2024-2025學年高中物理第6章萬有引力與航天第6節(jié)經(jīng)典力學的局限性課時分層訓練新人教版必修2

PAGEPAGE1第6節(jié)經(jīng)典力學的局限性課時分層訓練「基礎(chǔ)達標練」1．關(guān)于經(jīng)典力學和相對論，下列說法正確的是()A．經(jīng)典力學和相對論是各自獨立的學說，互不相容B．相對論是在否定了經(jīng)典力學的基礎(chǔ)上建立起來的C．相對論和經(jīng)典力學是兩種不同的學說，二者沒有聯(lián)系D．經(jīng)典力學包含于相對論之中，經(jīng)典力學是相對論的特例解析：選D經(jīng)典力學包含于相對論之中，經(jīng)典力學是相對論的特例，即當速度遠小于光速時的特別情形，故D選項正確．2．(多選)物理學的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的相識，推動了科學技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進了物質(zhì)生產(chǎn)的旺盛與人類文明的進步，下列表述正確的是()A．牛頓發(fā)覺了萬有引力定律B．牛頓通過試驗證明了萬有引力定律C．相對論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學已不再適用D．愛因斯坦建立了狹義相對論，把物理學推動到高速領(lǐng)域解析：選AD萬有引力定律是牛頓發(fā)覺的，但在試驗室里加以驗證是卡文迪許進行的，A對，B錯；相對論并沒有否定經(jīng)典力學，經(jīng)典力學對于低速、宏觀運動仍適用，C錯；狹義相對論的建立，是人類取得的重大成就，把物理學推動到高速領(lǐng)域，D對．3．關(guān)于經(jīng)典力學，下列說法正確的是()A．僅適用于微觀粒子的運動B．適用于宏觀物體的低速運動C．經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量與其運動速度有關(guān)D．經(jīng)典力學中，物體的長度與其運動速度有關(guān)解析：選B經(jīng)典力學運用條件為：宏觀，低速．對微觀，高速運動不再適用，故A錯誤，B正確；在相對論力學中，物體的質(zhì)量、長度與其運動速度有關(guān)；經(jīng)典力學中，物體的質(zhì)量、長度與其運動速度無關(guān)，故C、D錯誤．4．(多選)經(jīng)典力學規(guī)律適用于下列運動的是()A．子彈的飛行B．飛船繞地球的運行C．列車的運行D．粒子接近光速的運動解析：選ABC經(jīng)典力學的適用范圍是宏觀、低速情形，子彈的飛行、飛船繞地球的運行、列車的運動，經(jīng)典力學都能適用，故A、B、C正確；對于微觀、高速的情形經(jīng)典力學不適用，故D錯誤．5．(多選)對于公式m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，下列說法中正確的是()A．式中的m0是物體以速度v運動時的質(zhì)量B．當物體的運動速度v>0時，物體的質(zhì)量m>m0，即物體的質(zhì)量變更了，故經(jīng)典力學不適用，是不正確的C．當物體以較小速度運動時，質(zhì)量變更非常微弱，經(jīng)典力學理論仍舊適用，只有當物體以接近光速運動時，質(zhì)量變更才明顯，故經(jīng)典力學適用于低速運動，而不適用于高速運動D．通常由于物體的運動速度太小，故質(zhì)量的變更我們感覺不到，在分析地球上宏觀物體的運動時，不必考慮質(zhì)量的變更解析：選CD公式中的m0是物體靜止時的質(zhì)量，m是物體以速度v運動時的質(zhì)量，故A錯誤；由公式可知，只有當物體速度v接近光速時，物體的質(zhì)量變更才明顯，一般狀況下物體的質(zhì)量變更非常微弱，故經(jīng)典力學理論仍舊適用，故B錯誤，C、D正確．6．通過一個加速裝置對電子施加很大的恒力，使電子從靜止起先加速，則對這個加速過程，下列描述正確的是()A．依據(jù)牛頓其次定律，電子將不斷做勻加速直線運動B．電子先做勻加速直線運動，后以光速做勻速直線運動C．電子起先近似于做勻加速直線運動，后來質(zhì)量增大，牛頓運動定律不再適用D．電子是微觀粒子，整個加速過程根本就不能用牛頓運動定律說明解析：選C電子在加速裝置中由靜止起先加速，起先階段速度較低，遠低于光速，此時牛頓運動定律基本適用，可以認為在它被加速的最初階段，它做勻加速直線運動．隨著電子的速度越來越大，接近光速時，相對論效應(yīng)越來越大，質(zhì)量加大，它不再做勻加速直線運動，牛頓運動定律不再適用，故C正確，A、B、D錯誤．7．下列說法中正確的是()A．愛因斯坦的狹義相對論探討的是物體在低速運動時所遵循的規(guī)律B．愛因斯坦的狹義相對論探討的是物體在高速運動時所遵循的規(guī)律C．牛頓力學的運動定律探討的是物體在低速運動時所遵循的規(guī)律D．牛頓力學的運動定律探討的是物體在高速運動時所遵循的規(guī)律解析：選C牛頓力學運動規(guī)律為經(jīng)典力學，它探討的是低速的宏觀物體的運動；狹義相對論適用于全部物體的運動，故A、B、D錯誤，C正確．8．假如一粒子的質(zhì)量為其靜止時的質(zhì)量的100倍，該粒子必需以多大的速率運動？(光速為c)解析：依據(jù)質(zhì)量與速度的關(guān)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「實力提升練」9．關(guān)于經(jīng)典力學的局限性，下列說法正確的是()A．火車提速后，有關(guān)速度問題不能用經(jīng)典力學來處理B．由于經(jīng)典力學有局限性，所以一般力學問題都用相對論力學來解決C．經(jīng)典力學適用于宏觀低速運動的物體D．經(jīng)典力學只適用于像地球和太陽那樣大的宏觀物體解析：選C經(jīng)典力學是有局限性，經(jīng)典力學適用于宏觀低速運動的物體，對物體速度遠小于光速的一般力學問題仍能用經(jīng)典力學來解決，所以即使在火車提速后，有關(guān)速度問題仍能用經(jīng)典力學來處理，故A、B錯誤，C正確；經(jīng)典力學不僅適用于像地球和太陽那樣大的宏觀物體，也適用一般尺寸的宏觀物體，故D錯誤．10．經(jīng)典力學只適用于低速運動，不適用于高速運動，這里的“高速”是指()A．聲音在空氣中的傳播速度B．第一宇宙速度C．高鐵列車允許行駛的最大速度D．接近真空中光的傳播速度解析：選D相對論的創(chuàng)始人是愛因斯坦，據(jù)相對論理論，時間、空間與物體的運動速度有關(guān)，如：相對質(zhì)量公式為m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))，m0是物體靜止時的質(zhì)量，m是物體的運動時的質(zhì)量，v是物體速度，c是光速．所以這里的“高速”應(yīng)當是指接近真空中光的傳播速度，故D正確，A、B、C錯誤．11．中國于2024年6月前后實施了長征五號B運載火箭的首飛任務(wù)，關(guān)于長征五號及其運載衛(wèi)星，以下說法正確的是()A．經(jīng)典力學認為長征五號速度越大，長度越大B．經(jīng)典力學認為長征五號的速度越大，質(zhì)量越大C．衛(wèi)星在軌速度高達3.1km/s，經(jīng)典力學依舊可以精確描述其運動D．經(jīng)典力學也適用精確描述高速電子的運動及進行量子通信的探討解析：選C經(jīng)典力學認為，物體的長度和質(zhì)量與物體的速度無關(guān)，選項A、B錯誤；經(jīng)典力學適用于宏觀低速物體，雖然衛(wèi)星在軌速度高達3.1km/s，但遠小于光速，經(jīng)典力學依舊可以精確描述其運動，選項C正確；經(jīng)典力學適用于宏觀低速物體，不適用微觀的高速粒子，所以經(jīng)典力學不適用精確描述高速電子的運動及進行量子通信的探討，選項D錯誤．12．某物體在低速(接近0)狀況下質(zhì)量為m0，在速度為v的高速(接近光速)狀況下質(zhì)量為m，則由狹義相對論，物體速度v為()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：選B依據(jù)m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2)))可得v＝eq\r(1－\f(m\o\al(02),m2))·c，故B選項正確．13．把電子從v1＝0.9c加速到v2＝0.97c時電子的質(zhì)量增加多少？(已知電子靜止質(zhì)量m0＝9.1×10－解析：電子速度為v1時電子質(zhì)量為m1＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v1,c)))2))＝eq\f(m0,\r(1－0.92))電子速度為v2時電子質(zhì)量為m2＝eq\f(m0,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v2,c)))2))＝eq\f(m0,\r(1－0.972))電子質(zhì)量增量為Δm＝m2－m1＝1.66×10－30kg答案：1.66×10－3014．依據(jù)愛因斯坦的狹義相對論，質(zhì)量要隨著物體運動速度的增大而增大，即m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2))).請?zhí)接懀?1)假如你使一個物體加速、加速、再加速，它的速度會增加到等于光速甚至大于光速嗎？為什么？(2)光有靜止質(zhì)量嗎？假如有，狀況將會怎樣？解析：(1)由m＝eq\f(m0,\r(1－\f(v2,c2