广州市白云中学2019-2020学年高中物理粤教版必修2：5.1经典力学的成就与局限性 跟踪训练1（含解析）

5.1经典力学的成就与局限性
跟踪训练（含解析)
1．下面说法中正确的是（
）
①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；
②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；
③当普朗克常量h（6.63×10-34
J·s）可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别；
④当普朗克常量h（6.63×10-34
J·s）不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别.
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
2．下面说法中正确的是(
)
①根据牛顿的万有引力定律可以知道,当星球质量不变,半径变为原来的
1/2时,引力将变为原来的4倍;
②按照广义相对论可以知道,当星球质量不变,半径变为原来的1/2
时,引力将大于原来的4倍;
③在天体的实际半径远大于引力半径时,根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大;
④在天体的实际半径接近引力半径时,根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大.
A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
3．如果真空中的光速为c=3.0×108
m/s，当一个物体的运动速度为v1=2.4×108
m/s时，质量为3
kg。当它的速度为1.8×108
m/s时，其质量是
（
）
A．2.25
kg
B．2.50
kg
C．3.00
kg
D．2.10
kg
4．继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，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．人的认识具有能动性，都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
5．一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度v＝6×106
m/s.关于电子的质量的变化，下列说法正确的是(　　)
A．不变
B．减少
C．增大了0.02%
D．增大了0.2%
6．对于时空观的认识，下列说法正确的是（
）
A．相对论给出了物体在低速运动时所遵循的规律
B．相对论具有普遍性，经典物理学为它在低速运动时的特例
C．相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
7．关于经典力学，下列说法正确的是
A．仅适用于微观粒子的运动
B．适用于宏观物体的低速运动
C．经典力学中，物体的质量与其运动速度有关
D．经典力学中，物体的长度与其运动速度有关
8．5月6日，我国第二发长征五号运载火箭已安全运抵海南文昌，于6月搭载我国自主研发的实践十八号卫星发射升空，卫星将进行量子通信等试验验证。则
A．经典力学认为长征五号速度越大，长度越大
B．经典力学认为实践十八号的速度越大，质量越大
C．虽然实践十八号在轨速度高达3.
l
km/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
9．下列物体的运动不能用经典力学描述的是(　　)
A．子弹的飞行
B．人造卫星的运行
C．小汽车的行驶
D．光子的运动
10．下列说法正确的是（
）
A．第一次通过实验比较准确的测出万有引力常量的科学家是卡文迪许
B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的合力突然减小一半时，它将做直线运动
C．经典力学适用于宏观高速物体
D．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
11．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运动是
A．子弹的飞行
B．粒子接近光速的运动
C．列车的运行
D．飞船绕地球的运行
12．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
13．下列说法中正确的是（
）
A．根据牛顿的万有引力定律可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将变为原来的4倍
B．按照广义相对论可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将大于原来的4倍
C．在天体的实际半径远大于引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大
D．在天体的实际半径接近引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大
14．下列说法正确的是（）（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）。
A．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波比较容易产生衍射现象
B．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”利用多普勒效应原理
C．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
D．麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场
E.
狭义相对论认为真空中的光速与光的频率、光源的运动状态有关
15．下列是两则新闻事件：
①2011年9月24日，欧洲核子研究中心发现存在中微子超光速现象，但此现象有待进一步验证；
②2011年12月10日晚，近10年来观赏效果最好的月全食如约登场，我国天气晴好地区的公众都有幸观测到月全食发生的全过程和一轮难得的“红月亮”．与这两则新闻相关的下列说法中正确的是(　　)
A．相对论认为任何物质的速度都无法超过光在真空中的速度
B．如果中微子超光速被证实，爱因斯坦的相对论将一无是处
C．如果中微子超光速被证实，爱因斯坦的相对论理论将被改写
D．月全食是由于光的折射形成的
E.
“红月亮”是太阳发出的一部分红光由于地球大气的折射作用折射到地球的后面去，如果恰好照到月亮上再被月亮反射到地球形成的
参考答案
1．A
【解析】当物体的运动速度远小于光速时，相对论和经典力学的结论相差不大，故经典力学是适用的，故①正确；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有很大的不同，②错误；当普朗克常量不能忽略不计时，量子效应不能忽略，量子力学和经典力学的结论不同，故③正确，④错误；故选A.
2．A
【解析】根据万有引力定律F=G可知，当星球质量不变，半径变为原来的时，引力将变为原来的4倍．故①正确．按照广义相对论可以知道，当星球质量不变，半径变为原来的时，引力将大于原来的4倍．故②正确．牛顿的万有引力定律适用条件是两个质点间引力的计算，要将星球看成质点才能计算它们间引力的大小，而天体的实际半径远大于引力半径，根据爱因斯坦理论，天体的实际半径远大于引力半径时，由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不大，但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大所以根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大．故③、④错误．故选A．
3．A
【解析】根据爱因斯坦相对论的公式：
可知，
，所以：
；当它的速度为时，质量为：
，选A.
4．C
【解析】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．
5．C
【解析】一个原来静止的电子，经电压加速后，获得的速度为：
，由相对论质量公式可知，电子的质量增大，解得：
，增大了，选C.
6．B
【解析】相对论给出了物体在高速运动状态下所遵循的规律，故A错误；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，在自己的适用范围内仍然成，故B正确，C错误；经典力学仅是它在低速、宏观、弱引力时的适用，故D错误．故选B．
【点睛】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．
7．B
【解析】经典力学使用条件为：宏观，低速，对微观，高速度运动不再适用，故A错误B正确．在相对论力学中，物体的质量、长度与其运动速度有关；经典力学中，物体的质量、长度与其运动速度无关，故CD错误．故选B.
点睛：本题应掌握经典力学和相对论与量子力学各自的适用范围，明白两者是互补的关系，并没有相互替代的功能．
8．C
【解析】经典力学认为，物体的长度和质量与物体的速度无关，选项AB错误；经典力学适应于宏观低速物体，虽然实践十八号在轨速度高达3.1km/s，但经典力学依然可以精确描述其运动，选项C正确；经典力学适应于宏观低速物体，不适应微观的高速粒子，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，选项D错误；故选C.
9．D
【解析】经典力学适用于低速宏观的物体，A、B、C不符合题意，选项D符合题意。
点睛：经典力学的适用范围是宏观、低速情形，高速情形要用相对论，微观粒子运动要用量子力学。
10．A
【解析】第一次通过实验比较准确的测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，选项A正确；
做匀速圆周运动的物体，当它所受的合力突然减小一半时，它将做离心的曲线运动，选项B错误；
经典力学适用于宏观低速物体，选项C错误；
力是矢量，位移是矢量，但是功是标量，选项D错误；故选A.
11．B
【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．
子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运行都属低速，经典力学能适用，粒子接近光速运动，属于高速，而微观粒子的能量，则是微观粒子，所以经典力学就不在适用，故B正确．
12．AC
【解析】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，因此正确的选项为A、C．
13．AB
【解析】只要天体的实际半径远大于它们的引力半径，那么由爱因斯坦和牛顿引力理论计算出的力的差异并不很大；但当天体的实际半径接近引力半径时，这种差异将急剧增大．
14．ABD
【解析】因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相比，所以声波比较容易产生衍射现象，选项A正确；向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”利用多普勒效应原理，选项B正确；
用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，选项C错误；麦克斯韦关于电磁场的两个基本观点是：变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场，选项D正确；狭义相对论基本假设是：不同的惯性参考系中光速是不变的；所有惯性系中基本规律都是等价的；故E错误；故选ABD.
15．ACE
【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论理论，光速是宇宙速度的极限，没有任何物质可以超越光速，选项A正确；如果中微子超光速被证实，那么爱因斯坦的经典理论将被改写，或者说爱因斯坦的相对论可能错了，但并不能说爱因斯坦的相对论将一无是处，选项B错误，C正确；月全食是月食的一种，当月亮、地球、太阳完全在一条直线上的时候，整个月亮全部处在地球的影子里，月亮表面大都昏暗了，就是月全食，月全食是由于光的直线传播形成的，选项D错误；“红月亮”是太阳发出的一部分红光由于地球大气的折射作用折射到地球的后面去，如果恰好照到月亮上再被月亮反射到地球形成的，选项E正确．故选ACE.