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2026人教版高中物理必修第二册
第七章　万有引力与宇宙航行
5　相对论时空观与牛顿力学的局限性
基础过关练
题组一　相对论时空观
1.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
2.(2025河北唐山第一中学月考)A、B、C是三个完全相同的时钟,A放在地面上,B、C分别放在两个火箭上,以速度vB和vC朝同一方向飞行,且vBA.A时钟
B.B时钟
C.C时钟
D.A、B、C时钟的快慢一样
3.如图所示,惯性系S中有一棱长为L的正方体,从相对S系沿x方向接近光速匀速飞行的飞行器上观察,则该正方体的形状是 (　　)
ABCD
4.(2025四川达州期末)飞船以0.9c的速度做匀速直线运动(c为光在真空中的传播速度),并向运动的反方向发出电磁波,甲在飞船内,乙在地球上。以下说法符合实际的是 (　　)
A.甲、乙观察到飞船内的时钟快慢一样
B.发出的电磁波相对于飞船的速度为1.9c
C.乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短
D.乙观察到与飞船保持相对静止的桌子做匀加速直线运动
5.(2025河北石家庄NT20名校联合体演练)如图所示,甲站在水平木杆AB的中央O点附近,并且看到木杆落在地面上时是两端同时着地的;若此时乙站在向右运动的火车中,以接近光速的速度从木杆前面掠过,则 (　　)
A.乙看到木杆的B端比A端先落地
B.乙看到木杆的A端比B端先落地
C.乙看到木杆的两端同时落地
D.乙看到的木杆长度比甲看到的木杆长度更长
题组二　牛顿力学的成就与局限性
6.(2025上海七宝中学期末)下列关于力学发展的描述符合物理学史实的是 (　　)
A.相对论的提出否定了牛顿力学
B.牛顿提出光速是自然界中速度的极限
C.牛顿力学适用于微观领域中的力学现象
D.牛顿三大运动定律是经典力学体系的基础
7.(2023湖南常德期中)关于牛顿力学、相对论、量子力学,下列说法正确的是 (　　)
A.不论是宏观物体还是微观粒子,牛顿力学和量子力学都适用
B.牛顿力学适用于高速运动的物体,相对论适用于低速运动的物体
C.牛顿力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动
D.相对论与量子力学否定了牛顿力学理论
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B　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(点拨:相对性原理);真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的(点拨:光速不变原理),故B正确。
2.C　根据公式Δt=可知,相对于观察者的速度v越大,其上的时间进程越慢(破题关键);A放在地面上,B、C分别放在两个火箭上,以速度vB和vC朝同一方向飞行,vB3.D　根据相对论时空观的长度收缩效应可知,沿x轴方向正方体棱长缩短,而沿y轴和z轴方向正方体棱长没有改变,故D正确,A、B、C错误。
4.C　根据狭义相对论的时间延缓效应可知,高速运动的时钟比相对观察者“静止”的时钟走得慢,因此乙观察到飞船内的时钟更慢一些,A错误;根据光速不变原理,在不同的惯性参考系中,光在真空中沿任何方向的传播速度均为c,即发出的电磁波相对于飞船的速度为c,B错误;根据狭义相对论的长度收缩效应,在相对于观察者移动的方向上,物体被测量的长度缩短,则乙观察到飞船内桌子的长度比静止时短,C正确;桌子与飞船保持相对静止,飞船以0.9c的速度做匀速直线运动,则乙观察到桌子亦以0.9c的速度做匀速直线运动,D错误。
5.A　当乙站在以接近光速的速度向右运动的火车中掠过木杆时,在乙看来,木杆不仅在下落,而且木杆的B端还在朝乙运动,因此,在甲看来同时发生的两个事件,在乙看来首先在B端发生,故乙看到木杆的B端比A端先落地,A正确,B、C错误;根据长度收缩效应可知,乙看到的木杆长度比甲看到的木杆长度更短,D错误。
6.D　爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观,没有否定整个牛顿力学,牛顿力学是相对论物理学在低速运动状态下的近似,A错误;爱因斯坦提出了相对论,他认为真空中的光速是自然界中速度的极限,故B错误;经典力学只适用于宏观、低速物体,对于微观、高速物体不再适用,C错误;牛顿三大运动定律是经典力学体系的基础,D正确。
7.C　牛顿力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动,A错误,C正确;牛顿力学适用于低速运动的物体,相对论既适用于低速运动的物体,也适用于高速运动的物体,B错误;相对论与量子力学并没有否定牛顿力学理论,牛顿力学理论在宏观、低速运动中仍适用,D错误。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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