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2019-2020年高中物理 第6章 萬有引力與航天 6 經典力學的局限性課時作業(yè) 新人教版必修2 1．(多選)關于牛頓物理學與狹義相對論，下列說法正確的是(　　) A．狹義相對論研究的是物體在低速運動時所遵循的規(guī)律 B．狹義相對論研究的是物體在高速運動時所遵循的規(guī)律 C．牛頓物理學研究的是物體在低速運動時所遵循的規(guī)律 D．牛頓物理學研究的是物體在高速運動時所遵循的規(guī)律 【解析】　牛頓物理學的運動規(guī)律適用于低速、宏觀物體，而愛因斯坦的狹義相對論適用于高速、微觀世界． 【答案】　BC 2．關于經典力學和相對論，下列說法正確的是(　　) A．經典力學和相對論是各自獨立的學說，互不相容 B．相對論是在否定了經典力學的基礎上建立起來的 C．相對論和經典力學是兩種不同的學說，二者沒有聯(lián)系 D．經典力學包含于相對論之中，經典力學是相對論的特例 【解析】　經典力學包含于相對論之中，經典力學是相對論的特例，即當速度遠小于光速時的特殊情形，故D對． 【答案】　D 3．在日常生活中，我們并沒有發(fā)現(xiàn)物體的質量隨著物體運動速度的變化而變化，其原因是(　　) A．運動中物體無法稱量質量 B．物體的速度遠小于光速，質量變化極小 C．物體的質量太大 D．物體的質量不隨速度的變化而變化 【解析】　日常生活中見到的物體的速度都很小，由m＝可知，當v?c時，m≈m0，故B選項正確． 【答案】　B 4．經典力學只適用于“宏觀世界”，這里的“宏觀世界”是指(　　) A．行星、恒星、星系等巨大的物質領域 B．地球表面上的物質世界 C．人眼能看到的物質世界 D．不涉及分子、原子、電子等微觀粒子的物質世界 【解析】　前三個選項說的當然都屬于“宏觀世界”，但都很片面，沒有全面描述，本題應選D. 【答案】　D 5．(多選)下面說法中正確的是(　　) A．當物體運動速度遠小于光速時，相對論物理學和經典物理學的結論沒有區(qū)別 B．當物體運動速度接近光速時，相對論物理學和經典物理學的結論沒有區(qū)別 C．當普朗克常量h(6.6310－34Js)可以忽略不計時，量子力學和經典力學的結論沒有區(qū)別 D．當普朗克常量h(6.6310－34 Js)不能忽略不計時，量子力學和經典力學的結論沒有區(qū)別 【解析】　經典力學可以認為是相對論物理學在低速、宏觀狀態(tài)下的特例，因此正確的選項為A、C. 【答案】　AC 6．下列說法正確的是(　　) A．經典力學能夠說明微觀粒子的規(guī)律性 B．經典力學適用于宏觀物體的低速運動問題，不適用于高速運動的物體 C．相對論與量子力學的出現(xiàn)，說明經典力學已失去意義 D．對于宏觀物體的高速運動問題，經典力學仍適用 【解析】　經典力學適用于宏觀、低速物體．新的學說的出現(xiàn)，是一種完善和拓展，經典力學并沒有失去其存在的意義． 【答案】　B 7．相對論告訴我們，物體運動時的質量與其靜止時的質量相比(　　) A．運動時的質量比靜止時的質量大 B．運動時的質量比靜止時的質量小 C．運動時的質量與靜止時的質量相等 D．是兩個不同的概念，無法比較 【解析】　根據狹義相對論的質速關系m＝知，物體運動時的質量比靜止時的質量大，A對，B、C、D錯． 【答案】　A 8．(多選)對于公式m＝，下列說法中正確的是(　　) A．式中的m0是物體以速度v運動時的質量 B．當物體的運動速度v>0時，物體的質量m>m0，即物體的質量改變了，故經典力學不適用 C．當物體以較小速度運動時，質量變化十分微弱，經典力學理論仍然適用，只有當物體以接近光速運動時，質量變化才明顯，故經典力學適用于低速運動，而不適用于高速運動 D．通常由于物體的運動速度較小，質量的變化引不起我們的感覺，故在分析地球上物體的運動時，不必考慮質量的變化 【解析】　公式中m0是靜止時的質量，m是物體以速度v運動時的質量，A錯；由公式可知，只有當v接近光速時，物體的質量變化才明顯，一般情況下物體的質量變化十分微小，故經典力學仍然適用，故選項B錯，選項C、D正確． 【答案】　CD 9．下列說法中正確的是(　　) A．經典力學適用于任何情況下的任何物體 B．狹義相對論否定了經典力學 C．量子力學能夠描述微觀粒子運動的規(guī)律 D．萬有引力定律也適用于強相互作用力 【解析】　 【答案】　C 10．通過一個加速裝置對電子施加一很大的恒力，使電子從靜止開始加速，則對這個加速過程，下列描述正確的是(　　) A．根據牛頓第二定律，電子將一直做勻加速直線運動 B．電子先做勻加速直線運動，后以光速做勻速直線運動 C．電子開始近似于勻加速直線運動，后來質量增大，牛頓運動定律不再適用 D．電子是微觀粒子，整個加速過程根本就不能用牛頓運動定律來解釋 【解析】　電子在加速裝置中由靜止開始加速運動，初始階段速度較小，遠小于光速，此時牛頓運動定律基本適用，可以認為在它被加速的最初階段，它做勻加速運動；隨著電子速度越來越大，接近光速時，相對論效應越來越明顯，質量增大，它不再做勻加速直線運動，牛頓運動定律不再適用． 【答案】　C 11．為使電子的質量增加到靜止質量的兩倍，需要多大的速度？ 【解析】　根據物體質量與其速度的關系 m＝，有2m0＝ 解得電子運動的速度應為： v＝＝3108 m/s＝2.60108 m/s. 【答案】　2.60108 m/s 12．一列火車以速度v相對地面運動，在車廂的正中央裝有一盞閃光燈，當它閃光時，有兩個光子分別向前、向后傳播，在火車的前后兩端裝有設備，使坐在車中的觀察者能測知這兩個光子何時到達兩端，通過某種巧妙的裝置，靜止在地面上的另一觀察者也能測知這兩個光子的傳播過程，若車廂長為l，則： (1)車廂內的觀察者測得兩光子從閃光開始到達前后端各需要多少時間？時間差為多少？ (2)靜止于地面的觀察者測得兩光子從閃光開始到達前后端，各需要多少時間？時間差為多少？ 【解析】　(1)以車廂為參考系，兩個光子均以光速傳播t1＝，t2＝；即兩個光子同時到達前后端，時間差為t2－t1＝0. (2)以地面為參照物，設向前運動光子與前端相遇時間為t1，則ct1＝＋vt1，所以t1＝ . 設向后運動光子與后端相遇時間為t2，則ct2＝－vt2，所以t2＝； 即兩光子不同時到達前后端，時間差為t1－t2＝. 【答案】　(1)　　0 (2)