上海市回民中学2019-2020学年高中物理沪科版必修2:6.1经典力学的巨大成就和局限性 跟踪训练(共3份 含解析)

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名称 上海市回民中学2019-2020学年高中物理沪科版必修2:6.1经典力学的巨大成就和局限性 跟踪训练(共3份 含解析)
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资源类型 教案
版本资源 沪科版
科目 物理
更新时间 2020-06-24 08:43:11

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6.1经典力学的巨大成就和局限性
跟踪训练(含解析)
1.下列物体的运动不服从经典力学规律的是(

A.自行车、汽车、火车、飞机等交通工具的运动
B.发射导弹、人造卫星、字宙飞船的运动
C.物体运动速率接近真空中的光速
D.地球绕太阳的运动
2.以下说法中,正确的是(

A.经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的
B.经典物理规律也适用于高速运动的物体
C.力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的
D.力学规律在任何惯性系里都是等价的
3.牛顿把天体运动与地上物体的运动统一起来,创立了经典力学。随着近代物理学的发展,科学实验发现了许多经典力学无法解释的事实,关于经典力学的局限性,下列说法正确的是
A.火车提速后,有关速度问题不能用经典力学来处理
B.由于经典力学有局限性,所以一般力学问题都用相对论来解决
C.经典力学适用于宏观、低速运动的物体
D.经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体
4.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
5.关于爱因斯坦质能方程,下列说法中正确的是(

A.中是物体以光速运动的动能
B.是物体的核能
C.是物体各种形式能的总和
D.是在核反应中,亏损的质量和能量的对应关系
6.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
7.一个物体静止时质量为,能量为;速度为时,质量为,能量为,动能为,下列说法正确的是(

A.物体速度为时的能量为
B.物体速度为时的能量为
C.物体静止时能量
D.物体速度为时的动能
E.物体速度为时的动能
8.判断下面说法中正确的是(

A.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上向前发出的光,对地速度一定比大
B.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上向后发出的光,对地速度一定比小
C.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上沿垂直于速度方向发出的光对地速度为
D.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上向任一方向发出的光对地速度都为
9.在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动,一束光垂直于运动方向在飞船内传播,下列说法中正确的是(
).
A.船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的
B.船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的
C.航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的
D.航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的
10.关于电磁波和相对论,下列说法正确的是(  )
A.由于高频电磁波向外界辐射能量的本领更强,所以经过调制的高频电磁波才能把我们要发射的信号发射出去
B.电磁波是由恒定的电场和磁场产生的
C.研究高速火车的运动必须利用相对论的知识
D.研究速度接近于光速的粒子的运动利用相对论的知识
11.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.
12.以速度v绕地球旋转的人造卫星,它的时间Δt′和地球上同时测量的时间Δt关系是____________________;卫星上的长度l′,在地球上测量的长度是____________________。
13.以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是什么?
14.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?
15.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,距该黑洞6.0×1012m远的星体正以2.0×106m/s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2位有效数字)
参考答案
1.C
【解析】
ABD.经典力学规律只适用于宏观低速物体的运动,选项A、B、D中物体的运动服从经典力学规律,故ABD不符合题意;
C.当物体的速率接近真空中的光速时,就不适合用经典力学来解释了,故选项C不服从经典力学规律,故C符合题意;
2.D
【解析】
在所有惯性系中,一切力学规律都是等价的,故D正确,C错误;经典物理规律是狭义相对论在低速状态下的一个近似,所以经典物理规律只适用于低速运动的物体,而经典物理中的速度合成公式也只适用于低速情况,故A、B均错误.
3.C
【解析】A、火车提速后的速度仍然远小于光速,有关速度问题仍然能用经典力学来处理.故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;经典力学是狭义相对论在低速
条件下的近似,因此经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例,故B错误;?
C、经典力学适用于宏观、低速运动的物体,不仅仅适用于像地球和太阳那样大的宏观物体,象乒乓球、篮球、飞鸟等也可以使用.所以C选项是正确的,D错误.?
综上所述本题答案是:C
4.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.
5.D
【解析】
ABC.爱因斯坦的质能方程只能说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系这里的E不是动能、核能,也不是物体各种形式能的总和,故ABC不符合题意;
D.物体的能量增大了,质量也增大了;能量减小了,质量也减小.是在核反应中,亏损的质量和能量的对应关系,故D符合题意。
6.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.
7.ACE
【解析】
AB.由爱因斯坦质能方程可知,物体速度为v时的能量,选项A对,B错误;
C.物体静止时能量,C对;
DE.物体速度为v时的动能
选项D错误,E对.
8.CD
【解析】
根据狭义相对论的基本假设——光速不变原理可知:真空中的光速相对于卫星的速度c,相对于地面的速度也为c,对不同的惯性系是相同的,因此C、D正确,A、B错误.
9.AD
【解析】
假设在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动,一束光垂直于运动方向在飞船内传播(如图),船外静止的观察者看到这束光是
沿直线传播的,但是航天员以飞船为参考系看到的却是另外一番情景.为了记录光束在飞船中的径迹,航天员在船里等距离地放置一些半透明的屏,光可以透过这些屏,同时在屏上留下光点.由于飞船在前进,光到达右边一屏的位置总会比到达左边一屏的位置更加靠近船尾.如果飞船做匀速直线运动,飞船上的观察者看到光的径迹仍是一条直线(图中的虚线).然而,如果飞船做匀加速直线运动,在光向右传播的同时,飞船的速度也在不断增大,因此船上观察者记录下的光的径迹是一条曲线(图中的实线).
根据等效原理,航天员完全可以认为飞船没有加速运动,
而是在船尾方向存在一块巨大的物体,它的引力场影响了飞船内的物理过程.因此我们得出结论:物质的引力使光线弯曲.
10.AD
【解析】
A.
由于高频电磁波向外界辐射能量的本领更强,所以经过调制的高频电磁波才能把我们要发射的信号发射出去,选项A正确;
B.
恒定的电场和磁场不能产生电磁波,选项B错误;
C.
高速火车的运动速度远小于光速,不必用相对论知识解决,可利用经典力学知识解决,则选项C错误;
D.
研究速度接近于光速的粒子的运动利用相对论的知识,选项D正确。
11.国际单位制
低速
【解析】
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.
12.
【解析】根据狭义相对论的钟慢效应公式得:地球上同时测量的时间
尺缩效应公式得:在地球上测量的长度
13.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.
【解析】
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.
14.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
【解析】
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.
15.2.7×108m
【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GM=v2r
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,

即6.1经典力学的巨大成就和局限性
跟踪训练(含解析)
1.以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是
A.低速微观强引力下的运动问题
B.高速微观弱引力下的运动问题
C.低速宏观弱引力下的运动问题
D.高速宏观强引力下的运动问题
2.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.
3.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,经典力学也可以适用了
D.相对论和量子力学的出现,使经典力学失去了意义
4.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
5.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
6.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
7.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
8.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
9.如图所示,鸡蛋和乒乓球都静止在地面上,关于二者所具有的能量关系,下列说法中正确的是(

A.鸡蛋大
B.乒乓球大
C.一样大
D.无法进行比较
10.设在正负电子对撞机中,电子和正电子以速度相向飞行,它们之间的相对速度为(

A.
B.
C.
D.
11.正确理解动能的概念,必须理解运动的相对性,即前面学过的参考系问题,由于牛顿力学仅适用于________参考系,如没有特殊说明,一般指地面参考系.
12.世纪初,著名物理学家爱因斯坦建立了狭义相对论,得出了一些不同于经典力学的观念和结论.例如,在经典力学中,认为物体的质量___________(填“不变”或“变化”),而狭义相对论指出质量随着速度的增大而__________(填“增大”或“减小”).
13.设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行,5.0s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞。试问:
(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动?
(2)从飞船中的时钟来看,还有多少时间允许它离开航线,以避免与彗星碰撞。
14.(1)假设宇宙飞船是全封闭的,宇航员和外界没有任何联系,宇航员如何判断使物体以某一加速度下落的力到底是引力还是惯性力?
(2)在一个加速运动的参考系中观察,光束会弯曲吗?引力对光束的效应告诉我们什么?
15.带正电的π介子是一种不稳定的粒子,当它静止时,平均寿命为2.5×10-8
s,然后就衰变为一个μ子和一个中微子.今有一束π介子,在实验室中测得它的速率为u=0.99c,并测出它从产生到衰变通过的平均距离为52
m.
(1)问这些测量结果是否一致?
(2)计算相对于π介子静止的参考系中π介子的平均寿命是多少?
参考答案
1.C
【解析】
经典力学的基础是牛顿运动定律,经典力学只适用于宏观世界,低速运动,和弱引力下运动的问题.故C正确,ABD错误.故选C.
【点睛】
经典力学是狭义相对论在低速(v远小于c)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.
2.C
【解析】
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;
3.A
【解析】
ABC.经典力学是以牛顿的三大定律和万有引力定律为基础的,适用于低速、宏观、弱引力,故A正确、BC错误;
D.
相对论和量子力学的出现,经典力学对宏观领域的问题任然有重大意义,D错误;
故选A。
4.B
【解析】
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。
5.A
【解析】
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.
6.C
【解析】
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。
7.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
8.A
【解析】
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
9.A
【解析】
物体所具有的能量和其质量有关,根据质能方程,质量越大,所具有的能量越大,所以鸡蛋具有的能量大于乒乓球具有的能量.
A.
鸡蛋大与上述分析结论相符,故A符合题意;
B.
乒乓球大与上述分析结论不相符,故B不符合题意;
C.
一样大与上述分析结论不相符,故C不符合题意;
D.
无法进行比较与上述分析结论不相符,故D不符合题意;
10.A
【解析】
根据相对论原理可得:
A.
与计算结果相符,故A符合题意;
B.
与计算结果不相符,故B不符合题意;
C.
与计算结果不相符,故C不符合题意;
D.
与计算结果不相符,故D不符合题意;
11.惯性
【解析】
[1].牛顿力学仅适用于惯性参考系.
12.
不变
增大
【解析】在经典力学中,认为物体的质量不变,而狭义相对论指出质量随着速度的增大而增大。
13.(1)0.946c (2)4.0s
【解析】
这是一个相对论速度变换问题,取地球为S系,飞船为S′系,向东为x轴正向,则S′系相对S系的速率v=0.60c,彗星相对S系的速率ux=0.80c,
(1)由速度变换可得所求结果,
即彗星以0.946c的速率向飞船靠近;
(2)由时间间隔的相对性有,解得Δτ=4.0s。
14.见解析
【解析】
(1)宇宙飞船中的物体受到以某一加速度下落的力可能是由于受到某个星体的引力,也可能是由于宇宙飞船正在加速飞行.两种情况的效果是等价的,所以宇航员无法判断使物体以某一加速度下落的力是引力还是惯性力,即一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系是等价的;
(2)在一个加速运动的参考系中观察,光束会弯曲,因为加速运动的参考系中出现的惯性力等效于引力,使得光线发生弯曲.引力对光束的效应说明,引力的存在使空间变形.
15.(1)一致(2)
【解析】
(1)根据时间间隔的相对性,当介子以的速率相对实验室运动时,在实验室中测得的平均寿命应为;
在实验室中测得π介子通过的平均距离约为,考虑到实验误差,这一计算结果与测量结果一致;
(2)在相对介子静止的参考系中观察,实验室的运动速率为,而在实验室中测得π介子通过的距离为,
则在相对介子静止的参考系中测得实验室通过的距离;
实验室通过l所用的时间就是π介子从产生到衰变的时间,即π介子的平均寿命为.6.1经典力学的巨大成就和局限性
跟踪训练(含解析)
1.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
2.关于经典力学、相对论、量子力学,下列说法正确的是(

A.不论是对宏观物体,还是对微观粒子,经典力学和量子力学都是适用的
B.经典力学适用于低速运动的物体,相对论适用于高速运动的物体
C.经典力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动
D.相对论与量子力学否定了经典力学理论
3.下列说法正确的是(  )
A.牛顿运动定律就是经典力学
B.经典力学的基础是牛顿运动定律
C.牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D.经典力学可以解决自然界中所有的问题
4.牛顿运动定律不适用于下列哪些情况(
  )
A.研究原子中电子的运动
B.研究“神舟十号”飞船的高速发射
C.研究地球绕太阳的运动
D.研究飞机从北京飞往纽约的航线
5.火箭发射升空,并成功将卫星送入预定轨道。则(  )
A.经典力学认为火箭的速度越大,长度越大
B.经典力学认为火箭的速度越大,质量越大
C.虽然卫星在轨速度高达3.1km/s,但经典力学依然可以精确描述其运动
D.经典力学也适用精确描述高速电子的运动及进行量子通信的研究
6.牛顿运动定律适用于(

A.宏观物体的高速运动
B.宏观物体的低速运动
C.微观粒子的高速运动
D.微观粒子的低速运动
7.下列说法中正确的是(  )
A.经典力学适用于任何情况下的任何物体
B.狭义相对论否定了经典力学
C.量子力学能够描述微观粒子运动的规律性
D.万有引力定律也适用于强引力作用
8.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.经典力学认为时间和空间是分离的,没有关系
9.下列说法正确的是
A.不论是对宏观物体,还是微观粒子,经典力学和量子力学都是适用的
B.当物体运动速度很大(接近光速)时,经典力学理论所得的结果与实际结果之间出现了较大的偏差
C.在经典力学中,物体的质量是不变的,在狹义相对论中,物体的质量随物体速度增大而减小
D.牛顿的引力理论不能用于中子星表面
10.20世纪以来,人们发现了一些新的事实,而经典力学却无法解释.经典力学只适用于解决物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题,只适用于宏观物体,一般不适用于微观粒子.这说明
(
)
A.随着认识的发展,经典力学已成了过时的理论
B.人们对客观事物的具体认识在广度上是有局限性的
C.不同领域的事物各有其本质与规律
D.人们应当不断扩展认识,在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
11.20世纪初,著名物理学家爱因斯坦提出了________,改变了经典力学的一些结论.在经典力学中,物体的质量是________的,而相对论指出质量随着速度变化而________.经典力学只适用于解决________问题,不能用来处理________问题.
12.19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”).
13.两个惯性系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?
14.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)
15.一列火车以速度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.
参考答案
1.C
【解析】
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.
2.C
【解析】
ABC.经典力学适用于宏观、低速运动的物体,对于微观、高速运动的物体不再适用,量子力学适用于微观粒子运动,相对论适用于一切运动物体,故AB错误,C正确;
D.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,故D错误。
故选C。
3.B
【解析】
AB.经典力学的基础是牛顿运动定律,但不能说牛顿运动定律就是经典力学,故A项错误,B项正确;
CD.经典力学只适用于宏观、低速物体,故CD两项错误。
4.A
【解析】
A.原子中电子的运动是微观粒子的运动,牛顿运动定律不适用,故A项符合题意;
BCD.牛顿运动定律属于经典力学的研究范畴,适用于宏观、低速运动的物体,要注意到低速和高速的标准是相对于光速而言的;所以“神舟十号”飞船、地球、飞机的运动,牛顿运动定律均适用,故BCD三项不符合题意。
5.C
【解析】
由题可知本题考查经典力学的适用范围。
【详解】
AB.经典力学认为,物体的长度和质量与物体的速度无关,故AB错误;
C.经典力学适用于宏观低速物体,虽然卫星在轨速度高达3.1km/s,但经典力学依然可以精确描述其运动,故C正确;
D.经典力学适用于宏观低速物体,不适用微观高速粒子,则经典力学不适用精确描述高速电子的运动及进行量子通信的研究,故D错误。
故选C。
6.B
【解析】
经典力学具有局限性,经典力学的基础是牛顿运动定律,牛顿运动定律只适用于宏观物体的低速运动,微观粒子的运动不适用,高速运动也不适用,故B正确,ACD错误。
故选B。
7.C
【解析】
A.经典力学只适用于宏观、低速、弱引力的情况,故A错误;
B.狭义相对论没有否定经典力学,在宏观低速、弱引力情况下,相对论的结论与经典力学没有区别,故B错误;
C.量子力学正确描述了微观粒子运动的规律性,故C正确;
D.万有引力定律只适用于弱引力作用,而对于强引力作用是不适用的,故D错误;
故选C。
8.BCD
【解析】
AB.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,故A错误、B正确;
C.经典力学无法解释微观领域中的物质结构和能量不连续的现象,故C正确;
D.经典力学中的时间和空间是绝对的,是独立于物体及其运动的,即经典力学的时间和空间与物体无关,与物体的运动无关,故D正确。
故选BCD。
9.BD
【解析】
A、经典力学的使用范围是宏观、低速的物体,不适用微观、高速的物体,故A错误;
B、当物体运动速度很大(v→c)、引力很强、活动空间很小(微观)时,经典力学理论所得的结果与实验结果之间出现了较大的偏差,虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律,它是科学的进步,但并不表示对经典力学的否定,故B正确;
C、在经典力学中,物体的质量是不变的,在狹义相对论中,物体的质量随物体速度增大而最大,故选项C错误;
D、密度越大的天体表面引力越强,中子星密度非常大,其表面的引力比常见的引力强得多,为强引力,牛顿的引力理论已经不能正确解决了,故D正确.
【点睛】
该题的关键是掌握经典力学与量子力学的区别,理解经典力学与相对论和量子力学适用范畴,要理解相对论的基本内容,理解简单的相对论原理.
10.BCD
【解析】
人们对客观世界的认识要受到所处时代的客观条件和科学水平的制约,所以形成的看法也都具有一定的局限性,人们只有不断扩展自己的认识,才能掌握更广阔领域内不同事物的本质与规律.新的科学的诞生并不意味着对原来科学的全盘否定,只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形.故A项错误,BCD正确.
故选BCD。
11.相对论
不变
变化
宏观低速
微观高速
【解析】
根据爱因斯坦的相对论,可知质量、长度、时间都是相对的,它们的测量结果都是随物体与观测者的相对运动状态而改变;在经典力学中,物体的质量是不变的;经典力学适用于低速运动、宏观物体.不适用于高速和微观物体.
【点睛】经典力学的局限性是适用于宏观物体及低速运动.对于高速和微观物体,经典力学就不再适用.
12.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.
13.
【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.
14.
【解析】
对围绕黑洞做圆周运动的星体应用牛顿第二定律得

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

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.
15.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.