5.1牛顿力学的成就与局限性同步练习

5.1牛顿力学的成就与局限性
一、选择题（共15题）
1．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
2．下列关于经典力学的适用范围及其局限性的描述，正确的是（　　）
A．经典力学适用于以任意速度运动的物体
B．经典力学适用于宏观物体和微观粒子的运动
C．经典力学适用于做高速运动的微观粒子
D．经典力学适用于做低速运动的宏观物体
3．以下说法不正确的是（　　）
A．在力的合成实验中运用了等效替代的方法
B．牛顿经典力学不适用于研究接近光速的问题
C．开普勒通过第谷多年的观测数据最早提出了“日心说”
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过实验测得引力常量数值
4．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
5．下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动物体的速度可能不变
B．匀速圆周运动物体的合外力一定不为零
C．哥白尼发现了行星运动三大定律
D．经典力学适用于宏观高速物体
6．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
7．在物理理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。下列关于科学家和物理规律说法正确的是（　　）
A．牛顿的万有引力定律适用于任何两个物体之间
B．牛顿通过实验测出了万有引力常量，证实了万有引力定律的存在
C．相对论时间空观表明牛顿力学已不再适用
D．开普勒发现了行星的运动规律
8．下列说法中正确的是（　　）
A．经典力学适用于微观领域质子、电子的运动
B．经典力学适用于投出的篮球、人造卫星的运动
C．经典力学可以解决自然界中涉及的所有物理学问题
D．相对论与量子力学的出现，表示经典力学失去了意义
9．下列物体的运动不能用经典力学描述的是(　　)
A．子弹的飞行 B．人造卫星的运行
C．小汽车的行驶 D．光子的运动
10．下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿借助前人的研究成果总结出了行星运动三大定律
B．卡文迪许通过扭秤实验证明了万有引力的正确性并测出了引力常量的值
C．开普勒借助自己的力学成就并对前人的研究成果分析，总结出了万有引力定律
D．经典力学适用于宏观、高速、强引力的领域
11．在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合物理学史实的是（　　）
A．牛顿总结出了行星运动的三大规律
B．开普勒测出了万有引力常量
C．爱因斯坦发现了万有引力定律
D．以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题
12．如图所示，李明和张华在小区电梯内看到一则小广告：“铁笼飞车燃情登场，挣脱地心引力，给你一场极限视觉享受”。关于广告内容，二人发生了争执，以下是二人的说法，你认为正确的是（　　）
A．飞车不可能挣脱地心引力，除非飞车速度达到7.9km/s
B．飞车不可能挣脱地心引力，除非飞车速度能够超过11.2km/s
C．若飞车速度足够大，最终可以成为一颗绕地球运动且速度大于7.9km/s的卫星
D．由牛顿运动定律可知，只要飞车一直加速，速度最终就可以超过光速
13．下列说法正确的是（　　）
A．经典力学能够说明微观粒子的规律性
B．经典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．虽然相对论与量子力学的出现对经典力学有冲击，但经典力学任然有意义
D．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍适用
14．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
15．下列说法正确的是（　　）
A．相对论和牛顿力学是相互对立、互不相容的两种理论
B．物体高速运动时，运动规律服从相对论理论，在低速运动时，运动规律服从牛顿运动定律
C．牛顿力学只适用于宏观物体的运动
D．不论是宏观物体，还是微观粒子，牛顿力学都是适用的
二、填空题
16．牛顿运动定律适用于范围是______，爱因斯坦的相对论适用于范围是______。
17．经典力学只适用于解决______物体的运动问题，不能用来处理_______物体的运动问题（填“高速”或者“低速”）经典力学只适用于_______物体，而不适用于______物体。（填“宏观”或者“微观”）
18．在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪光传播的速度______（填写“相同”或“不同”），判断依据是________
三、综合题
19．如图所示，质子束被加速到接近光速，经典力学适用于质子束的运动规律吗？
20．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。
21．什么是经典力学？其主要内容是什么？
22．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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．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。
2．D
【详解】
A．经典力学适用于低速运动的物体，不适用于高速运动的物体，故A错误；
B．经典力学只适用于宏观物体的运动，故B错误；
CD．经典力学适用于做低速运动的宏观物体，不适用于做高速运动的微观粒子，故C错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．在力的合成实验中运用了等效替代的方法，故A正确，不符合题意；
B．牛顿经典力学不适用于研究接近光速的问题，故B正确，不符合题意；
C．开普勒通过第谷多年的观测数据最早提出了开普勒行星运动定律，故C错误，符合题意；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过实验测得引力常量数值，故D正确，不符合题意。
故选C。
4．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。
5．B
【详解】
曲线运动物体的速度方向一定变化，则速度一定是变化的，选项A错误；匀速圆周运动物体的加速度不为零，则合外力一定不为零，选项B正确；开普勒发现了行星运动三大定律，选项C错误；经典力学适用于宏观低速物体，选项D错误；故选B.
6．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。
7．D
【详解】
A．牛顿的万有引力定律适用于两个质点之间的引力问题，选项A错误；
B．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，证实了万有引力定律的存在，选项B错误；
C．相对论并没有否定牛顿的经典力学，而是在其基础上发展起来的，只是说明了经典力学的局限性，故C错误；
D．开普勒发现了行星的运动规律，选项D正确。
故选D。
8．B
【详解】
A．经典力学适用于宏观低速物体的运动，而不适用于微观领域质子、电子的运动，选项A错误；
B．经典力学适用于宏观低速物体的运动，即适用于投出的篮球、人造卫星的运动，选项B正确；
C．经典力学不能解决自然界中微观粒子以及高速运动的问题，故C错误；
D．相对论与量子力学并不否定经典力学理论，经典力学是相对论在低速（即物体的速度远远小于光速）的条件下的近似，故D错误。
故选B。
9．D
【详解】
经典力学适用于低速宏观的物体，光子的运动不属于这个范畴。
故选D。
10．B
【详解】
A．开普勒发现了行星运动三大定律，A错误；
B．卡文迪许通过扭秤实验证明了万有引力的正确性并测出了引力常量的值，B正确；
C．牛顿助自己的力学成就并对前人的研究成果分析，总结出了万有引力定律，C错误；
D．经典力学适用于宏观，低速，弱引力领域，D错误。
故选B。
11．D
【详解】
A．开普勒利用第谷的行星运动数据总结出了行星运动的三大规律，故A错误；
B．卡文迪许利用扭称实验测出了万有引力常量，故B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律，故C错误；
D．根据爱因斯坦的相对论理论可知，以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题，故D正确。
故选D。
12．B
【详解】
AB．要想脱离地球的引力而飞出地球，其速度必须要大于第二宇宙速度11.2km/h，则选项A错误，B正确；
C．第一宇宙速度7.9km/h是绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，则即使飞车速度足够大，最终也不可能成为一颗绕地球运动且速度大于7.9km/s的卫星，选项C错误；
D．光速是自然界速度的极限，在任何参考系中，物体的运动速度都不能超过光速，故D错误。
故选B。
13．BC
【详解】
ABD．经典力学适用条件为宏观、低速。对微观、高速运动不再适用，故AD错误；B正确；
C．相对论与量子力学的出现可以补充经典力学的不足，但是不能替代经典力学的地位。故C正确。
故选BC。
14．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。
15．BC
【详解】
A．牛顿力学是相对论在低速条件下的近似，只要速度远小于光速，经过数学变换，相对论的公式就可以转化为牛顿力学的公式，A错误；
B．物体在高速运动时，运动规律服从相对论理论，在低速运动时，运动规律服从牛顿运动定律，B正确；
CD．牛顿力学只适用于宏观物体的低速运动，D错误，C正确。
故选BC。
16． 宏观低速运动 高速运动
【详解】
牛顿运动定律适用于范围是宏观低速运动。
爱因斯坦的相对论适用于范围是高速运动。
17． 低速 高速 宏观 微观
【详解】
爱因斯坦创立狭义相对论为的是研究物体在微观高速运动时所遵循的规律，牛顿力学的运动定律研究的是物体在宏观低速运动时所遵循的规律。
18． 相同 光速不变原理
【详解】
在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪光传播的速度相同，判断依据是光速不变原理。
19．不适用。
20．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。
21．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。
22．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
答案第1页，共2页