6.1经典时空观 达标作业（解析版)

6.1牛顿力学中运动的相对性
达标作业（解析版)
1．下列说法不正确的是（ ）
A．牛顿定律适用于宏观、低速、弱作用力领域．
B．17世纪，牛顿把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功的解释了天体运动的规律．
C．牛顿巧妙的利用扭秤实验测量出了引力常量G=6.67×10-11N.m2/Kg．
D．一旦测出了引力常量，就可以算出地球的质量．
2．关于相对论的下列说法中，正确的是（ ）
A．宇宙飞船的运动速度很大，应该用相对论计算它的运动轨道
B．电磁波的传播速度为光速
C．相对论彻底否定了牛顿力学
D．在微观现象中，相对论效应不明显
3．自然界中有质量的实际物体运动的最大速度不会超过（ ）
A．空气中的光速 B．真空中的光速
C．电子绕原子核运动的速度 D．宇宙飞船运动的速度
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．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
5．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
6．下列关于经典力学和相对论的说法，正确的是(　 　)
A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系
D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
7．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
8．经典力学有一定的适用范围和局限性,不适合用经典力学描述的是（ ）
A．飞行的子弹
B．绕地球运行的飞船
C．运行的列车
D．接近光速运动的粒子
9．经典力学不能适用于下列哪些运动( )
A．火箭的发射
B．宇宙飞船绕地球的运动
C．宇宙探测器在太空的运动
D．电子的波动性
10．下列物体的运动，不遵循经典力学规律的是
A．苹果从树上自由下落的运动 B．神州飞船绕地球的运动
C．子弹飞出枪口后的运动 D．粒子接近光速的运动
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．黑洞是爱因斯坦的广义相对论中预言的一种特殊天体，它的密度极大，对周围的物质有极强的吸引力，根据恩爱斯坦理论，光子是有质量的，光子到达黑洞表面时也将被吸入，最多恰能绕黑洞表面做匀速圆周运动，根据天文观测，银河系中心可能有一个黑洞，距该黑洞远的星体正以的速度绕它旋转，距此估算可能黑洞的最大半径为多大？（保留一位有效数字）
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．
14．19世纪和20世纪之交，经典物理已达到了完整、成熟的阶段，但“在物理学晴朗天空的远处还有两朵小小的、令人不安的乌云”，人们发现了经典物理学也有无法解释的实验事实，“两朵乌云”是指________（填“宏观问题”或“微观问题”）与________（填“高速问题”或“低速问题”）．
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域，不适用微观、高速、强相互作用，A正确；根据牛顿对万有引力的研究史，B正确；卡文迪许利用扭秤实验测量出了引力常量G=6.67×10-11N.m2/Kg，C错误；由万有引力公式，，D正确；
2．B
【解析】
【详解】
A．宇宙飞船的运动速度虽然很大，但是远小于光速，没必要用相对论计算它的运动轨道，选项A错误；
B．电磁波的传播速度为光速，选项B正确；
C．牛顿力学是狭义相对论在低速（v＜＜c）条件下的近似，所以相对论没有彻底否定牛顿力学，故C错误。
D．在微观现象中，因微观粒子的速度一般都很大，则相对论效应表现很明显，选项D错误。
3．B
【解析】
【详解】
根据爱因斯坦相对论原理，自然界中有质量的实际物体运动的最大速度不会超过真空中的光速；
A．空气中的光速，与结论不相符，选项A错误；
B．真空中的光速，与结论相符，选项B正确；
C．电子绕原子核运动的速度，与结论不相符，选项C错误；
D．宇宙飞船运动的速度，与结论不相符，选项D错误；
4．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．
5．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
6．D
【解析】
经典力学和相对论应用条件不同，没有矛盾，D对；
7．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.
8．D
【解析】子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属低速，经典力学能适用。而粒子接近光速运动，则经典力学就不在适用，故D正确，ABC错误。
点睛：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。
9．D
【解析】
【详解】
经典力学只适应于宏观低速物体，而不适应微观高速粒子的运动，则经典力学不适用电子的波动性，故选D.
10．D
【解析】
【详解】
苹果、飞船和子弹的运动都属于宏观物体低速运动的情形，经典力学能适用．故ABC错误．粒子接近光速的运动，属于高速运动的情形，不遵循经典力学规律；故D正确．本题选不遵循经典力学规律的，故选D．
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．
【解析】
对围绕黑洞做圆周运动的星体应用牛顿第二定律得
即
由黑洞特点可知，光子到达黑洞表面最多恰能绕黑洞表面做匀速圆周运动，对光子应用牛顿第二定律，得
即
所以
【点睛】根据距该黑洞6.0×1012m远的星体正以2.0×106m/s的速度绕它旋转，写出万有引力提供向心力的公式，求得黑洞的质量；光子到达黑洞表面最多恰能绕黑洞表面做匀速圆周运动，写出万有引力提供向心力的公式，求得黑洞的最大半径．
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．微观问题 高速问题
【解析】
由伽利略和牛顿创立的经典力学及物理学的各个分支，在19世纪相继进入鼎盛时期，它的完美和威力使物理学家深信，天地四方，古往今来的一切现象都能够用经典力学来描述，但是当人们用来解释原子内部结构微观世界和接近光速的高速运动的物体时，发现与实际情况有很大的出入，这令许多物理学家感到困惑，成为“令人不安的乌云”．从而使人们认识到经典力学只适用于宏观低速运动的物体，不适用于微观高速运动的物体．
【点睛】经典力学只适用于宏观低速运动的物体，不适用于微观高速运动的物体．