同步课时精练（二十）5.1牛顿力学的成就与局限性（后附解析）

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同步课时精练（二十）5.1 牛顿力学的成就与局限性（后附解析）
一、单选题
1．关于经典力学的适用范围，可以总结为（　　）
A．宏观、高速运动的物体 B．宏观、低速运动的物体 C．微观、低速运动的物体 D．微观、高速运动的物体
2．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是(　　)
A．经典力学适用于宏观低速运动的物体
B．经典力学只适用于像地球和太阳这样大的宏观物体
C．火车提速后，有关速度问题就不能用经典力学来处理
D．由于经典力学有局限性，所以一切力学问题只能用相对论力学来解决
3．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
4．关于经典力学理论，下述说法中正确的是（　　）
A．经典力学适用于宏观、低速、弱引力场
B．相对论和量子力学证明了经典力学是错误和过时的
C．经典力学认为时空是相对的
D．经典力学可以预言各种尺度下的运动
5．接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有（　　）
A．飞船上的人观测到地球上的钟较慢
B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢
C．观测到两只钟并没有区别
D．地球上的人观测到地球上的钟较慢
6．关于经典力学的适用范围和局限性，下列说法正确的是（　　）
A．经典力学过时了，应该被相对论和量子力学所取代
B．由于超音速飞机的速度太大，其运动不能用经典力学来解释
C．人造卫星的运动不适合用经典力学来描述
D．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述
7．迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1- 58lc”却很值得我们期待．该行星的温度在0℃到40℃之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日，“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍．设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（ ）
A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同
B．如果人到了该行星，其体重是地球上的倍
C．该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍
D．由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短
8．关于“完整的经典力学体系”的建立者和适用范围，下列说法正确的是（ ）
A．建立者是开普勒，适用范围是宏观低速物体
B．建立者是伽利略，适用范围是宏观低速物体
C．建立者是牛顿，适用范围是宏观低速物体
D．建立者是牛顿，适用范围是宏观和微观物体
9．牛顿力学是近代物理学的基础，因此牛顿被认为是最伟大的物理学家之一。但是牛顿力学在某些领域不再适用，或者说牛顿力学也有一定的局限性。下列选项不适用牛顿力学的是（　　）
A．低速
B．宏观
C．参数远小于1的地球引力场
D．参数接近于1的黑洞
二、多选题
10．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，但经典力学仍然有意义
D．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍适用
11．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
12．迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1-581c”却很值得我们期待，该行星的温度在0℃到40℃之间，质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍，公转周期为13个地球日，“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍，设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（　　）
A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度不同
B．如果人到了该行星，其体重比地球上的大
C．该行星与“Gliese581”的距离和日地距离相比较大
D．在忽略星球自转的情况下，在该行星和地球上测同一个物体的质量，地球上测得的质量比较小
三、解答题
13．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？
14．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。
15．对于质量为1.4倍太阳质量、半径与地球相同的白矮星，计算它的，你认为牛顿力学可以正确描写白矮星的运动吗？简述理由。（太阳质量，引力常量，地球半径，光速）
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
解析：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。
答案：B。
2．A
解析：AB．经典力学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，所以经典力学不仅仅适用于像地球和太阳这样大的宏观物体，还适用于体积较小的一些宏观物体，故A正确，B错误；
C．火车提速后，速度仍远远小于光速，有关速度问题还可以用经典力学来处理，故C错误；
D．经典力学在低速、宏观状态下仍然可以使用，对于高速、微观的情形经典力学不适用．故D错误．
答案：：A
3．C
解析：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。
答案：C。
4．A
解析：A．经典力学适用于宏观、低速、弱引力场，A正确；
B．相对论和量子力学适用于微观高速粒子的运动，并没有否定经典力学，B错误；
C．经典力学中，认为时间和空间都是绝对的，C错误；
D．经典力学不适用于微观、高速情况下的运动，D错误。
答案：A。
5．A
解析：ABC．飞船上的人是以飞船为参考系，故地球是高速运动的，根据爱因斯坦狭义相对论的延时效应，飞船上的人观测到地球上的钟较慢，即飞船上的人观测到飞船上的钟较快，故A正确，BC错误；
D．地球上的人以地球为参考系，认为飞船高速运动，根据爱因斯坦狭义相对论的延时效应，飞船上的钟较慢，故地球上的人观测到地球上的钟较快，故D错误。
答案：A。
6．D
解析：A．经典力学不会过时，在低速宏观物理过程中适用，不可替代，A错误；
B．超音速飞机的速度远低于光速，其运动能用经典力学来解释，B错误；
C．人造卫星的运动速度远低于光速，适合用经典力学来描述，C错误；
D．当物体速度接近光速时，其运动规律不适合用经典力学来描述，D正确。
答案：D。
7．B
解析：A．由
得第一宇宙速度
所以，在该行星上发射卫星的第一宇宙速度是在地球上的2倍，故A错误；
B．由
得重力加速度
所以该行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的即倍，故B正确；
C．由
得
所以，轨道半径之比是，所以C错误；
D．相对于光速，行星公转速度与地球公转速度之间的差异可以忽略，因此D错误。
答案：B。
【考点定位】万有引力定律、匀速圆周运动
8．C
解析：牛顿建立了“完整的经典力学体系”，适用范围是宏观低速物体。
答案：C。
考点：考查了物理学史
9．D
解析：AB．牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，故AB正确；
CD．根据万有引力提供向心力可得
则
当时，物体处于低速运动，故牛顿力学适用，当接近1时，物体处于高速运动，牛顿力学不再适用，故C正确，D错误。
本题选错误项，答案：D。
10．BC
解析：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。
答案：BC。
11．ABC
解析：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。
答案：ABC。
12．ABD
解析：A．当卫星绕行星表面附近做匀速圆周运动时的速度即为行星的第一宇宙速度，则
可得
M是行星的质量，R是行星的半径，则得该行星与地球的第一宇宙速度之比为
故A正确；
B．由万有引力近似等于重力，得
行星表面的重力加速度为
则该行星表面与地球表面重力加速度之比为
所以如果人到了该行星，其体重是地球上的倍，故B正确；
C．根据万有引力提供向心力
可得
行星“G1-58lc”公转周期为13个地球日，将已知条件代入解得行星“G1-58lc”的轨道半径与地球轨道半径
故C错误；
D．由知该行星与地球的公转速度比为
在忽略星球自转的情况下，根据相对论原理可知，由于该行星公转速度比地球大，地球上的物体如果被带上该行星，其质量会增大，即地球上测得的质量比较小，选项D正确。
答案：ABD。
13．不适用。
【解析】略
14．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。
解析：人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，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
15．；可以
解析：
牛顿定律适应于宏观低速物体的运动，则牛顿力学可以正确描写白矮星的运动。
答案第1页，共2页
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