-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册-5.1牛顿力学的成就与局限性 达标作业 (Word版含答案)

5.1牛顿力学的成就与局限性 达标作业（解析版）
一、选择题
1．牛顿定律不适用于下列哪些情况(　　)
A．研究原子中电子的运动 B．研究“嫦娥三号”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航线
2．在物理学理论研究中，“高速”一般指接近光速，“低速”一般指远小于光速，下列所述情境中适合应用牛顿定律的是（　　）
A．宏观且低速 B．宏观且高速 C．微观且低速 D．微观且高速
3．关于经典力学的成就与局限性的有关说法不正确的是（　　）
A．经典力学又称牛顿力学
B．与经典力学体系相适应，牛顿建立了绝对时空观
C．经典力学能解释微观世界丰富多彩的现象
D．经典力学只适用于宏观（）、低速（）、弱引力场（例如地球附近）
4．以下说法不正确的是（　　）
A．开普勒通过研究第谷的行星观察记录，最终提出行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用
C．绝对时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的
D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论仍有很大的区别
5．下列说法中不正确的是（　　）
A．牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域
B．经典力学适用于微观、高速、强引力场等物体的运动
C．一旦测出了引力常量，就可以算出地球的质量
D．17世纪，牛顿把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功的解释了天体运动的规律
6．下列说法符合物理学史的是（　　）
A．牛顿对引力常量进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中
B．法国科学家库仑发现了电荷之间的相互作用规律，从而得出库仑定律
C．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论适用于宏观高速弱引力的情况
D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，并在此之后发现了万有引力定律
7．继哥白尼提出”太阳中心说”，开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，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。爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论。这说明（　　）
A．世界无限大，人不可能认识世界
B．人的意识具有能动性，能够随意地对客观世界说三道四
C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
D．每一个认识都可能被后人推翻，人都不可能获得正确的认识
8．有些情况下，经典力学的结论会与事实有很大的偏差，以至于不再适用。在研究以下问题时，会出现经典力学局限性的是（ ）
A．列车的加速运动 B．铅球的平抛运动
C．苹果的自由落体运动 D．微观粒子的高速运动
9．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿是国际单位制中的基本单位
B．研究原子核结构时，因原子核很小，可把原子核看作质点
C．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与轨道间的侧向挤压
D．“和谐号”动车组高速行驶时，在地面上测得的其车厢长度明显变短
10．关于经典时空观和相对论时空观，下列说法错误的是（　　）
A．经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的
B．相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系
C．研究接近光速的粒子不适合使用经典力学
D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论仍有很大的区别
11．关于经典力学、相对论和量子力学，下面说法中正确的是（　　）
A．量子力学和相对论的出现彻底否认了经典力学，是互不相容的几种理论
B．狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体
C．经典力学适用于高速运动物体，也适用于低速微观粒子
D．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
12．学习物理学史，了解物理学的发展历程和科学家们所做出的贡献，有助于我们深刻理解物理概念、掌握物理规律并养成科学的学习态度。下列说法正确的是（　　）
A．开普勒提出了日心说
B．卡文迪许利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了万有引力常量
C．牛顿发现了万有引力定律，并最先测出了地球的质量
D．牛顿力学不仅适用于宏观世界也适用于微观世界
13．下列说法中正确的是（ ）
A．经典力学是以牛顿的三大定律为基础的
B．经典力学在任何情况下都适用
C．当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了
D．相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义
14．经典力学规律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
15．下列说法正确的是（　　）
A．伽利略整理第谷的观测数据，发现了行星运动的三条定律
B．“月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种性质的力
C．经典力学仍然适用于接近光速运动的物体
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许首次在实验室测出了引力常量
二、解答题
16．什么是经典力学？其主要内容是什么？
参考答案
1．A
【详解】
A.牛顿第二定律不适用于微观原子，A正确；
BCD.都是宏观低速运动的物体（与光速比速度较低），牛顿运动定律都适用，BCD错误。
故选A。
2．A
【详解】
牛顿定律适用范围是宏观低速的情景。
故选A。
3．C
【详解】
A．经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，所以经典力学又称牛顿力学。故A正确；
B．经典力学有两个基本假定，其中之一就是假定时间和空间是绝对的，故B正确；
C．一般来说，经典力学适用于弱引力场中的宏观物体的低速运动。并不适用于微观。故C错误；
D．经典力学只适用于宏观（>10 10m）、低速（v<故选C。
4．D
【详解】
A．开普勒通过研究第谷的行星观察记录，最终提出行星绕太阳运动三大定律，其中第一定律指明行星的轨道是椭圆，A正确，不符合题意；
B．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用，B正确，不符合题意；
C．绝对时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的，相对时空观认为空间、时间、质量三者是相互联系的，不是彼此孤立存在的，C正确，不符合题意；
D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论的结论和牛顿力学的结论就相同了，在接近光速时，牛顿力学不再使用，只能用相对论解释，D错误，符合题意；
故选D。
5．B
【详解】
AB．牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域，不适用微观、高速、强相互作用，故A正确，B错误；
C．卡文迪许利用扭秤实验测量出了引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg，由
G=mg
知，一旦测出了引力常量，就可以算出地球的质量，故C正确；
D．根据牛顿对万有引力的研究史知D正确。
本题选不正确的，故选B。
6．B
【详解】
A．卡文迪许对引力常量G进行准确测定，故A错误；
B．法国科学家库仑通过库仑扭称实验发现了电荷之间的相互作用规律，从而得出库仑定律，故B正确；
C．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论不适用于宏观高速弱引力的情况，故C错误；
D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，牛顿发现了万有引力定律，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
人类对客观规律的认识是长期的，曲折的，甚至是错误的。但人的意识具有能动性，通过不断的实践、概括，最终能够正确地反映客观世界。人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
故选C。
8．D
【详解】
经典力学只适用于宏观低速物体的运动，而不适用于微观高速粒子的运动，则研究微观粒子的高速运动时会出现经典力学局限性。
故选D。
9．C
【详解】
A．国际单位制中力学的基本单位只有千克、米、秒，没有牛顿。A错误；
B．研究原子核结构时，原子核的大小和形状不能忽略，如果把原子核看做质点，就没办法研究其结构，所以不能。B错误；
C．火车拐弯需要向心力，如果内外轨道一样高，向心力只由外轨对轮缘的弹力提供，若在铁路的转弯处，外轨比内轨高，可以使轨道的支持力提供一部分向心力，可以减轻轮缘与轨道间的侧向挤压；C正确；
D．相对论的“高速”指的是接近光速，“和谐号”动车组高速行驶时，速度与光速相比依然很小，所以在地面上测得的其车厢长度不会明显变短。D错误。
故选C。
10．D
【详解】
AB．经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，故AB正确；
C．经典力学只适用于宏观、低速运动问题，不适用于微观、高速运动问题，故C正确；
D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论没有区别，故D错误。
本题选错误的，故选D。
11．D
【详解】
A．经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，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，相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，但并没有否认经典力学，故A错误；
C．经典力学理论只适用于低速运动的宏观物体，微观粒子、高速运动物体都不适用，故C错误；
BD．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。对适用于宏观、低速运动的物体的运动仍然是正确的，故B错误，D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A．哥白尼提出了日心说，故A错误；
BC．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了万有引力常量，被称为称出地球质量的人，故B正确，C错误；
D．牛顿力学只适用于宏观低速，不适用于微观高速，故D错误。
故选B。
13．AC
【详解】
A．牛顿运动定律是经典力学的基础，A正确；
BC．经典力学只适用于低速宏观的物体，B错误、C正确；
D．相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，只是说经典力学有一定的适用范围，D错误。
故选AC。
14．ABC
【详解】
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．对于微观的情形经典力学不适用。
故选ABC。
15．BD
【详解】
A．开普勒整理第谷的观测数据，发现了行星的三大运动规律，故A错误；
B．“月—地检验”表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种力，故B正确；
C．经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不能适用于接近光速运动的物体，故C错误；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故D正确。
故选BD。
16．见解析
【解析】
【详解】
经典力学是力学的一个分支。经典力学是以牛顿运动定律为基础，在宏观世界和低速状态下，研究物体运动的基要学术。在物理学里，经典力学是最早被接受为力学的一个基本纲领。经典力学又分为静力学（描述静止物体）、运动学（描述物体运动）和动力学（描述物体受力作用下的运动）。经典力学的主要内容是牛顿三定律和万有引力定律。
（1）牛顿三定律：
①牛顿第一定律：一个物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
②牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。
③牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
（2）万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。