【培优练习】《经典力学的局限性》（物理人教必修2）.docx

经典力学的局限性培优练习蚌埠第四中学学校 吴杰老师一、单选题1. 牛顿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2. 通过一个加速装置对电子施加一个很大的恒力,使电子从静止开始加速,则对于这个加速过程,下列描述中正确的是( ).A. 根据牛顿第二定律,电子将不断地做匀加速直线运动B. 电子先做加速运动,后来以光速做匀速直线运动C. 电子开始先近似地做匀加速运动,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来解释3. 设某人在以速度0.5c飞行的飞船上打开一个光源,则下列说法正确的是( )A. 飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cB. 飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC. 在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是0.5cD. 在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c4. 以下说法正确的是( )A. 经典力学理论普遍适用,大到天体,小到微观粒子均适用B. 经典力学理论的成立具有一定的局限性C. 在经典力学中,物体的质量随运动速度的改变而改变D. 相对论和量子力学否定了经典力学理论二、多选题5. 下列说法正确的是 ( )A. 开普勒最先提出了日心说B. 牛顿提出了万有引力定律C. 卡文迪许最先测出了引力常量D. 万有引力定律不适合计算中子星表面的引力大小6. 关于经典力学和狭义相对论,以下说法中正确的是( )A. 经典力学只适用于低速运动,不适用于高速运动(速度接近真空中的光速)B. 狭义相对论只适用于高速运动(速度接近真空中的光速),不适用于低速运动C. 经典力学既适用于低速运动,也适用于高速运动(速度接近真空中的光速)D. 狭义相对论既适用于高速运动(速度接近真空中的光速),也适用于低速运动三、填空题7. 当物体的速度v=0.8c(c为光速)时,质量约为静止质量的_倍.四、解答题8. 地球以3104m/s的速度绕太阳公转时,它的质量增大到静止质量的多少倍?9. 归纳牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异.答案与解析一、单选题1. 答案：A解析：牛顿力学属于经典力学的研究范畴,适用于宏观、低速运动的物体,并注意到低速和高速的标准是相对于光速,可判定牛顿定律适用于B、C、D中描述的运动,而A不适用.2. 答案：C解析：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.故答案C正确.3. 答案：D解析：根据光速不变原理知,在任何惯性系中测得的真空中的光速都相同,都为c,故D正确.4. 答案：B解析：经典力学理论只适用于宏观、低速运动的物体,具有一定的局限性,A错B对;经典力学研究的是低速运动问题,物体的质量变化很小,可以认为不变,C错;相对论和量子力学并不否定经典力学,可认为经典力学是相对论、量子力学在一定条件下的特殊情形,D错.二、多选题5. 答案：B C D解析：哥白尼最先提出日心说,故A错误;万有引力定律是牛顿提出的,但牛顿并没有测量出引力常量,而是卡文迪许测出的,故B、C正确;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星体表面的引力强得多,牛顿的万有引力定律理论已经不适合计算中子星表面的引力大小,故D正确.6. 答案：A D解析：狭义相对论既适用于高速运动的物体,也适用于低速运动的物体,经典力学是狭义相对论在一定条件下的特殊情形,只适用于低速运动的物体.三、填空题7. 答案：1.67m0解析：设物体的静止质量为m0,由m=m01-v2c2和v=0.8c得m1.67m0.四、解答题8. 答案：1.000000005倍解析：根据狭义相对论中质量与速度的关系m=m01-v2c2,地球以3104m/s的速度绕太阳公转时,它的质量为m地=m地01-v2c2=m地01-(31043108 )21.000000005m地0.即增大到静止质量的1.000000005倍.9. 答案：牛顿万有引力定律与爱因斯坦引力理论的主要差异:(1)行星的运动,在近日点和远日点,引力的变化规律不完全相同,导致轨道不闭合,近日点旋进.(2)牛顿的万有引力定律认为:物体的半径减小时,其表面上的万有引力与半径的二次方成反比地增大,对于半径接近于零的物体,其表面上的万有引力接近于无穷大.爱因斯坦引力理论认为:物体的半径减小时,其表面上的万有引力比平方反比规律增大得快,引力趋于无穷大发生在接近一个引力半径的时候.只要天体