5.1经典力学的成就与局限性 课后练习（Word版含答案）

5.1经典力学的成就与局限性
一、选择题（共14题）
1．下列运动不能用经典力学解释的是
A．火箭携带卫星飞向太空
B．电子以接近光速的速度运动
C．战斗机从辽宁号航母上起飞
D．高铁列车从盐城向北京飞驰
2．下列说法符合事实的是（　　）
A．伽利略认为，在任何惯性参考系中，力学的规律都是一样的
B．牛顿通过扭秤实验第一次精确测出了引力常量的数值
C．亚里士多德认为轻重不同的物体从同一高度静止释放，下落一样快
D．开普勒通过对第谷的观测数据的分析中发现了万有引力定律
3．下列情境中，经典力学不适用的是
A．小朋友坐滑梯下滑
B．轮船在大海上航行
C．宇宙粒子接近光速运动
D．子弹在空中飞行
4．下列关于经典力学的说法正确的是（　　）
A．经典力学适用于宏观、低速（远小于光速）运动的物体
B．经典力学适用于微观、高速（接近光速）运动的粒子
C．相对论和量子力学的出现，表明经典力学已被完全否定了
D．经典力学在理论和实践上取得了巨大的成功，从地面到天体的运动都服从经典力学的规律，因此任何情况下都适用
5．经典力学不能适用下列哪些运动(　　)
A．火箭的发射
B．微观粒子的波动性
C．“勇气号”宇宙探测器在太空的运动
D．宇宙飞船绕地球的运动
6．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
7．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列说法中正确的是
A．牛顿通过理想斜面实验提出力并不是维持物体运动的原因
B．伽利略发现了行星运动的规律
C．卡文迪许通过实验测出了引力常量
D．爱因斯坦相对论的创立表明牛顿运动定律是错误的
8．关于物理学史，下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略发现了行星运动的规律
B．牛顿进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论
C．开普勒通过实验测定了引力常量
D．爱因斯坦的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
9．下列说法符合史实的是（　　）
A．开普勒在牛顿定律的基础上，总结出了行星运动的规律
B．牛顿建立的经典力学可以解决自然界中所有的问题
C．伽利略发现了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
D．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
10．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，物体的质量随运动状态而改变
D．经典力学理论具有一定的局限性
11．下列说法正确的是（　　）
A．开普勒将法拉第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维持物体运动的原因
C．卡文迪许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
12．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
13．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
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
二、填空题
15．当物体的运动速度接近光速时，经典力学_____（填“不再”或“仍然”）适用，可见，经典力学____（填“有”或“没有”）局限性．
16．经典力学的基础是________________________，万有引力定律更是建立了人们对牛顿物理学的尊敬．经典力学适用范围_______________________、宏观、弱引力．
17．一颗以0.1c的速度朝地球运动的星突然爆炸变为一颗明亮的超新星，爆炸所发出的光离开这颗超新星的速度为______，在地球测量，这束光射向地球的速度为______。
18．科学实践总是要不断向前推进，从1687年的________力学到1905年爱因斯坦的________论，这标志了人类对于自然界规律的认识向前跨进了一大步。
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．根据牛顿运动定律，凭借初始条件就可以确定物体过去和未来任一时刻的运动状态，牛顿由此提出了机械决定论。他认为一切自然现象都只能按照机械的必然性发生和进行。牛顿的这个观点对之后两百多年自然科学的发展产生了深刻的影响。应如何看待牛顿的这一观点
21．实际的天文观测，行星的运行轨道并不是严格闭合的，它们的近日点在不断地旋进．经典力学的解释令人满意吗 用什么理论来圆满地进行了解释
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
经典力学适用范围时宏观、低速、弱引力，故ACD可以用经典力学解释，ACD错误；
B中电子速度接近光速，属于高速运动，不能用经典力学解释，B正确；
故选B。
2．A
【详解】
A．伽利略的相对性原理指出，在任何惯性参考系中，力学的规律都是一样的，故A正确；
B．卡文迪什通过扭秤实验第一次精确测出了引力常量的数值，故B错误；
C．亚里士多德认为轻重不同的物体从同一高度静止释放，重的物体比轻的物体下落快，故C错误；
D．开普勒通过对第谷的观测数据的分析中发现了开普勒行星运动定律，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】
根据牛顿运动定律的适用范围：（1）只适用于低速运动的物体（与光速比速度较低）；（2）只适用于宏观物体，牛顿第二定律不适用于微观粒子；（3）参照系应为惯性系，故经典力学不适用的是宇宙粒子接近光速飞行，故C正确，ABD错误．
4．A
【详解】
AB．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，故A正确，B错误；
C．相对论与量子力学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C错误；
D．经典力学仅是它在低速、宏观、弱引力时的适用，故D错误。
故选A。
5．B
【详解】
经典力学适用宏观低速物体的运动，而不适应微观高速粒子的运动；则经典力学不能适用微观粒子的波动性，故选B.
6．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。
7．C
【详解】
伽利略通过理想斜面实验提出力并不是维持物体运动的原因，选项A错误；开普勒发现了行星运动的规律，选项B错误；卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项C正确；爱因斯坦创立了相对论，相对论的创立并不表明经典力学已不再适用，其实，相对论与经典力学适用的范围不同，经典力学只适用于宏观低速物体，而高速物体适用于相对论．故D错误；故选C.
8．B
【详解】
A．开普勒发现了行星运动的规律，选项A错误；
B．牛顿进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论，选项B正确；
C．卡文迪许通过实验测定了引力常量，选项C错误；
D．狭义相对论既适用于高速运动，也适用于低速运动，经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）和宏观条件下的近似，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，故D错误；
故选B。
9．D
【详解】
ABC．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律；牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律；卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，AC错误，D正确；
B．经典力学也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题，B错误。
故选D。
10．D
【详解】
A．经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，选项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，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，选项D正确。
11．C
【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，A错误；
B．伽利略设计理想实验得出力不是维持物体运动的原因，B错误；
C．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量的数值，C正确；
D．经典力学的适用范围是宏观、低速运动，D错误。
故选C。
12．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。
13．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。
14．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。
15． 不再； 有；
【详解】
当物体的运动速度接近光速时，经典力学不再适用，可见，经典力学有局限性．
16． 牛顿运动定律； 低速；
【详解】
经典力学的基础是牛顿运动定律，万有引力定律更是建立了人们对牛顿物理学的尊敬．经典力学适用范围低速、宏观、弱引力．
17． 3×108m/s 3×108m/s
【详解】
这颗超新星和地球都可近似看成是惯性系，因在一切惯性参考系中，真空中的光速都相同，因此光以c=3×108m/s的速度离开超新星，也以这个速度射向地球。
18． 牛顿 相对
【详解】
1687年的牛顿发表了论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。1905年爱因斯坦发表了相对论等多篇论文，克服经典力学不可逾越的障碍，标志了人类对于自然界规律的认识向前跨进了一大步。
19．不适用。
20．机械决定论仅仅适用于宏观物体，而对于微观领域以及客观世界中大量存在的偶然现象的研究就产生了统计决定论。运用概率的和统计的方法进行研究的统计性定律没有构成对客观规律的否定，因而就不构成对决定论的否定。从本质上看，它是承认偶然性与必然性既对立又统一的辩证决定论。
机械决定论又称“形而上学决定论”。指在古典力学基础上建立起来的盛行于17—18世纪西欧的一种只承认自然界的因果性、必然性、客观规律性，否认人的主观能动性和偶然性的一种形而上学观点，其代表人物为牛顿、拉普拉斯、斯宾诺莎、霍尔巴赫等人。它发端于17世纪的法国，其时哲学家笛卡尔就提出了“动物是机器”的观点。牛顿力学创立后，认为一个系统的初始条件一旦简单的确定后，此后的运动都是必然确定的了，它可以不考虑初始条件的复杂性和随机性。在此基础上，机械决定论者提出，牛顿力学规律是自然界唯一正确的客观规律，一切现象在本质上都是力学现象，人和动物都是按力学规律的机制组合起来的机器。这一思想承认了自然规律的客观性，反对了上帝造世说，反对了宗教神学，因此在人类发展史上发挥过重大作用。但是，机械决定论只承认必然性，否认偶然性；只承认客观规律性，否认人的主观能动性；视机械运动为唯一的因果关系而不懂得因果联系的多样性、复杂性；不懂得因果联系、必然性和偶然性的区别和联系，认为世界上的一切现象都是由必然的原因决定的；把必然性等同于有原因，把偶然性等同于无原因，把必然性绝对化，视承认偶然性为非决定论。这是机械决定论的根本错误。它发展的必然结局就是宿命论，因而无法彻底地贯彻唯物主义决定论。18世纪中叶后康德在《自然通史和天体论》中批判了这种观点。19世纪以后，随着自然科学的发展和辩证唯物主义的出现机械决定论开始走向衰亡。
21．按牛顿的万有引力定律推算，行星的运动应该是一些椭圆或圆，行星沿着这些椭圆或圆做周期性运动，与实际观测结果不符．经典力学也能作出一些解释，但是，水星旋进的实际观测值比经典力学的预言值多．经典力学的解释不能令人满意．
爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点的旋进还应有43’的附加值，同时还预言了光线在经过大质量的星体附近时，如经过太阳附近时会发生偏转现象．并且都被观测证实
【详解】
按牛顿的万有引力定律推算，行星的运动应该是一些椭圆或圆，行星沿着这些椭圆或圆做周期性运动，与实际观测结果不符．经典力学也能作出一些解释，但是，水星旋进的实际观测值比经典力学的预言值多．经典力学的解释不能令人满意．
爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点的旋进还应有43’的附加值，同时还预言了光线在经过大质量的星体附近时，如经过太阳附近时会发生偏转现象．并且都被观测证实.
答案第1页，共2页