7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性——高一物理人教版（2019）必修二同步课时作业
一、选择题（12、13、15题为多选题）
1.牛顿运动定律适用于( )
A.一切运动的物体 B.宏观物体远小于光速的运动
C.微观粒子稍小于光速的运动 D.宏观物体稍小于光速的运动
2.关于物体的质量，下列说法正确的是( )
A.在经典力学中，物体的质量随运动速度的增大而增大
B.在经典力学中，物体的质量随运动速度的增大而减小
C.在狭义相对论中，物体的质量随运动速度的增大而增大
D.在狭义相对论中，物体的质量随运动速度的增大而减小
3.伟大的科学家爱因斯坦，在物理学方面取得了巨大的成就。下列属于爱因斯坦主要贡献的是( )
A.建立了相对论 B.提出了焦耳定律
C.发现了万有引力定律 D.总结得出了牛顿第一定律
4.牛顿创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦进一步发展了经典力学，创立了相对论。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.相对论时空观认为运动的时钟会变快，运动的尺子会变长
B.相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来不一定是同时的
C.经典力学不能适用于“天问一号”宇宙探测器在火星着陆
D.在经典力学中，物体的质量随运动状态改变而改变
5.关于相对论与经典力学理论，下列说法中错误的是( )
A.经典力学是过时和错误的 B.经典力学适用于宏观、低速情形
C.相对论没有否定过去的科学 D.经典力学认为时空是绝对的
6.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.三个时钟快慢一样
7.某考生现在正在完成100分钟的期末物理考试，假设一艘飞船相对该考生以0.3c的速度匀速飞过（c为真空中的光速），则飞船上的观察者根据相对论认为该考生考完这场考试所用时间( )
A.大于100分钟 B.等于100分钟 C.小于100分钟 D.不能确定
8.下列物理情景中，经典的牛顿力学不再适用的是( )
A.电子以接近光的速度运动 B.超音速飞行的歼20战斗机
C.地球绕太阳运动 D.体育课上，被小明同学抛出的篮球
9.以下说法正确的是( )
A.经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子
B.相对论与量子力学否定了经典力学理论
C.经典力学理论具有一定的局限性
D.在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变
10.经典力学有一定的适用范围和局限性，不适合用经典力学描述的运动是( )
A.子弹的飞行 B.飞船绕地球的运行
C.列车的运行 D.粒子接近光速的运动
11.关于经典力学的适用范围，可以总结为( )
A.宏观、高速运动的物体 B.宏观、低速运动的物体
C.微观、低速运动的物体 D.微观、高速运动的物体
12.关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是( )
A.狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
B.狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
C.牛顿物理学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
D.牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
13.下列说法正确的是( )
A.热量能自发地从低温物体传到高温物体
B.液体的表面张力方向总是跟液面相切
C.在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的
D.当波源与观察者相互接近时，观察者观测到波的频率大于波源振动的频率
14.牛顿力学的适用范围是( )
A.适用于宏观物体的低速（与光速相比）运动
B.适用于微观粒子的运动
C.适用于宏观物体的高速（与光速相比）运动
D.适用于受到强引力作用的物体
15.牛顿运动定律能适用于下列哪些情况( )
A.研究原子中电子的运动
B.研究“嫦娥一号”飞船的高速发射
C.研究地球绕太阳的运动
D.研究飞机从北京飞往纽约的运动
答案以及解析
1.答案：B
解析：牛顿运动定律只适用于宏观物体，并且远小于光速的低速运动问题，不适用于微观粒子，高速运动（相对于光速）的问题，故ACD错误，B正确；选B.
2.答案：C
解析：由相对论质量公式
可知物体的质量随速度的增大而增大；经典力学的基础是牛顿运动定律，经典力学是狭义相对论在低速（）条件下的近似，在狭义相对论的所有公式中，只要令，在数学上稍作变换，就会发现，它们将全部退化为牛顿的经典力学公式，即在经典力学中，物体的质量基本上不随运动速度的变化而变化，ABD错误，C正确。
故选C。
3.答案：A
解析：爱因斯坦的主要贡献是建立了相对论；焦耳定律是焦耳总结出的；牛顿发现万有引力定律；牛顿总结出了牛顿第一定律。
故选A。
4.答案：B
解析：A.根据钟慢效应和尺缩效应，相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短，故A错误；
B.相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来不一定是同时的，故B正确；
C.经典力学适用于宏观物体的低速运动，所以经典力学适用于“天问一号”宇宙探测器在火星着陆，故C错误；
D.在经典力学中，物体运动状态改变时，物体的质量不变，故D错误。
故选B。
5.答案：A
解析：A.基于实验检验的牛顿力学不会被新的科学成就所否定，而是作为某些条件下的特殊情形，被包括在新的科学成就之中，A错误;B.经典力学适用于宏观、低速，B正确;C.相对论没有否定过去的科学C正确;D.经典力学认为时空是绝对的，D正确;本题选择错误的，故选A。
6.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，所以丙时钟比乙时钟更慢，则甲时钟走得最快，丙时钟走得最慢，C正确.
7.答案：A
解析：根据狭义相对论可知，飞船相对该考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间，可知飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间大于100分钟，选项A正确.
8.答案：A
解析：
9.答案：C
解析：A.经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，选项A错误；
B.相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故B错误；
C.经典力学理论具有一定的局限性，对高速微观粒子不适用，选项C正确；
D.在相对论中，物体的质量随运动状态而改变，在经典力学中，物体的质量与运动状态无关，故D错误。
故选C。
10.答案：D
解析：经典力学的局限性是宏观物体极低速运动。当达到高速时，经典力学就不再适用。子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属低速，经典力学能适用。而粒子接近光速运动，则经典力学就不再适用。
故选D。
11.答案：B
解析：经典力学适用于做低速运动的宏观物体，不适用于做高速运动的微观粒子。
故选B。
12.答案：BC
解析：爱因斯坦创立狭义相对论为的是研究物体在高速运动时所遵循的规律.牛顿力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律。
选BC。
13.答案：BD
解析：热量不能自发地从低温物体传到高温物体，A错；液体的表面张力总是沿液体表面，和液面相切，B对；在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是相同的，C错；根据多普勒效应可知，当波源与观察者相互接近时，观察者相等时间内接收到的频率变大，观察到的频率增加，D对。
14.答案：A
解析：牛顿力学属于经典力学，它只适用于低速、宏观物体的运动以及弱引力作用时的情况。故A正确，B、C、D错误。
15.答案：BCD
解析：牛顿运动定律适用于宏观世界的低速运动,不适用于微观世界的高速运动,A是错误的。
