5.1经典力学的成就与局限性 达标作业（解析版)
文档属性
| 名称 | 5.1经典力学的成就与局限性 达标作业（解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 41.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-02-12 19:23:57 | ||
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文档简介
5.1经典力学的成就与局限性
达标作业（解析版)
1．物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G
B．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星
C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学
D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
2．下列说法中正确的是
A．伽利略整理第谷的观测数据，发现了行星运动的三条定律
B．牛顿发现了万有引力定律，并首次在实验室测出了引力常量
C．"月—地检验"表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种力
D．经典力学仍然适用于接近光速运动的物体
3．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．涉及强引力时，经典力学同样适用
D．相对论和量子力学的出现，表明经典力学已被完全否定了
4．经典力学理论适用于解决( )
A．宏观高速问题
B．微观低速问题
C．宏观低速问题
D．微观高速问题
5．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
6．如图所示，一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大（ ）
A．摩托车 B．有轨电车 C．两者都增加 D．都不增加
7．为使电子的质量增加到静止质量的两倍，需有多大的速度( )．
A．6.0×108m/s B．3.0×108m/s
C．2.6×108m/s D．1.5×108m/s
8．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿首次发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B．卡文迪许是第一个测出万有引力常量G的科学家
C．牛顿是第一个测出万有引力常量的科学家
D．经典力学适用于宏观的、高速的物体
9．关于相对论，下列说法中正确的是（ ）
A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同
C．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大
D．微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量
E. 在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关
10．下列说法正确的是
A．肥皂泡上出现彩色是由于肥皂水对光的折射造成的
B．周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场
C．无线发射和接收中的解调是将待传递的信号加到高频电磁波中的过程
D．在真空中,红光和绿光的传播速度相等
E.相对论认为:一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
11．两个惯性系S和，沿x（）轴方向作匀速相对运动．设在系中某点先后发生两个事件，用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为， 而用固定在S系的钟测出这两个事件的时间间隔为τ．又在系x′轴上放置一静止于该系长度为的细杆，从S系测得此杆的长度为，则τ与，与关系?
12．一列火车以速度v相对地面运动，如图所示．如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，那么按照火车上的人的测量，闪光是先到达前壁还是后壁．
13．新华网北京月日电当前，俄罗斯在叙利亚针对“伊斯兰国”（）的空袭仍在持续．而物理学中（）则表示_________．牛顿力学具有一定的局限性，牛顿力学只能适用_________、宏观领域中的力学现象．
14．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>、=、<)
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
A、牛顿根据开普勒三定律和牛顿运动定律并结合向心力公式推导出了万有引力定律，100多年后，英国的卡文迪许通过测量几个铅球之间的引力，成功地测量出了万有引力常量，故A正确；
B、天王星发现后，人们开始研究它的运行轨道．人们发现它的实际运行轨道与根据太阳引力计算出的轨道有偏离，于是推测在天王星外还有一颗行星，它产生的引力使天王星的轨道发生了偏离．英国天文学家亚当斯和法国天文学家勒威耶根据万有引力定律计算出了这颗尚未发现的行星的轨道．1846年9月18日，德国天文学家伽勒对准勒威计算出的位置，真的看到了一颗蓝色的星星﹣﹣它就是人们所称的“笔尖上发现的行星”，故B错误；
C、爱因斯坦建立了相对论，成功地解释了物体高速运动（接进光速）的规律，但并没有否定经典力学，只有当物体的速度接进光速时，才需要考虑相对论效应，故C错误；
D、哥白尼提出了“日心说”的观点，开普勒发现了行星运动的三大规律，即开普勒三定律，故D错误；
故选A．
2．C
【解析】
【详解】
A．开普勒整理第谷的观测数据，发现了行星运动的三条定律，选项A错误；
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许首次在实验室测出了引力常量，选项B错误；
C．"月—地检验"表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种力，选项C正确；
D．经典力学适应于宏观低速物体，不适用于接近光速运动的物体，选项D错误。
3．A
【解析】
【详解】
经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）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；经典力学适用弱引力作用下的物体，涉及强引力时，经典力学不再适用．故C错误；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D错误． 故选A．
4．C
【解析】
试题分析：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，C正确；
考点：考查了经典力学适用范围
5．A
【解析】
【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。
A．描述与分析不符，故A符合题意
B．描述与分析相符，故B不符题意
C．描述与分析相符，故C不符题意
D．描述与分析相符，故D不符题意
6．B
【解析】
【详解】
在相对论爱好者中，普遍存在一种误解，即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大；当速度接近光速时，质量要趋于无穷大.正确的说法是：物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候.
对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能源却是它自己带的.能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车.所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度增加而增大.
有趣的是，如果没有能量散失，有轨电车所增加的质量恰好和发电厂损失的质量相等；而摩托车和驾驶员所增加的质量将被电池失去的质量所抵消，所以总质量不变.
思路分析：物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候.
对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能源却是它自己带的.能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车.所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度增加而增大. 综上分析B正确
7．C
【解析】
由相对论质速关系式m＝可得到
v＝c＝c＝c＝2.6×108m/s，故选C.
8．B
【解析】
【详解】
开普勒首次发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆，选项A错误；卡文迪许是第一个测出万有引力常量G的科学家，选项B正确，C错误；经典力学适用于宏观的、低速的物体，选项D错误.
9．ADE
【解析】
【详解】
在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故A正确；相对论告诉我们，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故B错误；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，故C错误；微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，选项D正确；在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关，故E正确；故选ADE.
10．BDE
【解析】
【详解】
A．肥皂泡上出现彩色是由于光的干涉造成的。故A错误。
B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场，故B正确。
C．将传递的信号从高频载波信号上分离或还原出来的过程叫解调，故C错误。
D．在真空中，所有色光的传播速度都相等，故D正确。
E．根据相对论尺缩效应可知，一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故E正确。
11．
【解析】
牛顿力学认为，无论静止还是运动，一只钟“滴答”一次的时间间隔、一把尺的长度（即空间间隔）以及一个物体的质量，总是不变的；而在爱因斯坦的相对论中，与静止时相比，运动的钟变慢、运动的尺缩短、运动物体的质量变大．因此说，时间、空间和质量（即惯性）这三个基本的物理量，在牛顿力学中都是“绝对的”，但是在相对论中则都是“相对的”．
【点睛】根据狭义相对论的理论的基本假设，1相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同，2 光速不变原理；有相对论的基本公式，可知物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的．
12．前
【解析】
地面上的人以地面为参考系，光向前向后传播的速度相等，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，向前传播的路程与向后传播的路程相同，由于火车向前运动，所以点光源的到火车的前面的距离小；车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，点光源的到火车的前面的距离小，闪光先到达前壁。
【点睛】地面上的人、车厢中的人选择的惯性系不一样，但是本题的惯性系中光向前传播和向后传播的速度相同，从而发现传播到前后壁的快慢不一样．
13．国际单位制 低速
【解析】
【详解】
物理学中（SI）表示国际单位制．牛顿力学具有一定的局限性，牛顿力学只能适用低速、宏观领域中的力学现象．
14．= <
【解析】
【详解】
[1]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，
[2]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
达标作业（解析版)
1．物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）
A．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G
B．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星
C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学
D．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
2．下列说法中正确的是
A．伽利略整理第谷的观测数据，发现了行星运动的三条定律
B．牛顿发现了万有引力定律，并首次在实验室测出了引力常量
C．"月—地检验"表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种力
D．经典力学仍然适用于接近光速运动的物体
3．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．涉及强引力时，经典力学同样适用
D．相对论和量子力学的出现，表明经典力学已被完全否定了
4．经典力学理论适用于解决( )
A．宏观高速问题
B．微观低速问题
C．宏观低速问题
D．微观高速问题
5．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
6．如图所示，一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大（ ）
A．摩托车 B．有轨电车 C．两者都增加 D．都不增加
7．为使电子的质量增加到静止质量的两倍，需有多大的速度( )．
A．6.0×108m/s B．3.0×108m/s
C．2.6×108m/s D．1.5×108m/s
8．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿首次发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B．卡文迪许是第一个测出万有引力常量G的科学家
C．牛顿是第一个测出万有引力常量的科学家
D．经典力学适用于宏观的、高速的物体
9．关于相对论，下列说法中正确的是（ ）
A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中不同
C．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大
D．微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量
E. 在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关
10．下列说法正确的是
A．肥皂泡上出现彩色是由于肥皂水对光的折射造成的
B．周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场
C．无线发射和接收中的解调是将待传递的信号加到高频电磁波中的过程
D．在真空中,红光和绿光的传播速度相等
E.相对论认为:一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小
11．两个惯性系S和，沿x（）轴方向作匀速相对运动．设在系中某点先后发生两个事件，用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为， 而用固定在S系的钟测出这两个事件的时间间隔为τ．又在系x′轴上放置一静止于该系长度为的细杆，从S系测得此杆的长度为，则τ与，与关系?
12．一列火车以速度v相对地面运动，如图所示．如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，那么按照火车上的人的测量，闪光是先到达前壁还是后壁．
13．新华网北京月日电当前，俄罗斯在叙利亚针对“伊斯兰国”（）的空袭仍在持续．而物理学中（）则表示_________．牛顿力学具有一定的局限性，牛顿力学只能适用_________、宏观领域中的力学现象．
14．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>、=、<)
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
A、牛顿根据开普勒三定律和牛顿运动定律并结合向心力公式推导出了万有引力定律，100多年后，英国的卡文迪许通过测量几个铅球之间的引力，成功地测量出了万有引力常量，故A正确；
B、天王星发现后，人们开始研究它的运行轨道．人们发现它的实际运行轨道与根据太阳引力计算出的轨道有偏离，于是推测在天王星外还有一颗行星，它产生的引力使天王星的轨道发生了偏离．英国天文学家亚当斯和法国天文学家勒威耶根据万有引力定律计算出了这颗尚未发现的行星的轨道．1846年9月18日，德国天文学家伽勒对准勒威计算出的位置，真的看到了一颗蓝色的星星﹣﹣它就是人们所称的“笔尖上发现的行星”，故B错误；
C、爱因斯坦建立了相对论，成功地解释了物体高速运动（接进光速）的规律，但并没有否定经典力学，只有当物体的速度接进光速时，才需要考虑相对论效应，故C错误；
D、哥白尼提出了“日心说”的观点，开普勒发现了行星运动的三大规律，即开普勒三定律，故D错误；
故选A．
2．C
【解析】
【详解】
A．开普勒整理第谷的观测数据，发现了行星运动的三条定律，选项A错误；
B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许首次在实验室测出了引力常量，选项B错误；
C．"月—地检验"表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种力，选项C正确；
D．经典力学适应于宏观低速物体，不适用于接近光速运动的物体，选项D错误。
3．A
【解析】
【详解】
经典力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）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；经典力学适用弱引力作用下的物体，涉及强引力时，经典力学不再适用．故C错误；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D错误． 故选A．
4．C
【解析】
试题分析：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，C正确；
考点：考查了经典力学适用范围
5．A
【解析】
【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。
A．描述与分析不符，故A符合题意
B．描述与分析相符，故B不符题意
C．描述与分析相符，故C不符题意
D．描述与分析相符，故D不符题意
6．B
【解析】
【详解】
在相对论爱好者中，普遍存在一种误解，即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大；当速度接近光速时，质量要趋于无穷大.正确的说法是：物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候.
对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能源却是它自己带的.能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车.所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度增加而增大.
有趣的是，如果没有能量散失，有轨电车所增加的质量恰好和发电厂损失的质量相等；而摩托车和驾驶员所增加的质量将被电池失去的质量所抵消，所以总质量不变.
思路分析：物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候.
对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能源却是它自己带的.能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车.所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度增加而增大. 综上分析B正确
7．C
【解析】
由相对论质速关系式m＝可得到
v＝c＝c＝c＝2.6×108m/s，故选C.
8．B
【解析】
【详解】
开普勒首次发现了行星绕太阳运动的轨道是椭圆，选项A错误；卡文迪许是第一个测出万有引力常量G的科学家，选项B正确，C错误；经典力学适用于宏观的、低速的物体，选项D错误.
9．ADE
【解析】
【详解】
在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的，故A正确；相对论告诉我们，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，故B错误；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，故C错误；微观粒子的运动速度很高，它的质量明显地大于静止质量，选项D正确；在一个确定的参考系中观察，运动物体上面的物理过程的快慢跟物体的运动状态有关，故E正确；故选ADE.
10．BDE
【解析】
【详解】
A．肥皂泡上出现彩色是由于光的干涉造成的。故A错误。
B．根据麦克斯韦电磁场理论可知，周期性变化的电场可以产生同周期变化的磁场，故B正确。
C．将传递的信号从高频载波信号上分离或还原出来的过程叫解调，故C错误。
D．在真空中，所有色光的传播速度都相等，故D正确。
E．根据相对论尺缩效应可知，一条沿自身长度方向高速运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，故E正确。
11．
【解析】
牛顿力学认为，无论静止还是运动，一只钟“滴答”一次的时间间隔、一把尺的长度（即空间间隔）以及一个物体的质量，总是不变的；而在爱因斯坦的相对论中，与静止时相比，运动的钟变慢、运动的尺缩短、运动物体的质量变大．因此说，时间、空间和质量（即惯性）这三个基本的物理量，在牛顿力学中都是“绝对的”，但是在相对论中则都是“相对的”．
【点睛】根据狭义相对论的理论的基本假设，1相对性原理，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同，2 光速不变原理；有相对论的基本公式，可知物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的．
12．前
【解析】
地面上的人以地面为参考系，光向前向后传播的速度相等，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，向前传播的路程与向后传播的路程相同，由于火车向前运动，所以点光源的到火车的前面的距离小；车厢中的人认为，车厢是个惯性系，光向前向后传播的速度相等，点光源的到火车的前面的距离小，闪光先到达前壁。
【点睛】地面上的人、车厢中的人选择的惯性系不一样，但是本题的惯性系中光向前传播和向后传播的速度相同，从而发现传播到前后壁的快慢不一样．
13．国际单位制 低速
【解析】
【详解】
物理学中（SI）表示国际单位制．牛顿力学具有一定的局限性，牛顿力学只能适用低速、宏观领域中的力学现象．
14．= <
【解析】
【详解】
[1]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，
[2]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