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 同步作业(Word版含答案)

2021-2022学年粤教版（2019）必修第二册
5.1牛顿力学的成就与局限性 同步作业（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．下列说法错误的是（　　）
A．开普勒通过对天体运动的观测数据进行分析计算，总结出行星运动三大定律
B．牛顿通过实验室中实验得出万有引力定律
C．在宏观、低速条件下牛顿力学能很好地描述物体的运动规律
D．牛顿“月—地”检验表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵循同样的规律
3．下列说法正确的是（ ）
A．经典力学的适用条件宏观、低速、弱引力作用
B．平抛运动的物体在相同时间内速率的变化量相同
C．做匀速圆周运动的物体的加速度保持不变
D．两个不共线的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
4．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
5．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
6．牛顿运动定律适用于（ ）
A．宏观物体的高速运动
B．宏观物体的低速运动
C．微观粒子的高速运动
D．微观粒子的低速运动
7．下列说法正确的是(　 　)
A．开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律
B．伽利略设计实验证实了力是物体运动的原因
C．牛顿通过实验测出了万有引力常量
D．经典力学不适用于宏观低速运动
8．下列说法错误的是（　　）
A．经典力学适用于低速运动、宏观物体
B．汽车在通过弯道时，如果速度过大，往往出现“甩尾”现象，这是一种离心现象，这是由于受到离心力而产生的
C．开普勒继承了第谷对太阳系行星运动的观测数据，总结出开普勒三大定律
D．卡文迪什在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，测出了引力常量的数值
9．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
10．经典力学不能适用下列哪些运动（　　）
A．火箭的发射 B．宇宙飞船绕地球的运动
C．“勇气号”宇宙探测器在太空的运动 D．微观粒子的波动性
11．相对论和量子力学的出现使人们认识到经典力学的适用范围是（　　）
A．低速运动；宏观世界 B．低速运动；微观世界
C．高速运动；微观世界 D．高速运动；宏观世界
12．关于物理学发展，下列表述正确的是（　　）
A．哥白尼提出了“地心说”，认为地球位于宇宙的中心
B．牛顿提出了三条运动定律及万有引力定律，并利用扭秤装置较准确地测出了引力常量
C．第谷通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律
D．经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，但实践证明，经典力学只适用于宏观、低速的情况
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．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．相对论与量子力学并没有否定经典力学理论
C．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变
D．经典力学理论具有一定的局限性
15．以下说法正确的是（　　）
A．经典力学理论的成立具有一定的局限性
B．相对论和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的改变而改变
D．经典力学理论普遍适用，大到天体、小到微观粒子均适应
二、解答题
16．也许你会疑惑，为什么在日常生活中未发现长度收缩、时间延缓或质量随速度增大而增加的现象。请你从长度收缩公式和质速关系式出发，探索牛顿运动定律在宏观低速世界的合理性。
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．B
【详解】
A．开普勒通过对天体运动的观测数据进行分析计算，总结出行星运动三大定律。故A正确；
BD．牛顿通过理论推导出万有引力定律，并用“月—地”检验表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵循同样的规律，从而证实了万有引力定律的正确性。故B错误，D正确；
C．牛顿力学在宏观、低速条件下很好地描述物体的运动规律，但不适用于微观、高速状态。故C正确。
故选B。
3．A
【详解】
A．经典力学的适用范围就是宏观、低速、弱引力作用，故A正确；
B．设平抛运动竖直速度，过后，速率变化量为
并非随时间均匀变化，所以相同时间内速率变化量不同，故B错误；
C．向心加速度时刻指向圆心，方向一直在变，故C错误；
D．如果合初速度方向与合加速度方向不在一条直线上，就可以做曲线运动，并不一定是直线运动，故D错误。
故选A。
4．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。
5．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。
6．B
【解析】
【详解】
经典力学具有局限性，经典力学的基础是牛顿运动定律，牛顿运动定律只适用于宏观物体的低速运动，微观粒子的运动不适用，高速运动也不适用，故B正确，ACD错误。
故选B。
7．A
【详解】
A．开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律，故A正确；
B．伽利略设计理想斜面实验提出了力不是维持物体运动的原因，故B错误；
C．牛顿提出了万有引力定律，但卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，故C错误；
D．经典力学适用于宏观低速运动，不适用于微观高速运动，故D错误；
故选A。
8．B
【详解】
A．经典力学适用于低速运动、宏观物体，选项A正确，不符合题意；
B．汽车在通过弯道时，如果速度过大，往往出现“甩尾”现象，这是一种离心现象，这是由于汽车所受地面的摩擦力小于所需的向心力而产生的，选项B错误，符合题意；
C．开普勒继承了第谷对太阳系行星运动的观测数据，总结出开普勒三大定律，选项C正确，不符合题意；
D．卡文迪什在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，测出了引力常量的数值，选项D正确，不符合题意。
故选B。
9．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。
10．D
【详解】
经典力学在接近光速的高速运动情况下不能适用，火箭、宇宙飞船等物体虽然速度较大，但还远远小于光速，故在火箭的发射、太空飞行器的运动中，经典力学仍适用。经典力学不适用于微观物体。故选项D正确ABC错误。
故选D。
11．A
【详解】
相对论和量子力学的出现使人们认识到经典力学的适用范围是低速运动、宏观世界，A正确，BCD错误。
故选A。
12．D
【详解】
A．托勒密提出了“地心说”，认为地球位于宇宙的中心，故A错误；
B．牛顿提出了三条运动定律及万有引力定律，卡文迪许利用扭秤装置较准确地测出了引力常量，故B错误；
C．开普勒通过对第谷对天体运动的观测数据的研究，发现了行星运动三定律，故C错误；
D．经典力学是物理学和天文学的基础，经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，只适用范围是宏观、低速、弱引力场情形，故D正确。
故选D。
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．BD
【详解】
A．经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，故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，故B正确；
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，故C错误；
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，故D正确。
故选BD。
15．AC
【详解】
AD．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，故A正确，D错误；
B．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，故B错误；
C．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，故C正确。
故选AC。
16．见解析
【详解】
根据长度的相对性：，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；时间间隔的相对性：．时间有延缓效应；当物体运动的速度v＜＜c，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计，质量时间可认为不变，牛顿运动具有合理性。