2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題練：牛頓力學(xué)的局限性與相對論初步（含解析）

2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題練：牛頓力學(xué)的局限性與相對論初步

一、單選題1．關(guān)于相對論與經(jīng)典力學(xué)理論，下述說法中錯(cuò)誤的是()

A.經(jīng)典力學(xué)是過時(shí)和錯(cuò)誤的

B.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速

C.相對論沒有否定過去的科學(xué)

D.經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為時(shí)空是絕對的2．經(jīng)典力學(xué)有一定的局限性。當(dāng)物體以下列速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)典力學(xué)不再適用的是()A. B. C. D.3．在科學(xué)的發(fā)展歷程中，許多科學(xué)家做出了杰出的貢獻(xiàn)。下列敘述符合歷史事實(shí)的是()A.卡文迪許通過實(shí)驗(yàn)測出了引力常量G B.牛頓總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的三大規(guī)律C.愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 D.開普勒建立了狹義相對論4．下列說法中不正確的是()A.開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律不僅適用于行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)B.牛頓推導(dǎo)萬有引力的過程中用到牛頓第二第三定律及開普勒第三定律C.愛因斯坦創(chuàng)立了狹義相對論D.牛頓通過扭秤實(shí)驗(yàn)測出萬有引力常量5．下列說法正確的有()A.光速不變原理是廣義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)之一B.麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光的電磁理論C.電磁波頻率由低到高的排序?yàn)闊o線電波、紅外線、可見光、紫外線、γ射線、X射線D.在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的6．如果真空中的光速為，當(dāng)一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度為時(shí)，質(zhì)量為3kg，當(dāng)它的速度為時(shí)，其質(zhì)量是（??）A.2.25kg B.2.50kg C.3.00kg D.2.10kg7．偉大的科學(xué)家愛因斯坦，在物理學(xué)方面取得了巨大的成就。下列屬于愛因斯坦主要貢獻(xiàn)的是()A.建立了相對論 B.提出了焦耳定律C.發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 D.總結(jié)得出了牛頓第一定律8．在物理學(xué)發(fā)展的歷程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程，以下對幾位物理學(xué)家所做科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述正確的是()A.牛頓運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)法得出“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”B.安培總結(jié)出了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的作用規(guī)律C.愛因斯坦創(chuàng)立相對論，提出了一種嶄新的時(shí)空觀D.法拉第在對理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后，總結(jié)出了法拉第電磁感應(yīng)定律9．下列說法正確的是()A.聲波在空氣中傳播時(shí)是一種橫波B.波形曲線表示介質(zhì)中“某個(gè)質(zhì)點(diǎn)”在“各個(gè)時(shí)刻”的位移C.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場D.由愛因斯坦的狹義相對論可知，真空中的光速對于任何慣性參考系都相同10．牛頓運(yùn)動(dòng)定律適用于()A.一切運(yùn)動(dòng)的物體 B.宏觀物體遠(yuǎn)小于光速的運(yùn)動(dòng)C.微觀粒子稍小于光速的運(yùn)動(dòng) D.宏觀物體稍小于光速的運(yùn)動(dòng)11．關(guān)于經(jīng)典力學(xué)、狹義相對論和量子力學(xué)，下列說法中正確的是()A.狹義相對論和經(jīng)典力學(xué)是相互對立、互不相容的兩種理論B.經(jīng)典力學(xué)包含于相對論之中，經(jīng)典力學(xué)是相對論的特例C.經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，量子力學(xué)只適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)D.不論是宏觀物體，還是微觀粒子，經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的12．在物理學(xué)發(fā)展的歷程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)研究推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程，以下對幾位物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中，正確的是()A.牛頓運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)法得出“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”B.安培總結(jié)出了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的作用規(guī)律C.愛因斯坦創(chuàng)立相對論，提出了一種嶄新的時(shí)空觀D.第谷通過大量的觀測數(shù)據(jù)，歸納得到了行星的運(yùn)行規(guī)律二、多選題13．物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步，根據(jù)狹義相對論下列說法正確的是()A.真空中的光速是不變的B.運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢與運(yùn)動(dòng)的尺子縮短C.物體的質(zhì)量取決于物體所含物質(zhì)的多少，與物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)D.質(zhì)量、長度、時(shí)間的測量結(jié)果都是隨物體與觀測者的相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變14．下列說法正確的是()A.經(jīng)典力學(xué)能夠說明微觀粒子的規(guī)律性B.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問題，不適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體C.雖然相對論與量子力學(xué)的出現(xiàn)對經(jīng)典力學(xué)有沖擊，但經(jīng)典力學(xué)仍然有意義D.對于宏觀物體的高速運(yùn)動(dòng)問題，經(jīng)典力學(xué)仍適用15．下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的說法中正確的是()A.經(jīng)典力學(xué)只有幾個(gè)基本的概念和原理就可以說明行星和衛(wèi)星的軌道B.經(jīng)典力學(xué)能解釋微觀世界豐富多彩的現(xiàn)象C.經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力場D.經(jīng)典力學(xué)只適用于微觀、高速、強(qiáng)引力場三、填空題16．質(zhì)量的質(zhì)子在高能粒子加速器中被加速到動(dòng)能。某同學(xué)根據(jù)計(jì)算出質(zhì)子的速度大小為（計(jì)算無誤）。此速度值的不合理之處是：______。這說明：牛頓力學(xué)只適用于______（選填“高速”或“低速”）。17．按照狹義相對論的觀點(diǎn)，在太空中“迎著”光飛行的宇宙飛船上，觀察者測得的光速______c（選填“大于”、“等于”、“小于”，其中c為真空中的光速）。四、計(jì)算題18．假如一對孿生兄弟A和B，其中B乘坐速度為的火箭飛往大角星，而后又飛回地球。根據(jù)A在地球上的觀測，大角星離地球約有40光年，這次B往返飛行經(jīng)歷時(shí)間為80.8年。如果B在離開地球時(shí)，他們的年齡都為20歲，試問當(dāng)B回到地球時(shí)，他們的年齡各有多大？

參考答案1．答案：A解析：2．答案：D解析：經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體，對微觀、高速（接近光速）運(yùn)動(dòng)的物體不再適用，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。3．答案：A解析：A.英國物理學(xué)家卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室里通過幾個(gè)鉛球之間的萬有引力的測量，比較準(zhǔn)確地得出了G的數(shù)值，故A正確；B.德國天文學(xué)家開普勒通過研究丹麥天文學(xué)家第谷的行星觀測記錄，總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的三大規(guī)律，故B錯(cuò)誤；CD.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，愛因斯坦建立了狹義相對論，故CD錯(cuò)誤。故選A。4．答案：D解析：A.開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律不僅適用于行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)，故A正確，不符合題意；B.牛頓推導(dǎo)萬有引力的過程中用到牛頓第二第三定律及開普勒第三定律，故B正確，不符合題意；C.愛因斯坦創(chuàng)立了狹義相對論，故C正確，不符合題意；D.卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測出萬有引力常量，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。5．答案：D解析：A.光速不變原理是狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè)之一，故A錯(cuò)誤；B.麥克斯韋預(yù)言了光的電磁理論，沒有證實(shí)，故B錯(cuò)誤；C.電磁波頻率由低到高的排序?yàn)闊o線電波，紅外線，可見光，紫外線，X射線，γ射線（伽馬射線），故C錯(cuò)誤；D.在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的，故D正確.故選D.6．答案：A解析：根據(jù)愛因斯坦相對論的公式可知所以當(dāng)它的速度為時(shí)，質(zhì)量為故選A。7．答案：A解析：愛因斯坦的主要貢獻(xiàn)是建立了相對論；焦耳定律是焦耳總結(jié)出的；牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律；牛頓總結(jié)出了牛頓第一定律。故選A。8．答案：C解析：A、伽利略運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)法得出“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”,故A錯(cuò)誤;B、庫侖總結(jié)出了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的作用規(guī)律,故B錯(cuò)誤;C、愛因斯坦創(chuàng)立相對論,提出了一種嶄新的時(shí)空觀,所以C選項(xiàng)是正確的;D、法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,揭示了磁現(xiàn)象和電現(xiàn)象之間的聯(lián)系;是韋德與庫柏在對理論和實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行嚴(yán)格分析后,總結(jié)出了法拉第電磁感應(yīng)定律,故D錯(cuò)誤;故選：C9．答案：D解析：A.聲波屬于縱波，故A錯(cuò)誤；B.波形曲線表示在同一時(shí)刻，介質(zhì)中所有質(zhì)點(diǎn)偏移平衡位置的位移矢量末端的連線，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)麥克斯韋理論，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，周期性的變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，故C錯(cuò)誤；D.光速不變原理，是愛因斯坦狹義相對論的基本原理，即光速對于任何慣性參考系都相同，故D正確。故選D。10．答案：B解析：牛頓運(yùn)動(dòng)定律只適用于宏觀物體，并且遠(yuǎn)小于光速的低速運(yùn)動(dòng)問題，不適用于微觀粒子，高速運(yùn)動(dòng)（相對于光速）的問題，故ACD錯(cuò)誤，B正確；選B.11．答案：B解析：AB.相對論沒有否定經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)是相對論在一定條件下的特殊情形，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；CD.經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀、低速、弱引力的領(lǐng)域，量子力學(xué)適用于任何大小的物體系統(tǒng)，選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；故選B。12．答案：C解析：A.伽利略運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)法得出“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”，故A錯(cuò)誤；B.庫侖總結(jié)出了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的作用規(guī)律，故B錯(cuò)誤；C.愛因斯坦創(chuàng)立相對論，提出了一種嶄新的時(shí)空觀，故C正確；D.開普勒過大量的觀測數(shù)據(jù)，歸納得到了行星的運(yùn)行規(guī)律，故D錯(cuò)誤。故選C。13．答案：ABD解析：A.真空中的光速是不變的，故A正確；B.狹義相對論的幾個(gè)基本結(jié)論：①鐘慢效應(yīng)：運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘走得慢，而且，運(yùn)動(dòng)速度越快，鐘走的越慢，接近光速時(shí)，鐘就幾乎停止了；②尺縮效應(yīng)：在尺子長度方向上運(yùn)動(dòng)的尺子比靜止的尺子短，當(dāng)速度接近光速時(shí)，尺子縮成一個(gè)點(diǎn).故B正確；C.由相對論質(zhì)量公式可知，當(dāng)物體的速度很大時(shí)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量明顯大于靜止時(shí)的質(zhì)量，故C錯(cuò)誤；D.質(zhì)量、長度、時(shí)間的測量結(jié)果都是隨物體與觀測者的相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而改變，故D正確。故選ABD。14．答案：BC解析：ABD.經(jīng)典力學(xué)適用條件為宏觀、低速。對微觀、高速運(yùn)動(dòng)不再適用，故AD錯(cuò)誤；B正確；C.相對論與量子力學(xué)的出現(xiàn)可以補(bǔ)充經(jīng)典力學(xué)的不足，但是不能替代經(jīng)典力學(xué)的地位。故C正確。故選BC。15．答案：AC解析：A.經(jīng)典力學(xué)可以解釋宏觀的行星和衛(wèi)星的運(yùn)行軌道情況。故A正確；B.經(jīng)典力學(xué)不適用于微觀世界。故B錯(cuò)誤；CD.經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀、低速、弱引力場。故C正確；D錯(cuò)誤。故選AC。16．答案：質(zhì)子速度超過光速；低速解析：根據(jù)題意可知，計(jì)算出的質(zhì)子的速度大于真空