第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》章末达标训练-2026年粤教版高中物理必修第二册

第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》章末达标训练学

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一、单选题

1.（25-26高二上•广东清远•阶段练习）物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动

了科学技术的创新和革命，促进了人类文明的进步，下列关于物理学家的贡献正确的是（）

A.开普勒发现了万有引力定律

B.牛顿测出了万有引力常量

C.爱因斯坦创立了狭义相对论

2.（25-26高一•上海•课时练习）下列不是相对论的内容的是（）

A.时间的相对性

B.尺缩效应

C.时钟变慢

D.质量不变，因为它是物体的固有属性，与运动状态无关

3.（24-25高一下•江苏常州•期中）下列叙述正确的是（）

A.引力常量G的值是牛顿测得的

B.相对论理论表明经典物理学是错误的

C.开普初行星运动定律是发现万有引力定律的基础之一

D.行星在近日点的速度小于在远日点的速度

4.（24・25高一下•天津•期末）下列说法正确的是（）

A.牛顿发现了万有引力定律

B.笛卡尔最早测出了引力常量的数值

C.开普勒指出，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积，在近日点较大，远日点

较小

D.爱因斯坦相对论的创立表明经典力学已不再适用

5.（25-26高二上•云南曲靖•开学考试）在人类对物质运动规律的认识过程中，许多物理学

家大胆猜想、勇于质疑，取得了辉煌的成就，下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是

（）

A.开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星境太阳做匀速圆周运动

B.卡文迪许在牛顿发现万有引力定律后，进行了“月-地检验“，将天体间的力和地球上

物体的重力统一起来

C.牛顿发现太阳与行星之间作用力的规律，并将其推广到任何两个物体之间

D.在研究人造地球卫星的“高速”运动时，爱因斯坦的相对论与牛顿万有引力定律的计算

结果有很大的差别，因此牛顿定律并不适用

6.（2025高一下•湖南•期中）关于物理学史，下列说法正确的是（）

A.伽利略创立了一套对近代科学发展极为有益的科学方法，这些方法的核心是把实验

和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来

B.日常生活中，我们察觉不出桌子、西瓜、人体是互相吸引的，因此万有引力定律不

成立

C.”时间延缓效应和长度收缩效应”与牛顿力学的结论并不相同，因此相对论的提出否定

了牛顿力学

D.牛顿整理了开普勒的观测数据之后，发现行星运动的规律

7.（24-25高一下•全国•期末）以下关于相对论的说法，正确的是（）

A.当物体相对某一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关

B.在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸都相同

C.对于同一个物理过程经历的时间，在任何惯性系中观测结果都相同

D.观察者与光源相向运动时，观测到的光速大于3.0xl（）8m/s

8.（24-25高一下•广东广州•期中）在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅

书本插图的说法中错误的是（）

A.甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量

B.乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法

C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法

D.一艘太空飞船以0.6c（c为光速）的速度飞向地球，地球上的观测者测得飞船上发来

的光信号速度等于c

二、多选题

9.（24・25高一下•全国•课后作业）关于经典力学的成就，下列说法正确的是（）

A.经典力学把天体的运动与地上物体的运动统一起来，是人类对自然界认识的第一次

综合，是人类认识史上的一次重大飞跃

B.经典力学第一次向人们展示了时间的相对性

C.火箭、人造地球卫星、航天飞机、宇宙飞船、行星探测器等航天器的发射,，都是牛

顿力学规律的应用范例

D.经典力学对后来的理论有重要影响

10.（24-25高一下•陕西宝鸡•期末）下列说法正确的是（）

A.机械波和电磁波在介质中的传播速度都只由介质决定

B.假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了

C.攀登珠峰的登山队员带的眼镜上涂有一层增反膜，是利用了光的干涉原理

D.光纤通信利用了光的全反射及激光相干性好的特性

E.光会发生偏振现象，它说明光是一种横波

三、实验题

11.（24-25高一下.山东青岛•期中）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，

实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,

滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上距离为L的两处安装两个光电传感器

A、氏滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电

传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感

器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间/变化的图像（重力加速度

2

g=9.8m/s）o

答案第2页，共8页

⑴实验前，接通电源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨二，轻推滑块，当图乙中的M

绝（填心”或“V”）时，说明气垫导轨已经水平。

（2）滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为〃?的钩码Q相连，将滑块P由图甲所

示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，加口△%、遮光条宽度4、A与B间的距

离L、滑块质量（含遮光条）M、钩码质量〃?已知，若上述物理量间满足关系式,则

表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

（3）若遮光条宽度d=8.400mm,A、8间的距离L=160.00cm,Af,=8.40x1O-3s,

△4=4.20x10%,滑块质量M=I8（）g,钩码Q质量〃?=20g,则滑块从A运动到8的过程

中系统重力势能的诚少量△「=J，系统动能的增加量△£=Jo（计算结果保留

三位有效数字）

四、解答题

12.（25-26高一•全国•课堂例题）（1）如图甲（a）,相比于真空中的光速，行星绕太阳运动

的速度属于低速还是高速？可以用牛顿力学分析行星的运动规律吗？

（2）如图甲（b）中c是光速，，〃是粒子加速器中质子的质量，质量随速度变化的现象可以

用牛顿力学解释吗？

（3）图乙（b）电子束穿过铝箔形成的图案与图乙（a）光波经过圆盘形成的图案很相似，

可以用牛顿力学解释吗？

（4）牛顿力学的适用范围到底是什么呢？量子力学和相对论否定了牛顿力学吗？

（a）行星绕太阳运动（b）粒子加速器中质子质量相比

静止时增大的倍数与速度的关系

甲

（a）光波经过圆盘形（b）电子束穿过铝箔形

成的衍射图案成衍射图案

13.（24-25高一下.江苏连云港•期中）如图所示，质量均为，〃的套筒A和小球B通过长度

为上的轻杆及钱链连接，套筒A套在竖宜立杆。尸上与原长为L的轻质弹簧连接，小球B

可以沿水平V型槽滑动，系统静止时轻杆与竖直方向夹角Q37°.现让系统从静止绕。。缓

慢加速转动，某时刻B球对V型槽恰好无压力.已知重力加速度为g,弹簧始终在弹性限

度内，不计一切摩擦，sin37°=0.6,cos37°=0.8o求：

（1）弹簧的劲度系数依

（2）B球对'V型槽恰好无压力时系统转动的角速度3

（3）从静止开始至B球对V型槽无压力过程中槽对B球做的功。

答案第4页，共8页

《第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》章末达标训练一2026年粤教版必修第二册高

中物理》参考答案

题号12345678910

答案CDCACAAAACDCDE

I.C

【详解】A.牛顿发现了万有引力定律，故A项错误；

B.卡文迪许测出了万有引力常量，故B项错误；

C.爱因斯坦创立了狭义相对论，故C项正确。

故选C。

2.D

【详解】ABC.根据相对论，有运动延迟效应和长度缩短效应，故在地面附近有一高速飞过

的火筋，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了，故ABC正确：

D.根据狭义相对论公式

可知，物体的质量与运动的速度有关，故D错误。

本题选择不是相对论的内容的，故选D.

3.C

【详解】A.引力常量G的值是卡文迪许测出的，故A错误；

B.相对论并没有证明经典力学是完全的错误，只是纠正了它的绝对时空观，故B错误；

C.开普勒行星运动定律为万有引力定律的发现奠定了基础，故C正确；

D.根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故D错误。

故选C。

4.A

【详解】A.牛顿发现了万有引力定律，故A止确：

B.卡文迪许最早测出了引力常量的数值，故B错误；

C.根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，故C错误；

D.相对论与经典力学适用于不同范围，牛顿经典力学适用于宏观低速物体，而狭义相对论

适用于微观、高速物体，故爱因斯坦相对论的创立，经典力学仍适用，故D错误。

故选Ao

5.C

【详解】A.开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运动定律，指出了行星绕太阳

在椭圆轨道上运动，故A错误；

B.牛顿进行了“月-地检验”实验，卡文迪许测出了万有引力常量，故B错误；

C.牛顿发现太阳与行星之间的作用力规律，并将其推广到自然界中任何两个物体之心，故

C正确；

D.所说的高速指的是接近光速，在研究人造地球卫星的运动时，牛顿运动定律仍然适用，

故D错误。

故选C。

6.A

【详解】A.伽利略创立了一套对近代科学发展极为有益的科学方法，这些方法的核心是把

实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，A正确；

B.质量不大的物体之间的引力很小，“月一地检验”验证了万有引力定律，引力常量的普适

性是万有引力定律正确的有力证据，B错误；

C.当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别，相对论没

有否定牛顿力学，C错误；

D.开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律，D错误。

故选A。

7.A

【详解】A.当物体相对其一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关，速度越

大，质量越大，A正确；

B.在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸不相同，速度越大，尺寸越小，B错误；

C.根据时钟延缓效应，对于同一个物理过程经历的时间，在不同惯性系中观测结果不相同，

C错误；

D.根据光速不变原理，观察者与光源相向运动时，观测到的光速等于3.0x108nVs,D错误。

故选Ao

8.A

【详解】A.甲图中，卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A错误，符

合题意；

B.乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B正确，不符合题意；

C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，故

C正确，不符合题意；

D.根据爱因斯坦的狭义相对论有关光速不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信

号速度等于。，地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度也等于c,故D正确，不符合

题意。

故选Ao

9.ACD

【详解】AD.经典力学把天体的运动与地.上物体的运动统一起来，是人类认识史上的一次

重大飞跃，对后来的理论有重要影响，故AD正确；

B.时间的相对性是相对论的观点，故B错误：

C.航天器的发射与运行是牛顿力学规律的应用范例，故C正确。

故选ACDo

10.CDE

【详解】A.机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的

传播速度与介质和波的频率均有关，故A错误；

B.火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变瘦了，而不是变矮，

故B错误；

C.增反膜是在薄膜上、二表面反射光相长干涉的原理，使反射光得到增强，故C正确；

D.光纤通信利用了光的全反射及激光相干性好的特性，故D正确：

E.光的偏转现象说明光时横波，故E正确。

故选CDEo

11.(D=

「/、2/\2-]

,1»\d(d

(2)mgL=-(Mx---

23,

⑶0.3140.300

答案第6页，共8页

【详解】（1）如果遮光条通过光电传感器的时间相等，即有

A.=Ar,

根据光电门测速原理可知，滑块通过两光电门的速度相等，说明滑块做匀速运动，即表明气

垫导轨已经水平。

（2）根据光电门测速原理有

dd

I'A=”，VB=—

对滑块和钩码组成的系统，根据机械能守恒定律有

ingL=-(M+in)v1(M+片

22

解得

"dy((iy

mgL=—(M+〃?)

（3）[1]滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量

△综=mgL=0.02x9.80x1.60J»0.314J

⑵滑块和钩码组成的系统动能的增加量

‘8.40x10-3、’8.40x10-312

AE=g(M+〃?)=^x(0.18+0.02)x

k--(A/+nt)

、4.20x10-3,、8.40x10-3,

解得

Ek=().3(X)J

12.（1）低速，可以；（2）不可以；（3）不可以；（4）见解析

【详解】（1）相比于真空中的光速，行星绕太阳运动的速度属于低速，可以用牛顿力学分析

行星的运动规律。

（2）对于微观粒子运动的规律，质量随速度变化的现象不可以用牛顿力学解释，一般用量

子力学描述。

（3）牛顿力学只适用于低速运动和宏观世界，不能解释高速运动和微观粒子的运动，故不

可以用牛顿力学解释电子束穿过铝箔形成的图案。

（4）牛顿力学只适用于低速运动和宏观世界；当物体的运动速度远小于光速时，相对论物

理学与牛顿力学的结论没有区别，相对论与量子力学都没有否定过