人教版物理必修2同步练习：7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（基础巩固）
一、选择题
1．（2021高一下·番禺期末）下列运动，不能用牛顿力学规律描述的是（ ）
A．天问一号绕火星运动 B．粒子接近光速运动
C．人随电梯上升 D．高铁从广州驶向杭州
2．（2022高一下·哈尔滨期中）下列说法正确的是（ ）
A．牛顿对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在《自然哲学的数学原理》中
B．牛顿做了月地检验，证明了地面上物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律
C．杆静止时的长度为l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于l0
D．经典力学适用于微观高速运动的物体
3．（2021高一下·丰台期中）下列运动中，牛顿力学规律适用的是（ ）
A．研究原子中电子的运动
B．高能粒子（速度较大）进一步加速
C．粒子接近光速的运动
D．嫦娥一号探月卫星的运动
4．（2021高一下·罗山期中）在下列运动中，牛顿运动定律可能不适用的是（ ）
A．电子绕原子核运动 B．篮球被投出后在空中飞行
C．超音速飞机在高空飞行 D．地球绕太阳运动
5．（2020高一下·泸县期末）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
6．（2020高一下·柳林期末）关于经典力学的局限性，下列说法正确的是（ ）
A．经典力学适用于微观高速运动的物体
B．尽管经典力学有局限性，可是生活中一般力学问题都用经典力学来解决
C．天宫二号速度很大，有关速度问题不能用经典力学来处理
D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体
7．（2020高一下·宁波期末）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
8．（2020高一下·江西期中）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
9．（2020高一下·泗洪月考）关于物理学史的下列说法中不正确的是（ ）
A．法拉第通过实验研究确认真空中两点电荷之间相互作用力的规律
B．电荷量 的数值最早由密立根测得
C．卡文迪许首先较准确地测出了万有引力常量 的数值
D．海王星是先由万有引力定律计算出位置，然后才观测到的
10．（2020高一下·大连期中）下列关于牛顿经典力学和爱因斯坦相对论中说法正确的是（ ）
A．不论宏观物体，还是微观粒子，经典力学和相对论都适用
B．爱因斯坦相对论无论是宏观低速还是微观高速运动的物体都适用
C．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是不一致的
D．随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论
11．（2020高一下·徐州期中）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．（2020高一下·淮安期中）牛顿力学也有其局限性，在下列情形中能够成立的是（ ）
A．宏观物体高速运动 B．微观世界
C．宏观物体低速运动 D．强引力场
13．（2019高一下·潮州期末）下列关于经典力学的说法不正确的是（ ）
A．自由落体运动规律属于经典力学
B．行星运动定律属于经典力学
C．牛顿运动定律属于经典力学
D．经典力学没有局限性，适用于所有领域
14．（2019·南京模拟）下列说法正确的是（ ）
A．机械波和电磁波都能在真空中传播
B．光的干涉和衍射说明光是横波
C．铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
D．狭义相对论指出，物理规律对所有惯性参考系都一样
15．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.20世纪以来，人们发现了一些新的事实，用经典力学无法解释．下列说法正确的是( )
A．由于经典力学有局限性，所以它是错误的
B．当物体的速度接近光速时，经典力学仍成立
C．狭义相对论能描述微观粒子运动的规律
D．量子力学能描述微观粒子运动的规律
二、多项选择题
16．关于日心说被人们接受的原因是
A．太阳总是从东面升起，从西面落下
B．日心说符合宗教神学得观点
C．若以太阳为中心许多问题都可以解决，对行星的描述也变得简单
D．地球是围绕太阳运转的
17．继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在前人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明（ ）
A．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分
B．人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界
C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识
18．下面说法中正确的是（ ）
A．当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别
B．当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别
C．当普朗克常量h（6.63×10－34J·s）可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别
D．当普朗克常量h（6.63×10－34J·s）不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别
19．关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是（ ）
A．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动（速度接近于真空中的光速）
B．狭义相对论只适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），不适用于低速运动
C．经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动（速度接近于真空中的光速）
D．狭义相对论既适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），也适用于低速运动
20．关于经典力学的伟大成就，下列论述正确的是（ ）
A．经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合
B．经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在
C．经典力学第一次向人们展示了时间的相对性
D．人们借助于经典力学中的研究方法，建立了完整的经典物理学体系
21．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是（ ）
A．经典力学没有局限性
B．经典力学的应用受到物体运动速度的限制，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不适用了
C．经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象
D．经典力学的时间和空间分离的观点不对
三、非选择题
22．（2020·扬州模拟）我们想像这样一幅图景：一列火车以接近光速从观察者身边飞驰而过，火车里的观察者看到沿铁路电线杆距离 （填“变大”、“变小”、“不变”），而地面上的观察者看到火车车窗的高度 （填“变大”、“变小”、“不变”）．
23．（2019高三上·上海期中）300 多年前建立的牛顿力学至今在人类的生活、生产和科学实践中依然非常有用，随着科学的不断向前推进，人们认识到牛顿运动定律仅适用于 、 运动体系。
24．（2019高三上·江苏月考）甲、乙两架太空战机以相同的速度在一条直线上匀速飞行，甲向乙发出一条无线电指令，乙显示经过t0时间接受到指令，已知光速为c，则在甲、乙看来，该无线电指令传播的速度 c(选填>、=、<)； 地面指挥中心认为从甲发出指令到乙接受到指令的时间间隔是t，t t0(选填>、=、<)
25．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
26．以牛顿运动定律为基础的经典力学，在科学研究和生产技术中有哪些应用
27．以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】天问一号绕火星运动、人随电梯上升、高铁从广州驶向杭州都属于宏观低速运动，故经典力学均能适用，而粒子接近光速运动属于微观高速运动，经典力学不适用，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】牛顿力学适用于宏观低速问题，微观高速运动，必须用量子力学或者相对论进行研究，牛顿力学不适用。
2．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用；相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】 A.卡文迪许对引力常量进行了测量，故A错误；
B.牛顿做了月地检验，证明了地面上物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律，故B正确；
C.当杆运动方向与杆垂直时，杆的长度不发生变化，故C错误；
D.经典力学适用于宏观低速运动的物体，故D错误；
故答案为：B
【分析】A和B选项是属于万有引力物理学史问题，牛顿提出了万有引力，卡文迪许测出引力常量；C和D选项属于经典力学和相对论基础。
3．【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】ABC．牛顿力学规律适用于宏观低速的物理过程，电子的运动，高能粒子的加速、接近光速的运动不满足此条件，ABC不符合题意；
D．嫦娥一号探月卫星的运动满足牛顿力学的适用条件，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】牛顿力学规律只适用于宏观低速的物理过程，如嫦娥一号探月卫星的运动。
4．【答案】A
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】牛顿运动定律适用于宏观、低速运动物体，不适用于微观、高速运动物体。
故答案为：A。
【分析】根据牛顿运动的适用条件进行分析判断。
5．【答案】B
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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，A不符合题意；
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，B符合题意；
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，C不符合题意；
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，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
6．【答案】B
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学适用范围是宏观低速的物体，对于微观高速不适用，高速指速度接近光速，所以对于一般的力学问题、火车速度问题，经典力学是适用的，
故答案为：B。
【分析】根据物理常识答题。
7．【答案】C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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，C符合题意，ABD不符合题意．
故答案为：C
【分析】牛顿经典力学不是适用于微观高速运动，所以不适用于宇宙粒子接近光速运动。
8．【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A．经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，A不符合题意；
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不符合题意。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不符合题意。
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符合题意。
故答案为：D
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
9．【答案】A
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A．库仑通过实验研究确认真空中两点电荷之间相互作用力的规律，A错误，符合题意；
B．电荷量 的数值最早由密立根测得，B正确，不符合题意；
C．卡文迪许首先较准确地测出了万有引力常量 的数值，C正确，不符合题意；
D．海王星是先由万有引力定律计算出位置，然后才观测到的，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据库仑、卡文迪许、密立根等科学家对物理学的贡献进行分析。
10．【答案】B
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】AB．经典力学只适用宏观世界，低速运动。相对论在任何情况都适用，A不符合题意，B符合题意；
C．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是一致的，C不符合题意；
D．经典力学有其自身的局限性和适用范围，但对于低速宏观物体的运动，经典力学仍然适用，并仍将在它适用范围内大放异彩，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】 （1）经典力学的适用条件为：低速、宏观、惯性系。高速、微观、非惯性系，分别用相对论、量子力学和引入惯性力解决。
（2）经典力学是相对论在低速条件下的特殊情况；低速条件下用经典力学解决问题更加方便和简洁。
11．【答案】A
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】经典力学的适应条件是：宏观世界、低速运动，而经典力学在微观世界、高速情况下不再适用。
12．【答案】C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学是以牛顿的三大定律为基础的，经典力学是狭义相对论在低速（ ）条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．量子力学适用于微观粒子运动，相对论适用于高速运动物体，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物理基本知识答题。
13．【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A．自由落体运动遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，A不符合题意；
B．行星运动定律遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，B不符合题意；
C．牛顿运动定律是经典力学的核心理论，属于经典力学，C不符合题意；
D．经典力学有一定的局限性，适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体，D错误，符合题意。
故答案为：D
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
14．【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A.电磁波可以在真空中传播，而机械波只能在介质中传播，A不符合题意．
B. 光的干涉和衍射说明光是一种波动，而光的偏振说明光是横波，B不符合题意．
C.安检用的穿透力较强的 射线，红外线不能用于内部物品的检测，C不符合题意．
D.根据狭义相对论的原理可知，在不同的惯性参考中，一切物理规律都是相同的，D符合题意．
故答案为：D
【分析】对于波来说，只有纵波才有偏振，横波没有偏振，雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象。
15．【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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。A不符合题意。当物体的速度接近光速时，经典力学不成立，B不符合题意。量子力学能够描述微观粒子运动的规律。C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】狭义相对论和经典力学都是正确的，只是适用条件不同，量子力学能够描述微观粒子运动规律，相对论是描述物体速度接近光速的情况。
16．【答案】C,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】关于日心说被人们所接受的原因是以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题，以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星的运动的描述也变得简单，CD符合题意，AB不符合题意；
故答案为：CD．
【分析】日心说之所以能被人接受是因为解释了很多问题，且地球绕太阳转动。
17．【答案】B,C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】发现总是来自于认识的过程，爱因斯坦的相对理论并没有否定经典力学，而是对牛顿力学理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战，故A、D错误，B、C正确.
故答案为：BC。
【分析】首先要了解人类对天体运动发展研究的历程，以及相应的物理学史，还有明确人类发展历程中的基本过程可以得出。
18．【答案】A,C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学可以认为是相对论物理学在低速、宏观状态下的特例.
故答案为：AC。
【分析】经典力学有一定的局限性，只适用于宏观、低速运动的物体；相对论适用于微观以及高低速运动的物体；当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，这时经典力学不适用。
19．【答案】A,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，狭义相对论是普遍适用的.
故答案为：AD。
【分析】经典力学有一定的局限性，只适用于宏观、低速运动的物体；狭义相对论适用于微观以及高低速运动的物体。
20．【答案】A,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学把天上物体和地面上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，第一次实现了人类对自然界认识的理论大综合.在研究方法上，人们把经典力学中行之有效的实验与数学相结合的方法推广到物理学的各个分支上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学等，形成了完整的经典物理学体系.黑洞是爱因斯坦的广义相对论中预言的一种特殊天体，时间的相对性是爱因斯坦根据狭义相对论提出的，综上所述，A、D正确，B、C错误.
故答案为：AD。
【分析】经典力学有一定的局限性，只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。
21．【答案】B,C,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学仅适用于宏观、低速运动的物体，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不再适用了，B对；经典力学无法解释微观领域中物质结构和能量不连续的现象，C对；经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，因此经典力学的时间和空间分离的观点不对，D对.
故答案为：BCD。
【分析】经典力学的成立的基础：时间与空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关；
经典力学有一定的局限性，只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。
22．【答案】变小；不变
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】解：一列火车以接近光速从观察者身边飞驰而过，根据相对论尺缩效应可知：火车里的观察者看到沿铁路电线杆距离变小；
同时，根据相对论尺缩效应可知地面上的观察者看到火车车窗长度变短，而车窗高度不变．
故答案为：变小，不变
【分析】当物体的速度达到光速时，会出现很多效应，比如时间减缓效应、尺度收缩效应。
23．【答案】宏观；低速
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】牛顿力学是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，同时也是物理学家、数学家和哲学家，他在前人基础上创立了牛顿三定律并发现了万有引力定律，牛顿力学的适用条件为宏观、低速运动的物体。
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
24．【答案】=；<
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】根据光速不变原理，两战机飞行的速度是相等的，则光相对于它们的速度都是c，根据相对论的尺缩效应可知，地面指挥中心观测到此刻甲、乙之间的距离小于甲乙之间实际的距离，即：l＜l0
所以
【分析】光就是电磁波，电磁波就是光，传播速度为光速；当物体的速度达到光速时，会出现很多效应，比如时间减缓效应、尺度收缩效应。
25．【答案】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
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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.
【分析】经典力学有一定的适应条件，爱因斯坦利用相对论进行补充解释。
26．【答案】解：经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用.经典力学与天文学相结合建立了天体力学；经典力学和工程实际相结合，建立了应用力学，如水利学、材料力学、结构力学等从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气的流动到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动；从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船，等等，所有这些都服从经典力学规律
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用.经典力学与天文学相结合建立了天体力学；经典力学和工程实际相结合，建立了应用力学，如水利学、材料力学、结构力学等从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气的流动到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动；从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船，等等，所有这些都服从经典力学规律.
【分析】牛顿运动定律的应用包括建立了天体力学、应用力学等等。
27．【答案】解：经典力学只适用于解决低速运动问题；不能用来处理高速运动问题， 经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学只适用于解决低速运动问题；不能用来处理高速运动问题， 经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.
【分析】经典力学只能解决宏观低俗问题，不适用于微观粒子和高速运动。
1 / 1人教版物理必修2同步练习：7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（基础巩固）
一、选择题
1．（2021高一下·番禺期末）下列运动，不能用牛顿力学规律描述的是（ ）
A．天问一号绕火星运动 B．粒子接近光速运动
C．人随电梯上升 D．高铁从广州驶向杭州
【答案】B
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】天问一号绕火星运动、人随电梯上升、高铁从广州驶向杭州都属于宏观低速运动，故经典力学均能适用，而粒子接近光速运动属于微观高速运动，经典力学不适用，ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B。
【分析】牛顿力学适用于宏观低速问题，微观高速运动，必须用量子力学或者相对论进行研究，牛顿力学不适用。
2．（2022高一下·哈尔滨期中）下列说法正确的是（ ）
A．牛顿对引力常量G进行了准确测定，并于1687年发表在《自然哲学的数学原理》中
B．牛顿做了月地检验，证明了地面上物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律
C．杆静止时的长度为l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于l0
D．经典力学适用于微观高速运动的物体
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用；相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】 A.卡文迪许对引力常量进行了测量，故A错误；
B.牛顿做了月地检验，证明了地面上物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律，故B正确；
C.当杆运动方向与杆垂直时，杆的长度不发生变化，故C错误；
D.经典力学适用于宏观低速运动的物体，故D错误；
故答案为：B
【分析】A和B选项是属于万有引力物理学史问题，牛顿提出了万有引力，卡文迪许测出引力常量；C和D选项属于经典力学和相对论基础。
3．（2021高一下·丰台期中）下列运动中，牛顿力学规律适用的是（ ）
A．研究原子中电子的运动
B．高能粒子（速度较大）进一步加速
C．粒子接近光速的运动
D．嫦娥一号探月卫星的运动
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】ABC．牛顿力学规律适用于宏观低速的物理过程，电子的运动，高能粒子的加速、接近光速的运动不满足此条件，ABC不符合题意；
D．嫦娥一号探月卫星的运动满足牛顿力学的适用条件，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】牛顿力学规律只适用于宏观低速的物理过程，如嫦娥一号探月卫星的运动。
4．（2021高一下·罗山期中）在下列运动中，牛顿运动定律可能不适用的是（ ）
A．电子绕原子核运动 B．篮球被投出后在空中飞行
C．超音速飞机在高空飞行 D．地球绕太阳运动
【答案】A
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】牛顿运动定律适用于宏观、低速运动物体，不适用于微观、高速运动物体。
故答案为：A。
【分析】根据牛顿运动的适用条件进行分析判断。
5．（2020高一下·泸县期末）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
【答案】B
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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，A不符合题意；
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，B符合题意；
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，C不符合题意；
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，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
6．（2020高一下·柳林期末）关于经典力学的局限性，下列说法正确的是（ ）
A．经典力学适用于微观高速运动的物体
B．尽管经典力学有局限性，可是生活中一般力学问题都用经典力学来解决
C．天宫二号速度很大，有关速度问题不能用经典力学来处理
D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体
【答案】B
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学适用范围是宏观低速的物体，对于微观高速不适用，高速指速度接近光速，所以对于一般的力学问题、火车速度问题，经典力学是适用的，
故答案为：B。
【分析】根据物理常识答题。
7．（2020高一下·宁波期末）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
【答案】C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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，C符合题意，ABD不符合题意．
故答案为：C
【分析】牛顿经典力学不是适用于微观高速运动，所以不适用于宇宙粒子接近光速运动。
8．（2020高一下·江西期中）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
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A．经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，A不符合题意；
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不符合题意。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不符合题意。
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符合题意。
故答案为：D
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
9．（2020高一下·泗洪月考）关于物理学史的下列说法中不正确的是（ ）
A．法拉第通过实验研究确认真空中两点电荷之间相互作用力的规律
B．电荷量 的数值最早由密立根测得
C．卡文迪许首先较准确地测出了万有引力常量 的数值
D．海王星是先由万有引力定律计算出位置，然后才观测到的
【答案】A
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A．库仑通过实验研究确认真空中两点电荷之间相互作用力的规律，A错误，符合题意；
B．电荷量 的数值最早由密立根测得，B正确，不符合题意；
C．卡文迪许首先较准确地测出了万有引力常量 的数值，C正确，不符合题意；
D．海王星是先由万有引力定律计算出位置，然后才观测到的，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据库仑、卡文迪许、密立根等科学家对物理学的贡献进行分析。
10．（2020高一下·大连期中）下列关于牛顿经典力学和爱因斯坦相对论中说法正确的是（ ）
A．不论宏观物体，还是微观粒子，经典力学和相对论都适用
B．爱因斯坦相对论无论是宏观低速还是微观高速运动的物体都适用
C．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是不一致的
D．随着物理学的发展，经典力学将逐渐成为过时的理论
【答案】B
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】AB．经典力学只适用宏观世界，低速运动。相对论在任何情况都适用，A不符合题意，B符合题意；
C．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是一致的，C不符合题意；
D．经典力学有其自身的局限性和适用范围，但对于低速宏观物体的运动，经典力学仍然适用，并仍将在它适用范围内大放异彩，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】 （1）经典力学的适用条件为：低速、宏观、惯性系。高速、微观、非惯性系，分别用相对论、量子力学和引入惯性力解决。
（2）经典力学是相对论在低速条件下的特殊情况；低速条件下用经典力学解决问题更加方便和简洁。
11．（2020高一下·徐州期中）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
【答案】A
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】经典力学的适应条件是：宏观世界、低速运动，而经典力学在微观世界、高速情况下不再适用。
12．（2020高一下·淮安期中）牛顿力学也有其局限性，在下列情形中能够成立的是（ ）
A．宏观物体高速运动 B．微观世界
C．宏观物体低速运动 D．强引力场
【答案】C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学是以牛顿的三大定律为基础的，经典力学是狭义相对论在低速（ ）条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．量子力学适用于微观粒子运动，相对论适用于高速运动物体，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据物理基本知识答题。
13．（2019高一下·潮州期末）下列关于经典力学的说法不正确的是（ ）
A．自由落体运动规律属于经典力学
B．行星运动定律属于经典力学
C．牛顿运动定律属于经典力学
D．经典力学没有局限性，适用于所有领域
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A．自由落体运动遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，A不符合题意；
B．行星运动定律遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，B不符合题意；
C．牛顿运动定律是经典力学的核心理论，属于经典力学，C不符合题意；
D．经典力学有一定的局限性，适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体，D错误，符合题意。
故答案为：D
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
14．（2019·南京模拟）下列说法正确的是（ ）
A．机械波和电磁波都能在真空中传播
B．光的干涉和衍射说明光是横波
C．铁路、民航等安检口使用红外线对行李内物品进行检测
D．狭义相对论指出，物理规律对所有惯性参考系都一样
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】A.电磁波可以在真空中传播，而机械波只能在介质中传播，A不符合题意．
B. 光的干涉和衍射说明光是一种波动，而光的偏振说明光是横波，B不符合题意．
C.安检用的穿透力较强的 射线，红外线不能用于内部物品的检测，C不符合题意．
D.根据狭义相对论的原理可知，在不同的惯性参考中，一切物理规律都是相同的，D符合题意．
故答案为：D
【分析】对于波来说，只有纵波才有偏振，横波没有偏振，雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的干涉现象。
15．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.20世纪以来，人们发现了一些新的事实，用经典力学无法解释．下列说法正确的是( )
A．由于经典力学有局限性，所以它是错误的
B．当物体的速度接近光速时，经典力学仍成立
C．狭义相对论能描述微观粒子运动的规律
D．量子力学能描述微观粒子运动的规律
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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。A不符合题意。当物体的速度接近光速时，经典力学不成立，B不符合题意。量子力学能够描述微观粒子运动的规律。C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】狭义相对论和经典力学都是正确的，只是适用条件不同，量子力学能够描述微观粒子运动规律，相对论是描述物体速度接近光速的情况。
二、多项选择题
16．关于日心说被人们接受的原因是
A．太阳总是从东面升起，从西面落下
B．日心说符合宗教神学得观点
C．若以太阳为中心许多问题都可以解决，对行星的描述也变得简单
D．地球是围绕太阳运转的
【答案】C,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】关于日心说被人们所接受的原因是以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题，以太阳为中心，许多问题都可以解决，行星的运动的描述也变得简单，CD符合题意，AB不符合题意；
故答案为：CD．
【分析】日心说之所以能被人接受是因为解释了很多问题，且地球绕太阳转动。
17．继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在前人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明（ ）
A．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分
B．人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界
C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识
【答案】B,C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】发现总是来自于认识的过程，爱因斯坦的相对理论并没有否定经典力学，而是对牛顿力学理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战，故A、D错误，B、C正确.
故答案为：BC。
【分析】首先要了解人类对天体运动发展研究的历程，以及相应的物理学史，还有明确人类发展历程中的基本过程可以得出。
18．下面说法中正确的是（ ）
A．当物体运动速度远小于光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别
B．当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别
C．当普朗克常量h（6.63×10－34J·s）可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别
D．当普朗克常量h（6.63×10－34J·s）不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别
【答案】A,C
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学可以认为是相对论物理学在低速、宏观状态下的特例.
故答案为：AC。
【分析】经典力学有一定的局限性，只适用于宏观、低速运动的物体；相对论适用于微观以及高低速运动的物体；当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，这时经典力学不适用。
19．关于经典力学和狭义相对论，下列说法中正确的是（ ）
A．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动（速度接近于真空中的光速）
B．狭义相对论只适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），不适用于低速运动
C．经典力学既适用于低速运动，也适用于高速运动（速度接近于真空中的光速）
D．狭义相对论既适用于高速运动（速度接近于真空中的光速），也适用于低速运动
【答案】A,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，狭义相对论是普遍适用的.
故答案为：AD。
【分析】经典力学有一定的局限性，只适用于宏观、低速运动的物体；狭义相对论适用于微观以及高低速运动的物体。
20．关于经典力学的伟大成就，下列论述正确的是（ ）
A．经典力学第一次实现了对自然界认识的理论大综合
B．经典力学第一次预言了宇宙中黑洞的存在
C．经典力学第一次向人们展示了时间的相对性
D．人们借助于经典力学中的研究方法，建立了完整的经典物理学体系
【答案】A,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学把天上物体和地面上物体的运动统一起来，从力学上证明了自然界的多样性的统一，第一次实现了人类对自然界认识的理论大综合.在研究方法上，人们把经典力学中行之有效的实验与数学相结合的方法推广到物理学的各个分支上，相继建立了热学、声学、光学、电磁学等，形成了完整的经典物理学体系.黑洞是爱因斯坦的广义相对论中预言的一种特殊天体，时间的相对性是爱因斯坦根据狭义相对论提出的，综上所述，A、D正确，B、C错误.
故答案为：AD。
【分析】经典力学有一定的局限性，只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。
21．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是（ ）
A．经典力学没有局限性
B．经典力学的应用受到物体运动速度的限制，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不适用了
C．经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象
D．经典力学的时间和空间分离的观点不对
【答案】B,C,D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学仅适用于宏观、低速运动的物体，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不再适用了，B对；经典力学无法解释微观领域中物质结构和能量不连续的现象，C对；经典时空观认为时间和空间是独立于物体及其运动而存在的，而相对论时空观认为时间和空间与物体及其运动有关系，因此经典力学的时间和空间分离的观点不对，D对.
故答案为：BCD。
【分析】经典力学的成立的基础：时间与空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关；
经典力学有一定的局限性，只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体。
三、非选择题
22．（2020·扬州模拟）我们想像这样一幅图景：一列火车以接近光速从观察者身边飞驰而过，火车里的观察者看到沿铁路电线杆距离 （填“变大”、“变小”、“不变”），而地面上的观察者看到火车车窗的高度 （填“变大”、“变小”、“不变”）．
【答案】变小；不变
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】解：一列火车以接近光速从观察者身边飞驰而过，根据相对论尺缩效应可知：火车里的观察者看到沿铁路电线杆距离变小；
同时，根据相对论尺缩效应可知地面上的观察者看到火车车窗长度变短，而车窗高度不变．
故答案为：变小，不变
【分析】当物体的速度达到光速时，会出现很多效应，比如时间减缓效应、尺度收缩效应。
23．（2019高三上·上海期中）300 多年前建立的牛顿力学至今在人类的生活、生产和科学实践中依然非常有用，随着科学的不断向前推进，人们认识到牛顿运动定律仅适用于 、 运动体系。
【答案】宏观；低速
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】牛顿力学是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，同时也是物理学家、数学家和哲学家，他在前人基础上创立了牛顿三定律并发现了万有引力定律，牛顿力学的适用条件为宏观、低速运动的物体。
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
24．（2019高三上·江苏月考）甲、乙两架太空战机以相同的速度在一条直线上匀速飞行，甲向乙发出一条无线电指令，乙显示经过t0时间接受到指令，已知光速为c，则在甲、乙看来，该无线电指令传播的速度 c(选填>、=、<)； 地面指挥中心认为从甲发出指令到乙接受到指令的时间间隔是t，t t0(选填>、=、<)
【答案】=；<
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】根据光速不变原理，两战机飞行的速度是相等的，则光相对于它们的速度都是c，根据相对论的尺缩效应可知，地面指挥中心观测到此刻甲、乙之间的距离小于甲乙之间实际的距离，即：l＜l0
所以
【分析】光就是电磁波，电磁波就是光，传播速度为光速；当物体的速度达到光速时，会出现很多效应，比如时间减缓效应、尺度收缩效应。
25．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
【答案】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
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】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.
【分析】经典力学有一定的适应条件，爱因斯坦利用相对论进行补充解释。
26．以牛顿运动定律为基础的经典力学，在科学研究和生产技术中有哪些应用
【答案】解：经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用.经典力学与天文学相结合建立了天体力学；经典力学和工程实际相结合，建立了应用力学，如水利学、材料力学、结构力学等从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气的流动到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动；从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船，等等，所有这些都服从经典力学规律
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学在科学研究和生产技术中有广泛的应用.经典力学与天文学相结合建立了天体力学；经典力学和工程实际相结合，建立了应用力学，如水利学、材料力学、结构力学等从地面上各种物体的运动到天体的运动；从大气的流动到地壳的变动；从拦河筑坝、修建桥梁到设计各种机械；从自行车到汽车、火车、飞机等现代交通工具的运动；从投出篮球到发射导弹、卫星、宇宙飞船，等等，所有这些都服从经典力学规律.
【分析】牛顿运动定律的应用包括建立了天体力学、应用力学等等。
27．以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么
【答案】解：经典力学只适用于解决低速运动问题；不能用来处理高速运动问题， 经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学只适用于解决低速运动问题；不能用来处理高速运动问题， 经典力学只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子.
【分析】经典力学只能解决宏观低俗问题，不适用于微观粒子和高速运动。
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