2024-2025学年高中物理第6章万有引力与航天第6节经典力学的局限性课时分层训练新人教版必修2

PAGEPAGE1第6节经典力学的局限性课时分层训练「基础达标练」1．关于经典力学和相对论，下列说法正确的是()A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例解析：选D经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例，即当速度远小于光速时的特别情形，故D选项正确．2．(多选)物理学的发展丰富了人类对物质世界的相识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的旺盛与人类文明的进步，下列表述正确的是()A．牛顿发觉了万有引力定律B．牛顿通过试验证明了万有引力定律C．相对论的创立表明经典力学已不再适用D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推动到高速领域解析：选AD万有引力定律是牛顿发觉的，但在试验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对，B错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观运动仍适用，C错；狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，把物理学推动到高速领域，D对．3．关于经典力学，下列说法正确的是()A．仅适用于微观粒子的运动B．适用于宏观物体的低速运动C．经典力学中，物体的质量与其运动速度有关D．经典力学中，物体的长度与其运动速度有关解析：选B经典力学运用条件为：宏观，低速．对微观，高速运动不再适用，故A错误，B正确；在相对论力学中，物体的质量、长度与其运动速度有关；经典力学中，物体的质量、长度与其运动速度无关，故C、D错误．4．(多选)经典力学规律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解析：选ABC经典力学的适用范围是宏观、低速情形，子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运动，经典力学都能适用，故A、B、C正确；对于微观、高速的情形经典力学不适用，故D错误．5．(多选)对于公式m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，下列说法中正确的是()A．式中的m0是物体以速度v运动时的质量B．当物体的运动速度v>0时，物体的质量m>m0，即物体的质量变更了，故经典力学不适用，是不正确的C．当物体以较小速度运动时，质量变更非常微弱，经典力学理论仍旧适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变更才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变更我们感觉不到，在分析地球上宏观物体的运动时，不必考虑质量的变更解析：选CD公式中的m0是物体静止时的质量，m是物体以速度v运动时的质量，故A错误；由公式可知，只有当物体速度v接近光速时，物体的质量变更才明显，一般状况下物体的质量变更非常微弱，故经典力学理论仍旧适用，故B错误，C、D正确．6．通过一个加速装置对电子施加很大的恒力，使电子从静止起先加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是()A．依据牛顿其次定律，电子将不断做匀加速直线运动B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子起先近似于做匀加速直线运动，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说明解析：选C电子在加速装置中由静止起先加速，起先阶段速度较低，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，它做匀加速直线运动．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C正确，A、B、D错误．7．下列说法中正确的是()A．爱因斯坦的狭义相对论探讨的是物体在低速运动时所遵循的规律B．爱因斯坦的狭义相对论探讨的是物体在高速运动时所遵循的规律C．牛顿力学的运动定律探讨的是物体在低速运动时所遵循的规律D．牛顿力学的运动定律探讨的是物体在高速运动时所遵循的规律解析：选C牛顿力学运动规律为经典力学，它探讨的是低速的宏观物体的运动；狭义相对论适用于全部物体的运动，故A、B、D错误，C正确．8．假如一粒子的质量为其静止时的质量的100倍，该粒子必需以多大的速率运动？(光速为c)解析：依据质量与速度的关系：m＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))得v＝ceq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m0,m)))2)，所以v＝ceq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(m0,100m0)))2)＝0.99995c.答案：0.99995「实力提升练」9．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是()A．火车提速后，有关速度问题不能用经典力学来处理B．由于经典力学有局限性，所以一般力学问题都用相对论力学来解决C．经典力学适用于宏观低速运动的物体D．经典力学只适用于像地球和太阳那样大的宏观物体解析：选C经典力学是有局限性，经典力学适用于宏观低速运动的物体，对物体速度远小于光速的一般力学问题仍能用经典力学来解决，所以即使在火车提速后，有关速度问题仍能用经典力学来处理，故A、B错误，C正确；经典力学不仅适用于像地球和太阳那样大的宏观物体，也适用一般尺寸的宏观物体，故D错误．10．经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动，这里的“高速”是指()A．声音在空气中的传播速度B．第一宇宙速度C．高铁列车允许行驶的最大速度D．接近真空中光的传播速度解析：选D相对论的创始人是爱因斯坦，据相对论理论，时间、空间与物体的运动速度有关，如：相对质量公式为m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，m0是物体静止时的质量，m是物体的运动时的质量，v是物体速度，c是光速．所以这里的“高速”应当是指接近真空中光的传播速度，故D正确，A、B、C错误．11．中国于2024年6月前后实施了长征五号B运载火箭的首飞任务，关于长征五号及其运载卫星，以下说法正确的是()A．经典力学认为长征五号速度越大，长度越大B．经典力学认为长征五号的速度越大，质量越大C．卫星在轨速度高达3.1km/s，经典力学依旧可以精确描述其运动D．经典力学也适用精确描述高速电子的运动及进行量子通信的探讨解析：选C经典力学认为，物体的长度和质量与物体的速度无关，选项A、B错误；经典力学适用于宏观低速物体，虽然卫星在轨速度高达3.1km/s，但远小于光速，经典力学依旧可以精确描述其运动，选项C正确；经典力学适用于宏观低速物体，不适用微观的高速粒子，所以经典力学不适用精确描述高速电子的运动及进行量子通信的探讨，选项D错误．12．某物体在低速(接近0)状况下质量为m0，在速度为v的高速(接近光速)状况下质量为m，则由狭义相对论，物体速度v为()A.eq\f(m0,m)·c C.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(m0,m)))·c D．eq\r(1＋\f(m\o\al(02),m2))·c解析：选B依据m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))可得v＝eq\r(1－\f(m\o\al(02),m2))·c，故B选项正确．13．把电子从v1＝0.9c加速到v2＝0.97c时电子的质量增加多少？(已知电子静止质量m0＝9.1×10－解析：电子速度为v1时电子质量为m1＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v1,c)))2))＝eq\f(m0,\r(1－0.92))电子速度为v2时电子质量为m2＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,c)))2))＝eq\f(m0,\r(1－0.972))电子质量增量为Δm＝m2－m1＝1.66×10－30kg答案：1.66×10－3014．依据爱因斯坦的狭义相对论，质量要随着物体运动速度的增大而增大，即m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2))).请探讨：(1)假如你使一个物体加速、加速、再加速，它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗？为什么？(2)光有静止质量吗？假如有，状况将会怎样？解析：(1)由m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2