人教版高中物理必修2第六章第6节经典力学的局限性练习题

高中物理人教版必修2第六章6经典力学的局限性练习题
一、单选题
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的所有问题
D.
经典力学可以解决自然界中的所有问题
下列说法符合史实的是
A.
开普勒在牛顿定律的基础上，总结出了行星运动的规律
B.
牛顿建立的经典力学可以解决自然界中所有的问题
C.
伽利略发现了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
D.
卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是
A.
根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B.
电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动
C.
电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用
D.
电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释
关于经典力学，下列说法正确的是
A.
经典力学在宏观低速中仍适用
B.
相对论及量子力学的出现是对经典力学的否定
C.
经典力学取得了巨大的成就，所以经典力学是普遍适用的
D.
由于相对论及量子力学的提出，经典力学已经失去了它的作用
在物理学发展中科学家们做出了巨大贡献，关于物理学发展以下说法正确的是?
?
A.
为了解决黑体辐射问题，爱因斯坦引入了“能量子”概念，认为能量是不连续的，是一份份的，每一份的能量为
B.
牛顿创建的经典力学体系不仅适用于宏观低速运动的物体，也适用于微观高速运动的物体
C.
伽利略理想斜面实验是在实验事实的基础上进行逻辑推理，它标志着物理学的真正开端
D.
库仑在研究静电荷间的相互作用时首先提出了“场”的概念
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
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低速运动的问题，不能用来处理高速运动的问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子。下列说法不正确的是。
A.
随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B.
人们对客观事物的认识，是有局限性的
C.
不同领域的事物各有其本质和规律
D.
人们应当不断地拓展认识，掌握规律
经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指
A.
行星、恒星、星系等巨大的物质领域
B.
地球表面上的物质世界
C.
人眼能看到的物质世界
D.
不涉及分子、原子和电子等微观粒子的物质世界
经典力学不能适用于下列哪些运动的研究?
?
?
A.
火箭的发射
B.
宇宙飞船绕地球的运动
C.
“勇气号”宇宙探测器的运动
D.
以倍光速运行的电子束
关于经典力学、相对论和量子力学，下面说法中正确的是
A.
量子力学和相对论的出现彻底否认了经典力学，是互不相容的几种理论
B.
狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体
C.
经典力学适用于高速运动物体，也适用于低速微观粒子
D.
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
牛顿运动定律适用于
A.
一切运动的物体
B.
宏观物体远小于光速的运动
C.
微观粒子稍小于光速的运动
D.
宏观物体稍小于光速的运动
日常生活我们并没发现物体的质量随物体的运动速度的变化而变化，其原因是?
?
?
A.
运动中物体无法称量质量
B.
物体的速度远小于光速，质量变化极小
C.
物体的质量太大
D.
物体的质量不随速度的变化而变化
二、多选题
经典力学有其局限性，相对论已经成为现代科学技术的重要理论基础之一。下列关于经典力学的说法中，正确的是
A.
经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场
B.
经典力学适用于范围在?m以内的微观粒子运动
C.
经典力学认为时间、空间与物质及其运动之间是相互联系的
D.
按照经典力学，只要知道初始条件，就可以准确确定体系以往和未来的运动状态
关于公式，下列说法正确的是
A.
式中的m是物体以速度v运动时的质量
B.
当物体的运动速度时，物体的质量，即物体的质量改变了，故经典力学不适用，所以是不正确的
C.
当物体以较小速度运动时，质量变化非常小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动的物体，而不适用于高速运动的物体
D.
通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化不会引起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化
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和规律
D.
人们应当不断地拓展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质和规律
关于狭义相对论与广义相对论，下列说法正确的是
A.
广义相对论是狭义相对论的推广
B.
狭义相对论阐述物体以接近光速的速度运动时所遵循的规律
C.
广义相对论是一种新的时空与引力理论
D.
任何情况下，根据爱因斯坦引力理论计算的结果与根据牛顿万有引力定律计算的结果均相同
三、填空题
质量是的质子在高速粒子加速器中加速到动能，某同学根据算出质子的速度为，该同学得出的数值是否合理______，原因是______。
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________________．
经典力学的适用范围是________________；________________；弱引力。
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。
四、简答题
经典力学是许多科学家经过长期的艰苦探索才形成的理论体系。科学巨匠牛顿有句名言：“我之所以比别人看得更远，是因为站在巨人的肩膀上。”回顾经典力学的发展历程，除牛顿以外，你还能说出哪些科学巨匠对经典力学的发展产生了重要影响他们对经典力学的主要贡献是什么
地球绕太阳公转的速度是，设在美国伊利诺斯州费米实验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到倍光速的速度，请思考：
地球的公转速度在狭义相对论中属于低速还是高速？被加速器加速后的电子的速度呢？
加速后电子的质量比电子的静止质量增大了还是减小了？
五、计算题
一个原来静止的电子，经电场加速后速度为问电子的质量增大了还是减小了？改变了百分之几？
真空中的光速为，如果一个物体运动的速度为时，质量为。当它的速度为时，质量为多少？
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础；经典力学并非万能，也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题。
本题考查经典力学的局限性，解答关键是搞清牛顿运动定律和经典力学的隶属关系，明确经典力学的适用范围，才能正确解决此类问题。
【解答】经典力学并不等于牛顿运动定律，牛顿运动定律只是经典力学的基础，A错误，B正确；
经典力学并非是万能的，也有其适用范围，它并不能解决自然界中的所有问题，没有哪个理论可以解决自然界中的所有问题，C、D错误．
2.【答案】D
【解析】
【分析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
【解答】
A.开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，故A错误；
B.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，故B错误；
牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故C错误，D正确。
故选D。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
解决本题的关键要掌握牛顿运动定律适用的范围：宏观低速运动的物体，对于高速运动的物体牛顿运动定律不适用。
通过分析电子的受力情况，由牛顿第二定律研究电子的加速度，再判断其运动情况，同时明确牛顿第二定律的适用范围。
【解答】
电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动。随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用。故C正确，ABD错误。
故选C。
4.【答案】A
【解析】
【分析】
对于各种理论结果，我们在学习的时候要了解其发现背景，注意其适用范围，然后在应用的时候要先验证适用条件。
根据经典力学、相对论及量子力学适用范围来判断。
【解答】
经典力学，一般也可称作牛顿力学，适用于宏观低速情况下；而相对论适用于高速接近光速情况下，量子力学则适用于微观情况下；
故他们的使用并不互相干涉，并不能被取代而失去作用；
经典力学是普遍使用的，是因为其科学性，并不取决于其成就，故A正确，BCD错误；
故选A。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。?
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
【解答】
A.为了解决黑体辐射问题，普朗克引入了“能量子”概念，认为能量是不连续的，是一份份的，每一份的能量为，故A错误；
B.牛顿创建的经典力学体系适用于宏观低速物体，不适用于微观高速运动的物体，故B错误；
C.伽利略理想斜面实验开创了物理学的研究方法，人们对事物由感性走向理性，标志着物理学的真正开端，故C正确；
D.法拉第首先提出了“场”的概念，故D错误。
故选C。
6.【答案】D
【解析】
【分析】
本题应明确经典力学的局限性，明确当物体的速度接近光速时，从相对论角度来说，时间延长、空间缩短、质量增加，不能适用于经典力学。
明确经典力学的适用范围，知道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。
【解答】
经典力学适用于低速宏观的物体，不适用于微观高速物体，故光子的运动不能用经典力学描述，子弹的飞行、人造卫星的运行、小汽车的行驶都能用经典力学描述。
本题考查不能用经典力学描述的，故选D。
7.【答案】A
【解析】
【分析】
经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的粒子；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。
掌握经典力学的的局限性是求解的关键。
【解答】
A、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，故A错误；
BCD、经典力学有一定的局限性，经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的粒子，所以人们对客观事物的认识，是有局限性的，不同领域的事物各有其本质和规律，人们应当不断地拓展认识，掌握规律，故BCD正确。
本题选不正确的，故选A。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
考查了“宏观世界“、“微观世界”的规定，理解即可．
在自然科学中，微观世界通常是指分子、原子等粒子层面的物质世界，而除微观世界以外的物质世界被称为宏观世界．
【解答】
根据中学物理中的规定，微观世界通常是指分子、原子等粒子层面的物质世界，而除微观世界以外的物质世界被称为宏观世界。故A、B、C错误，D正确
故选：D。
9.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了经典力学的局限性，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。
【解答】
火箭的发射、宇宙飞船绕地球的运动、宇宙探测器的运动都属低速，经典力学能适用。
对于高速微观的情形经典力学不适用，故对以倍光速运行的电子束不适用；
故选D。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
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。
本题主要考查了狭义相对论和经典力学之间的区别与联系，如果理解不深，就很容易出错。
【解答】
A.
经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，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，相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，但并没有否认经典力学，故A错误；
C.经典力学理论只适用于低速运动的宏观物体，微观粒子、高速运动物体都不适用，故C错误；
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。对于宏观、低速运动的物体的运动仍然是正确的，故B错误，D正确。
故选D。
11.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查牛顿运动定律和近低物体的关系，明确经典物理具有适用范围，但并不是被完全推翻。
明确牛顿运动定律的适用范围，知道牛顿运动定律只适用于宏观低速的物体。
【解答】
牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速适用于狭义相对论，这里的低速应理解为速度远小于光速的大小；故B正确，ACD错误。
故选B。
12.【答案】B
【解析】
【分析】
狭义相对论的几个重要的效应：?
钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；?
尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．?
质量变大：质量或能量并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大．
此题考查狭义相对论的两个原理和基本结论，熟记并理解它，可以解决所有关于狭义相对论的问题．
【解答】
A.物体在运动中，我们可以运用弹簧秤结合物理规律称量物体的质量，故A错误；?
B.物体的运动速度远小于光速，质量变化极小，故B正确；?
根据狭义相对论的基本结论可知，质量、长度、时间的测量结果都随物体与观察者的相对状态而改变。故C错误，D错误；?
故选B。
13.【答案】AD
【解析】解：A、经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场，故A正确；
B、经典力学不适用微观高速粒子的运动，即不适用于范围在?m以内的微观粒子运动，故B错误；
C、在经典力学中，认为时间和空间与物质及其运动之间都是独立的，故C错误；
D、在经典力学中，根据牛顿运动定律，只要知道初始状态和相互作用，就可以准确确定体系以往和未来的状态，故D正确。
故选：AD。
该题考查经典力学的使用范围，记住：经典力学只适用于宏观、低速运动的物体以及弱相互作用间的物体，不适用于高速、微观的物体。
14.【答案】ACD
【解析】略
15.【答案】BCD
【解析】略
16.【答案】BC
【解析】
【分析】
本题考查狭义相对论与广义相对论。
狭义相对论和万有引力定律，都只是广义相对论在特殊情况之下的特例。狭义相对论是在没有重力时的情况；而万有引力定律则是在距离近、引力小和速度慢时的情况。
解题的关键是理解狭义相对论与广义相对论，知道适用范围。
【解答】
A.狭义相对论和万有引力定律，都只是广义相对论在特殊情况之下的特例，故A错误；
B.狭义相对论阐述物体以接近光速的速度运动时所遵循的规律，故B正确；?
C.广义相对论是一种新的时空与引力理论，故C正确；?
D.当速度远小于光速时，根据爱因斯坦引力理论计算的结果与根据牛顿万有引力定律计算的结果均相同，故D错误。
故选BC。?
17.【答案】不合理?
动能的计算公式只适用于低速的情况，对超光速情况不适用
【解析】解：运动物体的质量，其中是物体的静止质量，
动能的计算公式仅适用于低速物体，对于高速运动物体已经不再适用，
由该同学的计算可知，求出的质子速度大于光速，动能的计算公式已经不再适用，因此该同学得出的数值不合理。
故答案为：不合理；动能的计算公式只适用于低速的情况，对超光速情况不适用。
由相对论可知，物体的运动质量与静止质量不同，动能的计算公式适用于低速、宏观物体，在高速情况下动能的计算公式不再适用。
本题考查了经典力学规律的适用条件问题，掌握基础知识是解题的前提与关键，应用基础知识即可解题；要注意基础知识的学习与应用。
18.【答案】相对论；不变；变化
【解析】
【分析】
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。
牛顿运动定律是经典力学的基础，也是高中物理中的重要内容之一，本题关键要准确理解掌握其适用的条件。
【解答】
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。
故答案为：相对论；不变；变化。
19.【答案】宏观?
低速
【解析】
【分析】
经典力学的适用范围是宏观、低速、弱引力，不适应微观、高速强引力的情况。
本题主要考查了经典力学的适用范围，属于记忆内容，难度小。
【解答】
经典力学的适用范围是宏观、低速、弱引力，不适应微观、高速强引力的情况。
故答案为：宏观；低速。
20.【答案】宏观?
低速
【解析】解：牛顿是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家之一，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以牛顿运动定律为核心的经典力学，但牛顿运动定律仅适用于宏观、低速运动体系。
故答案为：宏观；低速。
了解牛顿在力学中的伟大成就，以及牛顿定律的适用范围即可正确解答。
牛顿运动定律仅适用于宏观、低速的运动体系。
本题考查了牛顿力学的局限性，了解科学家牛顿的主要贡献，明确牛顿运动定律的局限性是解题的关键，同时注意在科学探究过程中培养科学素养和科学精神。
21.【答案】经典力学的理论体系是经过几代科学家长期的探索，历经曲折才建立起来的；经典力学的基础是牛顿运动定律，但不只包含牛顿定律，牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题，在生产、生活及科技方面起着重要作用；经典力学是物理学和天文学的基础，也是现代工程技术的理论基础．
【解析】略
22.【答案】地球公转速度属于低速，被加速器加速后的电子的速度属于高速
加速后电子的质量比电子的静止质量增大了?
【解析】
【分析】
由相对论的内容可知，只有接近光速的速度才称为高速，而地球公转的速度远小于光速，由此判断得解，同理判断被加速后的电子速度是否为高速；由相对论中速度与质量的关系判断加速后电子的质量变化。
本题主要考查对狭隘相对论内容的理解。难度不大。
【解答】
由相对论的内容可知，只有接近光速的速度才称为高速，而地球公转的速度远小于光速；被加速后的电子质量接近光速，故地球公转的速度为低速，而加速后的电子速度为高速；
由相对论中速度与质量的关系可知，随着速度的不断增大，物体质量不断增大，故加速后电子的质量比电子的静止质量增大了。
23.【答案】解：
根据爱因斯坦的狭义相对论得，运动后的质量增大了
且
所以改变的百分比为。
【解析】应明确相对论中”同时的相对性”和“时空相对性”的含义，理解由相对论得出的相对论质量表达式的含义。
本题关键是记住相对论有关相对论质量公进行分析求解。
24.【答案】解：根据狭义相对论，，
由题意知，
所以
所以。
【解析】该题考查相对论的质量随速度的变化公式，记住相应的公式即可正确解答。
根据爱因斯坦的理论，物体两种及速度关系遵循的规律是：，其中m是运动质量，是指静止质量。
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