高中物理-第六章-万有引力与航天-6-经典力学的局限性课后作业(含解析)新人教版必修2

2020-2021高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性课后作业（含解析）新人教版必修22020-2021高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性课后作业（含解析）新人教版必修2PAGE2021高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性课后作业（含解析）新人教版必修2经典力学的局限性eq\o（\s\up7（限时：45分钟)，\s\do5(）)一、单项选择题1．相对论告诉我们，物体运动时的质量与其静止时的质量相比(A）A．运动时的质量比静止时的质量大B．运动时的质量比静止时的质量小C．运动时的质量与静止时的质量相等D．是两个不同的概念，无法比较解析:根据狭义相对论的质速关系m＝eq\f(m0，\r(1－\f（v,c）2))知，物体运动时的质量比静止时的质量大,A对，B、C、D错．2．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（C）A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动B．电子先做加速运动，后以光速做匀速直线运动C．电子开始先近似于匀加速运动，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于牛顿运动定律解释解析:电子在加速装置中由静止开始加速,开始阶段速度较小，远小于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在被加速的最初阶段，它做匀加速运动．随着电子的速度越来越大,接近光速时，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．故正确答案为C.3．下列说法正确的是（A)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没有区别;③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；④当普朗克常量h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．②④C．①④ D．②③解析：经典力学可以看作是相对论物理学在低速、宏观下的特例，正确选项为A。二、多项选择题4．下列说法正确的是（ABD）A．在经典力学中，物体的质量是不随物体运动状态的改变而改变的B．牛顿运动定律的经典力学理论具有局限性,它只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界,不适用于微观世界C．相对论与量子力学的出现否定了经典力学理论D．伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳—演绎法"是经典力学方法的典型解析：在经典力学中物体的质量是恒定不变的，选项A正确；经典力学有严格使用范围，即宏观、低速的物体，选项B正确；相对论与量子力学是经典力学的发展与延伸,它并没有否认经典力学理论，选项C错误；同样选项D也是正确的．5．关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是（BC)A．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律B．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律C．牛顿物理学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律D．牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律解析:牛顿物理学的运动规律适用于低速、宏观物体，而爱因斯坦的狭义相对论适用于高速、微观世界．6．下列说法中正确的是（AB)A．根据牛顿万有引力定律，当星球质量不变，半径变为原来的一半时，星球表面上物体所受的引力将变为原来的4倍B．按照广义相对论,当星球质量不变，半径变为原来的一半时，星球表面上物体所受的引力将大于原来的4倍C．当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理论计算出的力差别很大D．当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理论计算出的力相等解析：爱因斯坦引力理论表明，当星球质量不变，半径变为原来的一半时，星球表面上物体所受的引力将大于原来的4倍．天体半径越小,根据爱因斯坦引力理论和牛顿理论计算出的力的差别越大．三、非选择题7．真空中的光速为c＝3.0×108m/s，如果一个物体运动的速度为v1＝2.4×108m/s时,质量为3kg。当它的速度为v2＝1。8×108m/s时，质量为多少？答案：2。25kg解析：由m＝eq\f（m0，\r(1－\f(v2，c2)））得m1＝eq\f(m0，\r(1－\f（v\o\al（2,1),c2))）①m2＝eq\f(m0，\r（1－\f(v\o\al(2，2），c2）)）②联立①②式得m2＝eq\f（m1\r（1－\f(v\o\al(2,1),c2）),\r（1－\f（v\o\al（2，2）,c2）))＝eq\f(3\r（1－\f(2。4×1082,3×1082）),\r(1－\f（1。8×1082,3×1082）））kg＝2。25kg.8．如果一粒子的质量为其静止时的质量的100倍，该粒子必须以多大的速率运动？(光速为c）答案：0。99995c解析：根据质量与速度的关系：m＝eq\f(m0，\r(1－\f（v,c）2））得v＝ceq\r（1－\f（m0，m)2），所以v＝ceq\r（1－\f(m0,100m0)2)≈0。99995c.9．电子的静止质量为me，加速后的电子相对实验室的速度是eq\f(4,5)c（c为光速)，在实验室中观察到的电子的质量是多大？答案：1。67me解析：m＝eq\f（m0，\r（1－\f（v2，c2）))＝eq\f(me,\r（1－\f(4c，5c)2)）≈1。67me，即以eq\f(4,5）c运动的电子的质量约是电子静止质量的1.67倍．10．天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星,双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可以推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量．(引力常量为G)答案：eq\f(4π2,T2G）r3解析：设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做匀速圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为ω1、ω2.根据万有引力定律，对m1有Geq\f（m1m2，r2)＝m1ωeq\o\al（2，1)r1，得m2＝eq\f(ω\o\al（2，1)r1r2,G)，