2020-2021学年粤教版物理必修第二册单元练习第五章牛顿力学的局限性与相对论初步(word版含答案解析）

第五章牛顿力学的局限性与相对论初步
一、选择题
（2020·单元测试·上海上海市）银河系属于
A．旋涡星系
B．椭圆星系
C．不规则星系
D．棒旋星系
（2020·同步练习·天津天津市）下列运动中不能用经典力学规律描述的是
A．子弹的飞行
B．和谐号从深圳向广州飞驰
C．人造卫星绕地球运动
D．粒子接近光速的运动
（2020·同步练习·上海上海市）关于恒星的温度、亮度和颜色，下列说法中正确的
A．恒星的颜色与表面温度有关，最冷的呈红色，最热的比太阳稍蓝
B．视星等越高的恒星，表面温度就越高
C．绝对星等越高的恒星，我们看到的就越亮
D．恒星的绝对星等仅决定于它的表面温度
（2020·同步练习）地球的特殊性表现在
A．太阳系中唯一有高级智慧生物的行星
B．既有自转运动，又有公转运动
C．有昼夜更替现象
D．体积和质量在八大行星中最大
（2020·单元测试·上海上海市）继“神九”升空后，“神十”于
年
月
日发射，再次实现与天宫一号进行载人交会对接，我国探索宇宙又向前迈进一大步。下列对宇宙的有关认识正确的是
A．月球表面有山、有空气，但没有水
B．宇宙的大小结构层次为：宇宙
太阳系
银河系
地月系
C．现在有很多证据证明宇宙是有边的、膨胀的
D．太阳是一颗能自行发光发热的气体星球
（2020·同步练习·上海上海市）太阳燃料全部耗尽，最终会变成一颗
A．白矮星
B．中子星
C．黑洞
D．黑矮星
二、填空题
（2020·同步练习·天津天津市）
年迈克耳孙—莫雷实验以及其他一些实验表明：在不同的参考系中，光的传播速度
！这与牛顿力学中不同参考系之间的速度变换关系
（填“相符”或“不符）
（2020·专项）恒星的亮度取决于它的
、
以及离地球的距离。
（2020·同步练习）天文学家把所有的空间及其中的万物定义为
，哈勃在
世纪
年代分析了从其他星系来的星光之后，发现了一个重要的宇宙秘密：在大尺度上，每一个星系都在与其余星系远离，它们距离我们越远，则离开的速度越大，这意味着宇宙正在
。
（2020·同步练习·天津天津市）判断下列说法的正误。
经典力学只适用于世界上普通的物体，研究天体的运动经典力学就无能为力了。
三、解答题
（2020·同步练习·天津天津市）牛顿力学局限性：
(1)
牛顿力学的适用范围是
（填“高速”或“低速”)运动的
（填“宏观”或“微观”)物体。
(2)
当物体以接近光速运动时，有些与牛顿力学的结论
。
(3)
电子、质子、中子等微观粒子的运动
用牛顿力学来说明。
（2020·单元测试·上海上海市）如图所示，银河系是由群星和弥漫物质集合成的一个庞大天体系统。银河系发光部分的直径约
，最大厚度约为
，像一个中央突起四周扁平的旋转铁饼。银河系中有大约
亿颗恒星，太阳只是银河系中的一颗普通恒星。恒星彼此之间相距很远。离太阳最近的比邻星也有
之遥。
(1)
是表示
（选填“时间”、“温度”、“质量”、“密度”或“长度”）的单位。
(2)
地面上的物质通常是以
、
、
三种状态存在的，太阳上的物质通常是以
态存在的。
(3)
若银河系发光部分的直径约
，高约为
的圆柱体，测银河系的恒星密度约为
颗/
。
（2018·期中·北京北京市西城区）运用牛顿运动定律可以有效地解决动力学问题，请根据所学习到的有关牛顿运动定律的相关知识，解决下列问题。
(1)
如图
，物块
放在光滑水平桌面上，其中
的重力
，
的质量为
，试求物块
的加速度的大小。
(2)
如图
所示，请在合外力恒定作用条件下，根据牛顿第二定律，推导出动能定理表达式。
(3)
如图
所示：在一节火车车厢内有一个光滑的水平桌面，桌上有一个小球，开始时小球和车厢均处于静止状态，如果火车突然加速向前开动，以火车为参考系，小球是否运动？以加速运动的火车为参考系，牛顿第一定律还适用吗？请分析说明理由。
（2020·同步练习·上海上海市）恒星的颜色、温度和亮度间有何关系？
四、多选题
（2020·专项）
年诺贝尔物理奖授予佩尔马特等三位科学家，他们的获奖工作是“通过观测遥远的超新星，发现宇宙正在加速膨胀”。物理学家为了解释这现象，提出了“暗能量”的概念。正是在暗能量的驱动下，宇宙出现了加速膨胀。宇宙中暗能量约占
、约有
是暗物质，我们能看到的、接触到的普通物质约占
。暗能量和暗物质实质至今尚未清楚，但科学家找到了暗物质存在的间接证据，大型星系团中的星系具有极高的运动速度，星系团要束缚住这些星系，它的质量应该是我们观测到质量的
倍以上，大量的观测分析证实了这一点。关于上述事实及理论假说，下列结论你认为可能正确的是
A．暗能量力的作用表现为斥力
B．暗物质力的作用表现为引力
C．从太阳系行星运动与星系团中的星系运动比较可知，宇宙中暗物质分布是均匀的
D．从太阳系行星运动与宇宙正在加速膨胀比较可知，宇宙中暗能量分布是不均匀的
（2019·同步练习·浙江温州市）下列说法正确的是
A．强子、轻子和媒介子是不可再分的最小粒子
B．强子内部也有结构，由更基本的夸克组成
C．夸克所带的电荷量为元电荷的
或
D．每种夸克都存在相对应的反夸克
（2020·同步练习·天津天津市）下列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、宇宙飞船
C．物体运动的速率接近于真空中的光速
D．地壳的变动
答案
一、选择题
1.
【答案】A
【知识点】粒子和宇宙
2.
【答案】D
【解析】子弹的飞行、火车的运动及人造卫星绕地球的运动，都属于宏观、低速，经典力学能适用。而粒子接近光速的运动，不能适用于经典力学。
【知识点】经典力学的局限性
3.
【答案】A
【知识点】粒子和宇宙
4.
【答案】A
【知识点】粒子和宇宙
5.
【答案】D
【知识点】粒子和宇宙
6.
【答案】D
【知识点】粒子和宇宙
二、填空题
7.
【答案】都是一样的；
【知识点】经典力学的局限性
8.
【答案】体积；
【知识点】粒子和宇宙
9.
【答案】宇宙；
【知识点】粒子和宇宙
10.
【答案】
【知识点】经典力学的局限性
三、解答题
11.
【答案】
(1)
低速；宏观
(2)
不相同
(3)
不能
【知识点】经典力学的局限性
12.
【答案】
(1)
长度
(2)
固态；液态；气态；离子
(3)
【知识点】粒子和宇宙
13.
【答案】
(1)
(2)
物体在恒力
作用下做匀加速运动，这个过程力
做的功为：，
根据牛顿第二定律得：，
而由运动学公式得：，
即：，
把
、
的表达式代入
得：
，
也就是：，此式即为动能定理的表达式
(3)
小球会向后运动；不适用；小球会向后运动，因为小球处于光滑的水平桌面，无摩擦力，当火车向前开动时，小球没有受到任何水平力的作用，故保持原来的静止状态，以向前行驶的火车作为参考系，则小球是向后运动。小球没有受到作用力，但是它突然就运动了，牛顿运动定律在非惯性参考系中是不成立的，即相对地面做变速运动的参考系是不成立的
【解析】
(1)
设绳子上的拉力为
，
对
受力分析列牛顿第二定律：；
对
受力分析列牛顿第二定律：。
联立解得：。
【知识点】位移与速度的关系、功、经典力学的局限性、牛顿第二定律、连接体问题
14.
【答案】恒星的颜色与它的表面温度密切相关，恒星的亮度与恒星的体积和温度以及它与地球的距离有关，天文学家把已经发现的恒星的温度和亮度画成一张图，称为赫罗图。在赫罗图中，大部分恒星构成了一个天文学上称为主序对角线，在这个主序对角线中，恒星的亮度增加，表面温度也就升高。
【知识点】粒子和宇宙
四、多选题
15.
【答案】A；B；D
【知识点】粒子和宇宙
16.
【答案】B；C；D
【知识点】粒子和宇宙
17.
【答案】A；B；D
【解析】经典力学适用于宏观、低速运动的物体，所以A、B、D正确；
当物体的运动速率接近于光速时，经典力学就不适用了，故C错误.
【知识点】经典力学的局限性