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第5章第1节 初识相对论
题型1 狭义相对论的原理和两个基本假设 题型2 牛顿力学的适用范围与局限性
题型3 牛顿力学与相对论和量子力学的关系
▉题型1 狭义相对论的原理和两个基本假设
【知识点的认识】
狭义相对论的两个基本假设
（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
（多选）1．通常我们把相对地面静止或匀速运动的参考系看成是惯性系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性系的有（　　）
A．停在地面上的汽车
B．绕地球做圆周运动的飞船
C．在大海上匀速直线航行的轮船
D．进站时减速行驶的火车
▉题型2 牛顿力学的适用范围与局限性
【知识点的认识】
1牛顿力学的成就：从地面上物体的运动到天体的运动，从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动，从投出篮球到发射导弹、人造地球卫星、宇宙飞船……所有这些都服从牛顿力学的规律。
2.牛顿力学的适用范围和局限性：但是牛顿力学有它的局限性，只能适用于宏观、低速、弱引力环境下。在物体以接近光速的情况下运动时只能采用狭义相对论处理，在强引力环境中遵从的是广义相对性原理，在微观世界中又需利用备子力学原理
2．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．适用于受到很强引力作用的物体
3．2021年10月5日，三位科学家因为他们立于科学前沿探索世间奥秘，而共享诺贝尔物理学奖。物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，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．经典力学能够说明微观粒子的规律性，仍能适用于宏观物体的高速运动问题
B．相对论与量子力学的出现否定了经典力学，表示经典力学已失去意义
C．经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础
D．经典力学在现代广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍是普遍适用的
4．牛顿运动定律适用于（　　）
A．低速运动的微观物体 B．低速运动的宏观物体
C．高速运动的微观物体 D．高速运动的宏观物体
5．以下说法中正确的是（　　）
A．质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关至
B．只有当物体运动的速度远小于光速时，可以认为质量不变
C．经典力学不适用于微观粒子，所以经典力学是错误的
D．牛顿运动定律不能处在高速公路上高速运动的汽车的运动情况
6．下列说法正确的是（　　）
A．在从武汉到广州的高速列车中，人的质量变大了，说明了经典力学的局限性
B．加速上行电梯中的物体对地板压力变大，不能用经典力学观点解释
C．地球受到太阳引力是强引力
D．经典力学适用于低速运动、宏观物体
7．下列情形不适用于牛顿运动定律的是（　　）
A．研究以0.5c的速度飞行的物体
B．研究“神舟十号”的发射
C．研究地球绕太阳的运动
D．研究飞机从深圳飞往北京的航线
8．经典力学规律不适用于下列运动的是（　　）
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
9．下列关于经典力学的说法中正确的是（　　）
A．经典力学的思想方法只在物理学与天文学产生了影响
B．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场
C．经典力学只适用于微观、低速、弱引力场
D．经典力学只适用于宏观、高速、强引力场
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．粒子接近光速的运动
C．高速列车的运行 D．飞船绕地球的运行
（多选）11．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下面说法中正确的是（　　）
A．狭义相对论和经典力学是相对立，互不相容的两种理论
B．在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律
C．经典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．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
（多选）12．以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的经典力学在广阔的领域里与实际相符，显示了经典力学的巨大魅力，但它也没有穷尽一切真理，也有自己的局限性．下列关于对经典力学适用性和局限性叙述正确的是（　　）
A．物体的速度远小于真空中的光速的情况下，经典力学完全适用
B．经典力学不能解释物体的质量随着运动速度的增大而增大
C．经典力学也完全能够解释如电子、质子等微观粒子的运动规律
D．在太阳或者行星的引力场中，广义相对论和万有引力定律得出的引力没有很大的差别
▉题型3 牛顿力学与相对论和量子力学的关系
【知识点的认识】
（1）牛顿力学的成就：从地面上物体的运动到天体的运动，从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动，从投出篮球到发射导弹、人造地球卫星、宇宙飞船……所有这些都服从牛顿力学的规律。
（2）牛顿力学的局限性：牛顿力学对于高速运动的物体和电子、质子、中子等微观粒子是不适用的。
（3）量子力学的建立能够很好地描述宏观低速运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。
（4）相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
13．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题
B．经典力学的基础是牛顿运动定律
C．狭义相对论否定了经典力学
D．狭义相对可以解决自然界中的所有问题
14．下列说法正确的是（　　）
A．经典力学能够说明微观粒子的规律性
B．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动问题
C．相对论和量子力学的出现，表示经典力学已失去意义
D．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍能适用
（多选）15．以下说法正确的是（　　）
A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B．经典力学理论的成立具有一定的局限性
C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
D．相对论与量子力学否定了经典力学理论第5章第1节 初识相对论
题型1 狭义相对论的原理和两个基本假设 题型2 牛顿力学的适用范围与局限性
题型3 牛顿力学与相对论和量子力学的关系
▉题型1 狭义相对论的原理和两个基本假设
【知识点的认识】
狭义相对论的两个基本假设
（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
（多选）1．通常我们把相对地面静止或匀速运动的参考系看成是惯性系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性系的有（　　）
A．停在地面上的汽车
B．绕地球做圆周运动的飞船
C．在大海上匀速直线航行的轮船
D．进站时减速行驶的火车
【答案】BD
【解答】解：A、通常我们把相对地面静止或匀速运动的参考系看成是惯性系，若以停在地面上的汽车为参考系，汽车相对于地面静止，是惯性参考系。故A错误；
B、以绕地球做圆周运动的飞船为参考系，飞船相对于地面做曲线运动，即做变速运动，属于非惯性系。故B正确；
C、我们把相对地面静止或匀速运动的参考系看成是惯性系，若以在大海上匀速直线航行的轮船为参考系，轮船相对于地面做匀速直线运动，是惯性参考系。故C错误；
D、以进站时减速行驶的火车为参考系，火车的速度逐渐减小，做变速运动，属于非惯性系。故D正确。
本题选择属于非惯性系的，
故选：BD。
▉题型2 牛顿力学的适用范围与局限性
【知识点的认识】
1牛顿力学的成就：从地面上物体的运动到天体的运动，从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动，从投出篮球到发射导弹、人造地球卫星、宇宙飞船……所有这些都服从牛顿力学的规律。
2.牛顿力学的适用范围和局限性：但是牛顿力学有它的局限性，只能适用于宏观、低速、弱引力环境下。在物体以接近光速的情况下运动时只能采用狭义相对论处理，在强引力环境中遵从的是广义相对性原理，在微观世界中又需利用备子力学原理
2．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．适用于受到很强引力作用的物体
【答案】A
【解答】解：经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动、弱相互作用的物体，不适用于高速、微观及强相互作用的物体。所以BCD错误，A正确。
故选：A。
3．2021年10月5日，三位科学家因为他们立于科学前沿探索世间奥秘，而共享诺贝尔物理学奖。物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，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．经典力学能够说明微观粒子的规律性，仍能适用于宏观物体的高速运动问题
B．相对论与量子力学的出现否定了经典力学，表示经典力学已失去意义
C．经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础
D．经典力学在现代广泛应用，它的正确性无可怀疑，仍是普遍适用的
【答案】C
【解答】解：AD、经典力学在微观物体不再实用，经典力学的实用于宏观、低速运动的物体，故AD错误；
B、相对论与量子力学的出现并没有否定经典力学，经典力学在人们的生活中意义不会因为新的理论诞生而失去意义，故B错误；
C、经典力学是指牛顿三定律为核心的矢量力学，适用于宏观低速的物体，故C正确
故选：C。
4．牛顿运动定律适用于（　　）
A．低速运动的微观物体 B．低速运动的宏观物体
C．高速运动的微观物体 D．高速运动的宏观物体
【答案】B
【解答】解：牛顿运动定律是实验定律，适用于宏观低速运动的物体即经典力学，故B正确，ACD错误。
故选：B。
5．以下说法中正确的是（　　）
A．质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关至
B．只有当物体运动的速度远小于光速时，可以认为质量不变
C．经典力学不适用于微观粒子，所以经典力学是错误的
D．牛顿运动定律不能处在高速公路上高速运动的汽车的运动情况
【答案】B
【解答】解：A、在经典力学中，质量时物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关，但根据狭义相对论，当物体运动的速度接近光速时，物体的质量会明显增大。故A错误；
B、狭义相对论告诉我们：只有当物体运动的速度远小于光速时，才可以认为质量不变。故B正确；
C、经典力学不适用于微观粒子，但适合于宏观低速的物体，经典力学与相对论是统一的，并不矛盾。故C错误；
D、处在高速公路上高速运动的汽车任然是低速宏观的运动，牛顿运动定律任然适合。故D错误。
故选：B。
6．下列说法正确的是（　　）
A．在从武汉到广州的高速列车中，人的质量变大了，说明了经典力学的局限性
B．加速上行电梯中的物体对地板压力变大，不能用经典力学观点解释
C．地球受到太阳引力是强引力
D．经典力学适用于低速运动、宏观物体
【答案】D
【解答】解：A、在从武汉到广州的高速列车中，人的质量变大了，但是人的速度并不是太大，质量的变化的非常小，不能说明经典力学的局限性。故A错误；
B、加速上行电梯中的物体对地板压力变大，可以使用牛顿第二定律解释。故B错误；
C、地球受到太阳引力是引力相互作用。故C错误；
D、经典力学适用于低速运动、宏观物体。故D正确。
故选：D。
7．下列情形不适用于牛顿运动定律的是（　　）
A．研究以0.5c的速度飞行的物体
B．研究“神舟十号”的发射
C．研究地球绕太阳的运动
D．研究飞机从深圳飞往北京的航线
【答案】A
【解答】解：A、牛顿运动定律不适用于微观高速物体的运动，0.5c接近光速，故A不适用于牛顿运动定律；
B、C、D、“神舟十号”地球绕太阳的运动以及飞机的速度都远小于光速，属于宏观低速的运动，故BCD适用于牛顿运动定律；
本题选牛顿定律不能适用的，
故选：A。
8．经典力学规律不适用于下列运动的是（　　）
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
【答案】D
【解答】解：A、B、C、经典力学的适用范围是宏观、低速情形，子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运动，经典力学能适用。故ABC错误；
D、粒子接近光速的运动，对于微观的情形经典力学不适用。故D正确。
故选：D。
9．下列关于经典力学的说法中正确的是（　　）
A．经典力学的思想方法只在物理学与天文学产生了影响
B．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场
C．经典力学只适用于微观、低速、弱引力场
D．经典力学只适用于宏观、高速、强引力场
【答案】B
【解答】解：A、经典力学的思想方法不只在物理学与天文学产生了影响，在其它领域也有广泛的影响，故A错误；
B、经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场，故B正确，CD错误；
故选：B。
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．粒子接近光速的运动
C．高速列车的运行 D．飞船绕地球的运行
【答案】B
【解答】解：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，则经典力学就不在适用，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（多选）11．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下面说法中正确的是（　　）
A．狭义相对论和经典力学是相对立，互不相容的两种理论
B．在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律
C．经典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．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
【答案】BC
【解答】解：A、经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，故A错误；
B、在物体高速运动时，物体的运动规律服从狭义相对论理论，在低速运动时，物体的运动服从牛顿定律，故B正确；
C、D、牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速适用于狭义相对论，故C正确；D错误。
故选：BC。
（多选）12．以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的经典力学在广阔的领域里与实际相符，显示了经典力学的巨大魅力，但它也没有穷尽一切真理，也有自己的局限性．下列关于对经典力学适用性和局限性叙述正确的是（　　）
A．物体的速度远小于真空中的光速的情况下，经典力学完全适用
B．经典力学不能解释物体的质量随着运动速度的增大而增大
C．经典力学也完全能够解释如电子、质子等微观粒子的运动规律
D．在太阳或者行星的引力场中，广义相对论和万有引力定律得出的引力没有很大的差别
【答案】ABD
【解答】解：A、物体的速度远小于真空中的光速的情况下，经典力学完全适用，故A正确；
B、经典力学不能解释物体的质量随着运动速度的增大而增大，故B正确；
C、经典力学只适用于宏观低速物体，故C错误；
D、在太阳或者行星的引力场中，广义相对论和万有引力定律得出的引力没有很大的差别，故D正确；
故选：ABD。
▉题型3 牛顿力学与相对论和量子力学的关系
【知识点的认识】
（1）牛顿力学的成就：从地面上物体的运动到天体的运动，从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械，从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动，从投出篮球到发射导弹、人造地球卫星、宇宙飞船……所有这些都服从牛顿力学的规律。
（2）牛顿力学的局限性：牛顿力学对于高速运动的物体和电子、质子、中子等微观粒子是不适用的。
（3）量子力学的建立能够很好地描述宏观低速运动的规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。
（4）相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的科学是自己在一定条件下的特殊情形。
13．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题
B．经典力学的基础是牛顿运动定律
C．狭义相对论否定了经典力学
D．狭义相对可以解决自然界中的所有问题
【答案】B
【解答】解：A、牛顿运动定律不适用于微观低速物体；故A错误；
B、经典力学的基础是牛顿运动定律，故B正确；
C、狭义相对论没有否定了经典力学；故C错误；
D、狭义相对性原理是指，物理规律在一切惯性参考系中都具有相同的形式，非惯性系中可以不同，所以狭义相对没有解决自然界中的所有问题。故D错误。
故选：B。
14．下列说法正确的是（　　）
A．经典力学能够说明微观粒子的规律性
B．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动问题
C．相对论和量子力学的出现，表示经典力学已失去意义
D．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍能适用
【答案】B
【解答】解：1、经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。所以A错、D错，B正确。
2、相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形。所以C错。
故选：B。
（多选）15．以下说法正确的是（　　）
A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用
B．经典力学理论的成立具有一定的局限性
C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
D．相对论与量子力学否定了经典力学理论
【答案】BC
【解答】解：1、经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。所以A错，B正确。
2、在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，当物体做高速运动时，根据相对论，质量随速度的增加而增大。所以C正确。
3、相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形。所以D错。
故选：BC。

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