5.1经典力学的成就与局限性 学科素养提升练（word版含答案）

5.1经典力学的成就与局限性 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．关于经典力学，下列说法错误的是
A．由于相对论、量子力学的提出，经典力学已经被完全否定
B．经典力学可看作相对论、量子力学在一定条件下的特殊情形
C．经典力学在宏观物体、低速运动、引力不太大时适用
D．经典力学对高速运动的微观粒子不适用
2．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
3．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿力学能够说明微观粒子的规律性
B．牛顿力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动的物体
C．相对论与量子力学的出现，说明牛顿力学已失去意义
D．对于宏观物体的高速运动问题，牛顿力学仍适用
4．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
5．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（　　）
A．牛顿运动定律既适应于物体的低速运动，也适应于物体的高速运动
B．伽利略通过著名的扭秤实验测出了引力常量的数值
C．卡文迪许发现了万有引力定律，被称为“称量地球的质量”的人
D．开普勒行星运动三大定律揭示了行星的运动规律，为万有引力定律的发现奠定了基础
6．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．飞船绕地球的运行
C．列车的运行 D．粒子接近光速的运动
7．在物理学的发展过程中，许多物理学家都做出了重大贡献，他们也创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是（　　）
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B．卡文迪许为了检验万有引力定律的正确性，首次进行了“月-地检验”
C．经典力学理论是普遍适用得，大到天体，小到微观粒子均适用
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
8．下列情境中，经典力学不适用的是（　　）
A．修建港珠澳大桥
B．洗衣机将衣物脱水
C．发射快舟一号运载火箭
D．微观粒子以接近光的速度运动
9．下面关于科学家做的贡献，说法正确的是（　　）
A．开普勒独立观测了行星数据并总结出了开普勒三大定律
B．牛顿通过扭称实验测出了万有引力常量
C．卡文迪许被称为 “第一个称量地球质量的人”
D．爱因斯坦发现了相对论并成功推翻牛顿力学体系
10．牛顿定律的适用范围是 （　　）
A．宏观物体、低速运动 强引力 B．微观物体、低速运动 弱引力
C．宏观物体、低速运动 弱引力 D．微观物体、高速运动 强引力
11．下列说法符合物理学史的是（ ）
A．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
B．牛顿提出了万有引力定律，是第一个“能称出地球质量”的人
C．“月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力和月球所受地球的引力遵从相同的规律
D．经典力学理论在天体力学研究中，取得了巨大的成就，大到天体，小到微观粒子均适用
12．关于万有引力与宇宙航行，下列说法正确的是（　　）
A．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”
B．地球对卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力
C．第一宇宙速度是人造卫星绕地球飞行的最大环绕速度
D．以牛顿运动定律为基础的牛顿力学，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
13．下列关于经典力学说法正确的是（　　）
A．观察、实验、假说、验证等是物理学科的基本研究方法
B．分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎等是物理学科中常用的思维方法
C．近代自然科学建立起实证科学的方法论传统，其主要特点是实验与数学结合：从实验事实出发，通过数学推演建立理论体系，然后，再用实验或观测去验证理论的正确性
D．实证科学方法的建立，使人们判别真理的标准从盲目的信仰转向理性与实践，使科学在整个文化中的地位不断提高
14．下列说法正确的是（ ）
A．哥白尼提出了“地心说”，牛顿总结出了万有引力定律
B．经典力学适用于宏观世界高速运动，量子力学适用于微观世界低速运动
C．在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质量随速度的增大而增大
D．万有引力定律不适用于强引力作用
15．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿运动定律既适用于低速、宏观的物体，也适用于高速、微观的粒子
B．牛顿第一定律是牛顿第二定律的特殊情形，它们都可通过实验来直接验证
C．卡文迪许在实验里较为准确地测出了引力常量G的数值
D．开普勒第三定律表达式中的k值与中心天体的质量有关
二、解答题
16．将一枚面值一元的硬币用确定的速度向上抛起，你能否断定（不是猜测）它落地时哪一面朝上？请试一试，这种现象能用牛顿力学解释吗？
17．利用互联网收集经典力学在科学技术方面的典型应用事例。
参考答案
1．A
【详解】
相对论、量子力学的提出，没有否定经典力学，只是对力学的完善；经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观状态下的特殊情形，对于高速、微观的情形经典力学不适用，高速情形要用相对论，微观粒子运动要用量子力学。
故选A。
2．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。
3．B
【详解】
牛顿力学适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速运动的物体，也不能说明微观粒子的规律性，相对论与量子力学的出现，是一种完善和拓展，牛顿力学并没有失去其存在的意义。
故选B。
4．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。
5．D
【详解】
A．牛顿运动定律只适应于宏观低速，故A错误；
B．卡文迪许通过著名的扭秤实验测出了引力常量的数值，故B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过著名的扭秤实验测出了引力常量的数值，被称为“称量地球的质量”的人，故C错误；
D．开普勒行星运动三大定律揭示了行星的运动规律，为万有引力定律的发现奠定了基础，故D正确。
故选D。
6．D
【详解】
经典力学的局限性是宏观物体及低速运动。当达到高速时，经典力学就不在适用。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。
故选D。
7．D
【详解】
A．牛顿发现了万有引力定律，而卡文迪许通过实验测量并计算得出了万有引力常量，因此卡文迪许被称为“称量地球的质量”的人，故A错误；
B．牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体间的引力作用都遵从万有引力定律，故B错误；
C．经典力学是相对论、量子力学在低速、宏观状态下的特殊情形，对于高速、微观的情形经典力学不适用，故C错误；
D．开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出行星运动定律，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
经典力学只适用于宏观、低速运动，不适用于微观、高速运动，这里的“高速”是指接近真空中光的传播速度。
故选D。
9．C
【详解】
A．开普勒通过研究他的老师第谷的观测的行星数据，总结出了开普勒三大定律，故A错误；
BC．卡文迪许用扭秤测出了引力常量G，被称为第一个“称”出地球质量的人，故C正确，B错误；
D．以牛顿运动定律和万有引力定律为基础的经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，爱因斯坦发现的相对论并没有推翻牛顿力学体系，只是说明牛顿的体系不适用于微观、高速的领域，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】
牛顿定律的适用范围是宏观物体、低速运动 弱引力，选项C正确，ABD错误。
故选C。
11．C
【详解】
A．开普勒提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，A错误；
B．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，被人们称为“能称出地球质量的人”，B错误；
C．“月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力和月球所受地球的引力遵从相同的规律，C正确；
D．经典力学只适用于宏观物体和低速运动的问题，不适用于微观物体和高速运动的问题，D错误。
故选C。
12．A
【详解】
A．卡文迪许在实验室利用扭称实验较准确测出了引力常量G，并说该实验是“称量地球的重量”，故A正确；
B．地球对卫星的万有引力与卫星对地球的万有引力是作用力和反作用力，大小相等，故B错误；
C．第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，题中没有强调圆周运动，故C错误；
D．以牛顿运动定律为基础的牛顿力学，包括万有引力定律，只适用于低速运动，不适用于高速运动，只适用于宏观世界，不适用于微观世界，故D错误。
故选A。
13．ABCD
【详解】
物理学科的基本研究方法是观察、实验、假说、验证等，物理学科常用的思维方法是分析、综合、抽象、概括、归纳、演绎等，实证科学方法的主要特点是实验与数学结合，改变了人们的世界观。故选ABCD。
14．CD
【解析】
A、哥白尼提出了“日心说”，牛顿总结出了万有引力定律，故A错误；
B、经典力学的基础是牛顿运动定律，经典力学只适用于宏观世界，低速运动，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；在狭义相对论中，物体的质量随速度的增大而增大，故C正确；
D、万有引力定律属于弱引力作用，不适用于强作用力，故D正确；
故选CD．
15．CD
【详解】
A．牛顿运动定律只适用于低速、宏观的物体，不适用于高速、微观的粒子，选项A错误；
B．牛顿第一定律不是牛顿第二定律的特殊情形，牛顿第二定律可以通过实验来直接验证，牛顿第一定律不能通过实验直接验证，选项B错误；
C．卡文迪许在实验里较为准确地测出了引力常量G的数值，选项C正确；
D．开普勒第三定律表达式中的k值与中心天体的质量有关，选项D正确；
故选CD.
16．见解析
【详解】
不能断定，一枚硬币的两面不可能同时出现，且出现的几率相同，由不确定原理，两种可能都能发生。该现象不能用经典力学解释。可以由经典力学的应用以及概率来分析，抛出的硬币落地时哪一面朝上是具有随机性的，投掷的次数越多，正面或者背面朝上的几率越趋于相等，各占50%。
17．例如利用经典力学规律，人类在航空航天技术中设计制造了人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等。
【详解】
人造卫星绕地球作匀速圆周运动时，符合牛顿第二运动定律，利用万有引力等于向心力，可计算出人造卫星的线速度、角速度、运动周期等一系列物理量。这是经典力学在科学技术方面最典型的应用