课时作业(十二)
6 经典力学的局限性。
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。
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．关于经典力学和量子力学，下列说法正确的是( )
a．不论是对宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的。
b．量子力学适用于宏观物体的运动，经典力学适用于微观粒子的运动。
c．经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动。
d．上述说法均错误。
答案] c解析] 经典力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动，所以c项正确．
3．在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随着物体运动速度的变化而变化，其原因是( )
a．运动中物体无法称量质量。
b．物体的速度远小于光速，质量变化极小。
c．物体的质量太大。
d．物体的质量不随速度的变化而变化。
答案] b解析] 日常生活中见到的物体的速度都很小，由m＝可知，当vc时，m≈m0，故b选项正确．
4．经典力学不能适用下列哪些运动( )
a．火箭的发射。
b．宇宙飞船绕地球的运动。
c．“勇气号”宇宙探测器在太空的运动。
d．微观粒子的波动性。
答案] d解析] 经典力学在接近光速的高速运动情况下不能适用，火箭、宇宙飞船等物体虽然速度较大，但还远远小于光速，故在火箭的发射、太空飞行器的运动中，经典力学仍适用．经典力学不适用于微观物体，故选项d正确．
5．(2014·广州高一检测)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，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是( )
a．牛顿发现了万有引力定律。
b．牛顿通过实验证实了万有引力定律。
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，把物理学推进到高速领域。
答案] ad
解析] 万有引力定律是牛顿发现的，但在实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，从而把物理学推到更高领域，d对．
6．(2014·江苏常州月考)对于经典力学理论，下列说法中正确的是( )
a．经典力学是物理学和天文学的基础，也是现代工程技术的理论基础。
b．经典力学的理论体系是经过几代科学家长期的探索，历经曲折才建立起来的。
c．经典力学具有丰富的理论成果，也建立了验证科学的方法体系。
d．当物体运动速度很大(v→c)、引力很强、活动空间很小(微观)时，经典力学理论所得的结果与实验结果之间符合的很好。
答案] abc
解析] 经典力学理论的探索历程曲折，成果显著，但也存在一些局限性，选项a、b、c正确．当物体运动速度很大(v→c)、引力很强、活动空间很小(微观)时，经典力学理论所得的结果与实验结果之间出现了较大的偏差，选项d错误．
7．继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在巨人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明( )
a．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识一部分。
b．人的意识上有能动性，能够正确地反映客观世界。
c．人们对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化。
d．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识。
答案] bc
解析] 发现总是来自于认识过程，观点总是为解释发现而提出的，主动认识世界，积极思考问题，解决(解释)问题，这是科学研究的基本思路．任何一个人对客观世界的认识都要受当时的客观条件和科学水平的制约，所形成的“正确理论”都有一定的局限性，爱因斯坦的相对论理论是对牛顿力学的理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论发起挑战．
8．下列说法正确的是( )
a．经典力学能够说明微观粒子的规律性。
b．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动的物体。
c．相对论与量子力学的出现，说明经典力学已失去意义。
d．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍适用。
答案] b解析] 经典力学适用于宏观、低速物体，新的学说的出现，是一种完善和拓展，经典力学并没有失去其存在的意义．
9．对于时空观的认识，下列说法正确的是( )
a．相对论给出了物体在低速运动时所遵循的规律。
b．相对论具有普遍性，经典物理学为它在低速运动时的特例。
c．相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用。
d．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用。
答案] b解析] 相对论给出了物体在高速运动时所遵循的规律，经典物理学为它在低速运动时的特例，在自己的适用范围内还将继续发挥作用．经典物理学有简捷的优势，因此a、c、d错误，b正确．
10．下列说法中正确的是( )
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。
当物体运动速度接近光速时，相对论物理学和经典物理学的结论没有区别。
当普朗克常量h(6.63×10－34 j·s)可以忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。
当普朗克常量h(6.63×10－34 j·s)不能忽略不计时，量子力学和经典力学的结论没有区别。
a．①③b．②④c．①④d．②③
答案] a解析] 经典力学可以认为是相对论物理学在低速、宏观状态下的特例，故a正确．
11．如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为( )
a．0.4c b．0.5c c．0.9c d．1.0c
答案] d解析] 根据光速不变原理，在一切惯性参考系中测量到真空中的光速c都一样，而壮壮所处参考系即为惯性参考系，因此壮壮观察到的光速为1.0c，选项d正确．
12．微观粒子的速度很高，它的质量明显地大于静止质量．在研究制造回旋加速器时必须考虑相对论效应的影响．如图所示，2023年中国第一座高能粒子加速器——北京正负电子对撞机首次对撞成功．在粒子对撞中，有一个电子经过高压加速，速度达到光速的0.5倍．试求此时电子的质量变为静止时的多少倍？
答案] 1.15
解析] 由公式m＝得m＝＝＝1.15m0.
13．根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＝.请讨论：
1)如果你使一个物体加速、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？如果有，情况将会怎样？
答案] 见解析。
解析] (1)由m＝知：当v＝c时，m应是无穷大．物体加速时，随着速度的不断增大，物体质量不断增大，产生加速度所需要的力会随之不断增大，使加速越来越困难，因此一个物体不管怎样加速，它的速度不会等于甚至大于光速．
2)光没有静止质量．若光有静止质量，当光传播时速度为c，由m＝，它传播时的质量会无穷大，光照射到物体上，如同一质量无穷大的物体以光速砸到被照物体上，后果不堪设想．
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