-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 课时检测 (Word版含答案)

5.1牛顿力学的成就与局限性 课时检测（解析版）
一、选择题
1．下列物体的运动，不能用经典力学描述的是（　　）
A．“复兴”号列车高速行驶 B．电子以接近光的速度运动
C．“神舟十号”飞船在轨道上运行 D．“辽宁”号航空母舰在大海上航行
2．下列说法中正确的是（　　）
A．经典力学只适用于微观、高速、弱引力场
B．万有引力常量是牛顿利用扭秤实验测得
C．开普勒借助导师第谷的丰富观测数据计算并提出了开普勒三大定律
D．当外力不足以提供物体做匀速圆周运动的向心力时，物体将做直线运动
3．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
4．经典力学的适用范围是（　　）
A．宏观世界，低速运动 B．微观世界，低速运动
C．宏观世界，高速运动 D．微观世界，高速运动
5．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
6．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿首次发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B．卡文迪许是第一个测出万有引力常量G的科学家
C．牛顿是第一个测出万有引力常量的科学家
D．经典力学适用于宏观的、高速的物体
7．美国科学家2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了经典力学的局限性。关于经典力学，下列说法正确的是（ ）
A．经典力学完全适用于宏观低速运动
B．经典力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C．随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论
D．由于相对论、量子论的提出，经典力学已经失去了它的应用价值
8．相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义，而只是说明它有一定的适用范围，经典力学的适用范围是（　　）
A．宏观世界，高速运动 B．微观世界，低速运动
C．宏观世界，低速运动 D．微观世界，高速运动
9．下列运动中不能用经典力学规律描述的是（　　）
A．子弹的飞行 B．粒子接近光速的运动
C．人造卫星绕地球运动 D．和谐号从南通向上海飞驰
10．英国科学家牛顿是经典力学理论体系的建立者，他有一句名言是：“如果我所见到的比笛卡儿要远些，那是因为我站在巨人的肩上。”关于牛顿等这些科学“巨人”及其成就，下述说法错误的是（　　）
A．开普勒在研究了天文学家第谷的行星观测记录的基础上，发现并提出了行星运动定律
B．牛顿提出万有引力定律，后人利用这一理论发现的海王星，被称为“笔尖下发现的行星”
C．卡文迪许在实验室较准确地测出了引力常量G的数值，并说该实验是“称量地球的重量”
D．以牛顿运动定律为基础的经典力学，包括万有引力定律，既适用于低速运动也适用于高速运动；既适用于宏观世界，也适用于微观世界
11．如图所示，有三个完全相同的时钟，时钟A放在地面上，时钟B、C分别放在两个火箭上，两个火箭分别以速度vB和vC朝同一方向飞行，vBA．时钟A走得最慢 B．时钟B走得最慢
C．时钟C走得最慢 D．时钟C走得最快
12．20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题，只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子．这说明 ( )
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B．人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的
C．不同领域的事物各有其本质与规律
D．人们应当不断扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
13．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
B．相对论与量子力学否定了经典力学理论
C．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变
D．经典力学理论具有一定的局限性
14．下列说法中正确的是（ ）
A．根据牛顿的万有引力定律可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将变为原来的4倍
B．按照广义相对论可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将大于原来的4倍
C．在天体的实际半径远大于引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大
D．在天体的实际半径接近引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大
二、解答题
15．爱因斯坦的相对论时空观与牛顿的时空观有何不同对此你如何理解？
16．什么是经典力学？其主要内容是什么？
参考答案
1．B
【详解】
经典力学描述的是宏观低速运动的物体，“复兴”号列车高速行驶、“神舟十号”飞船在轨道上运行、“辽宁”号航空母舰在大海上航行都属于宏观低速，经典力学能适用；而电子以接近光的速度运动属于高速、微观运动，不再适用于经典力学。
故选B。
2．C
【详解】
A．经典力学适用于宏观低速的模型，A错误。
B．卡文迪许利用扭秤实验测得万有引力常量，B错误。
C．开普勒借助导师第谷的丰富观测数据计算并提出了开普勒三大定律，C正确。
D．当外力不足以提供物体做匀速圆周运动的向心力时，物体将做离心运动，当外力为0时，物体将做匀速直线运动，D错误。
故选C。
3．A
【详解】
牛顿定律适用范围是宏观低速的情景。
故选A。
4．A
【详解】
经典力学的适用范围是宏观世界，低速运动，不适应微观世界，高速运动。
故选A。
5．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。
6．B
【详解】
开普勒首次发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆，选项A错误；卡文迪许是第一个测出万有引力常量G的科学家，选项B正确，C错误；经典力学适用于宏观的、低速的物体，选项D错误.
7．A
【详解】
A．经典力学完全适用于宏观低速运动的物体，宏观物体是相对于微观粒子而言的，故A正确；
B．经典力学取得了巨大的成就，但它也具有一定的局限性，并不是普遍适用的，故B错误；
CD．在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，不会过时也不会失去价值，故CD错误。
故选A。
8．C
【详解】
牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题，在生产、生活及科技方面起着重要作用；解决问题时虽然有一定误差，但误差极其微小，可以忽略不计；故经典力学仍可在一定范围内适用。经典力学不能用于处理高速运行的物体，对处理低速运动的宏观物体具有相当高的正确性，故C正确，ABD错误。
故选C。
9．B
【详解】
ACD．经典力学的适用范围是宏观、低速情形，子弹的飞行、人造卫星绕地球的运行、列车的运动，经典力学能适用，故ABC错误；
B．对于微观高速的情形经典力学不适用，故B正确。
故选B。
10．D
【详解】
A．开普勒在研究了天文学家第谷的行星观测记录的基础上，发现并提出了行星运动定律，A正确；
B．牛顿提出万有引力定律，后人利用这一理论发现的海王星，被称为“笔尖下发现的行星”，B正确；
C．卡文迪许在实验室利用扭秤实验较准确地测出了引力常量G的数值，并说该实验是“称量地球的重量”，C正确；
D．以牛顿运动定律为基础的经典力学，包括万有引力定律，适用于宏观低速的运动，D错误。
本题选择错误选项，故选D。
11．C
【详解】
A放在地面上，在地面上的人看来，A钟没有变化，B、C两钟放在两个火箭上，根据爱因斯坦相对论可知，B、C变慢，由于vB＜vC，C钟比B钟更慢，所以A钟最快，C钟最慢。
故选C。
12．BCD
【详解】
人们对客观世界的认识要受到所处时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内不同事物的本质与规律．新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．故A项错误，BCD正确．
故选BCD。
13．CD
【详解】
A．经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，A错误；
B．相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，B错误；
C．在相对论中，物体的质量随运动状态而改变，在经典力学中，物体的质量与运动状态无关，C正确；
D．经典力学理论具有一定的局限性，对高速微观粒子不适用，D正确。
故选CD。
14．AB
【详解】
A、根据万有引力定律 可知，当星球质量不变，半径变为原来的时，引力将变为原来的4倍．故A正确．B、按照广义相对论可以知道，当星球质量不变，半径变为原来的时，引力将大于原来的4倍．故B正确．C、D、牛顿的万有引力定律适用条件是两个质点间引力的计算，要将星球看成质点才能计算它们间引力的大小，而天体的实际半径远大于引力半径，根据爱因斯坦理论，天体的实际半径远大于引力半径时，由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不大，但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大所以根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大．故C、D错误．故选AB．
【点睛】解决本题的关键要掌握万有引力定律公式和适用条件，知道爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论的区别．
15．见解析
【详解】
牛顿力学时空观认为空间与时间是独立于物体及其运动而存在的。爱因斯坦相对论时空观认为运动物体的长度（空间距离）和物理过程的快慢（时间进程）都跟物体的运动状态有关。人们对空间和时间概念的扬弃与修正，推动着物理学研究的深化，扩宽着人们的视野。
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。