高中物理教科版 (2019)必修 第二册1 经典力学的成就与局限性练习题

5.1经典力学的成就与局限性基础巩固2021—2022学年高中物理教科版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．下列说法正确的是（  ）

A．万有引力定律是牛顿发现的

B．引力常量是牛顿测出

C．开普勒行星运动定律是开普勒通过实验发现的

D．经典力学既适用于宏观世界，也适用于微观世界

2．在物理学理论研究中，“高速”一般指接近光速，“低速”一般指远小于光速，下列所述情境中适合应用牛顿定律的是（　　）

A．宏观且低速 B．宏观且高速 C．微观且低速 D．微观且高速

3．牛顿力学也有其局限性，在下列情形中能够成立的是（　　）

A．宏观物体高速运动 B．微观世界

C．宏观物体低速运动 D．强引力场

4．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

5．下列说法符合物理学史的是（　　）

A．牛顿对引力常量进行准确测定，并于1687年发表在其传世之作《自然哲学的数学原理》中

B．法国科学家库仑发现了电荷之间的相互作用规律，从而得出库仑定律

C．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论适用于宏观高速弱引力的情况

D．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的，并在此之后发现了万有引力定律

6．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．相对论和量子力学的出现，表明经典力学已被完全否定了

D．经典力学在理论和实践上取得了巨大的成功，从地面到天体的运动都服从经典力学的规律，因此任何情况下都适用

7．通过物理学史的学习，能让我们增长见识，加深对物理学的理解，还能从前人的经验中得到启示．下列说法正确的是(   )

A．第谷提出了行星运动三大定律，在此基础上，牛顿发现了万有引力定律

B．卡文迪许用实验测定了万有引力常量

C．木星被称为“笔尖下发现的行星”

D．经典力学也适用于微观高速强引力的领域

8．下列说法正确的是（　　）

A．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场

B．伽利略利用扭秤实验测出了引力常量

C．第谷基于对行星的观测数据，提出了开普勒三大定律

D．1687年，开普勒发现了万有引力定律

9．下列关于经典力学的说法不正确的是（　　）

A．自由落体运动规律属于经典力学

B．行星运动定律属于经典力学

C．牛顿运动定律属于经典力学

D．爱因斯坦在20世纪初创立了相对论理论，这表明牛顿的经典力学已不再适用

10．如图所示，有三个完全相同的时钟，时钟A放在地面上，时钟B、C分别放在两个火箭上，两个火箭分别以速度vB和vC朝同一方向飞行，vB<vC，对于地面上的观察者来说，以下说法中正确的是（　　）

A．时钟A走得最慢 B．时钟B走得最慢

C．时钟C走得最慢 D．时钟C走得最快

11．经典力学体系是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，是整个现代物理学和天文学基础，关于经典力学的适用范围，下列说法中正确的是（　　）

A．微观、低速和强引力场 B．宏观、高速和弱引力场

C．宏观、低速和弱引力场 D．微观、高速和强引力场

12．迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1- 58lc”却很值得我们期待．该行星的温度在0℃到40℃之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日，“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍．设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（    ）

A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同

B．如果人到了该行星，其体重是地球上的倍

C．该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍

D．由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短

13．下列说法正确的是（　　）

A．经典力学能够说明微观粒子的规律性

B．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍适用

C．相对论与量子力学的出现，说明经典力学已失去意义

D．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动的物体

14．经典力学规律不适用于下列运动的是（　　）

A．子弹的飞行 B．飞船绕地球的运行

C．列车的运行 D．粒子接近光速的运动

15．下列说法正确的是（　　）

A．开普勒将法拉第的几千个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律

B．伽利略设计实验证实了力是维持物体运动的原因

C．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量

D．经典力学不适用于宏观低速运动

二、填空题（共4题）

16．当物体的运动速度接近光速时，经典力学_____（填“不再”或“仍然”）适用，可见，经典力学____（填“有”或“没有”）局限性．

17．牛顿运动定律的适用范围是___、___________的物体．

18．一颗以0.1c的速度朝地球运动的星突然爆炸变为一颗明亮的超新星，爆炸所发出的光离开这颗超新星的速度为______，在地球测量，这束光射向地球的速度为______。

19．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．

三、综合题（共4题）

20．如图所示，质子束被加速到接近光速，经典力学适用于质子束的运动规律吗？

21．什么是经典力学？其主要内容是什么？

22．半人马星座内的星是离太阳系最近的恒星，它与地球间的距离约为。假设有一宇宙飞船往返于地球和半人马星座内的星之间，若宇宙飞船的速率为，则：

(1)按地球上的时钟计算，飞船往返一次需要多少时间？

(2)按飞船上的时钟计算，飞船往返一次的时间又为多少？（计算结果均保留三位有效数字）

23．将一枚面值一元的硬币用确定的速度向上抛起，你能否断定（不是猜测）它落地时哪一面朝上？请试一试，这种现象能用牛顿力学解释吗？

参考答案

1．A

2．A

3．C

4．D

5．B

6．A

7．B

8．A

9．D

10．C

11．C

12．B

13．D

14．D

15．C

16．不再；    有；   

17．宏观    低速   

18．3×108m/s    3×108m/s   

19．惯性

20．不适用。

21．

经典力学是力学的一个分支。经典力学是以牛顿运动定律为基础，在宏观世界和低速状态下，研究物体运动的基要学术。在物理学里，经典力学是最早被接受为力学的一个基本纲领。经典力学又分为静力学（描述静止物体）、运动学（描述物体运动）和动力学（描述物体受力作用下的运动）。经典力学的主要内容是牛顿三定律和万有引力定律。

（1）牛顿三定律：

①牛顿第一定律：一个物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。

②牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。

③牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

（2）万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

22．(1)；(2)

23．

不能断定，一枚硬币的两面不可能同时出现，且出现的几率相同，由不确定原理，两种可能都能发生。该现象不能用经典力学解释。可以由经典力学的应用以及概率来分析，抛出的硬币落地时哪一面朝上是具有随机性的，投掷的次数越多，正面或者背面朝上的几率越趋于相等，各占50%。