速.所以这里的：“高速”应该是指接近真空中光的传播速度。 故选D。 7.答案：B 解析：A（×）根据相对性原理可知，物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式。 B（√）C（×）根据光速不变原理：可知，光在真空中的速度c是恒定的，与光的频率、光源的运动状态无关。 D（×）根据狭义相对论的基本结论可知，质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对状态而改变。 8.答案：B 解析：爱因斯坦对相对论提出的两条基本假设为：在不同的惯性参考系中，物理规律的形式都是相同的；真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的，故B正确. 9.答案：C 解析：根据长度收缩效应知，沿x轴方向正方形边长缩短，沿y轴方向正方形边长不变，故C正确. 10.答案：C 解析：甲时钟放在地面上，在地面上的人看来，甲时钟没有变化；乙、丙两时钟放在两个火箭上，根据爱因斯坦相对论可知，乙、丙时钟变慢，由于，丙时钟比乙时钟走得更慢，所以甲时钟走得最快，丙时钟走得最慢，C正确. 11.答案：D 解析：ABC.地面上的观察者认为地面是一个惯性系，闪光向前、后传播的速度相对地面也是相同的，地面上的人看到的光速就是原光速。但闪光飞向两壁的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长些，到达前壁的时间也就晚些。故ABC错误； D.因为车厢是个惯性系，光向前、后传播的速度相同，光源又在车厢的中央，火车上的人看到前后两道闪光会同时到达前、后两壁。故D正确。 故选D。 $