6.6经典力学的局限性
一、选择题（本题共24小题）
1．经典力学的基础是牛顿运动定律，但它也有自己的局限性，以下说法正确的是（ ） A．经典力学适用于研究接近光速运行的物体的规律 B．经典力学一般不适用于微观粒子 C．经典力学和相对论是完全对立的
D．研究在高速公路上行驶的汽车的运动规律不适用牛顿运动定律 【答案】B 【详解】
A．经典力学适用于研究宏观低速物体的运动，而不适用研究接近光速运行的物体的规律，选项A错误； B．经典力学适用于研究宏观低速物体的运动，一般不适用于微观粒子，选项B正确；
C．相对论是在经典力学的基础的基础上发展起来的，不是对经典力学的全面否定，排除，选项C错误； D．研究在高速公路上行驶的汽车的运动规律适用牛顿运动定律，选项D错误。 故选B。
2．下列说法错误的是（ ）
A．经典力学适用于低速运动、宏观物体、弱引力
B．火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将会挤压铁轨的外轨 C．做匀速圆周运动的物体，所受合外力是恒力
D．卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，测出了引力常量的数值 【答案】C 【详解】
A．经典力学适用于低速运动、宏观物体、弱引力，故A不符合题意；
B．当火车超过限定的速度转弯，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时车轮轮缘会挤压铁轨的外轨，故B不符合题意；
C．匀速圆周运动，合外力充当向心力，合外力的方向时刻在变化，所以合外力是变力，故C符合题意； D．牛顿发现了万有引力定律之后，第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家是卡文迪许，
故D不符合题意。 故选C。
3．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。下列对有关物理学家以及他们的成就的描述中，正确的是（ ） A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，总结出了万有引力定律 B．卡文迪许进行了“月﹣地”检验，并测出了万有引力常量
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间 D．在研究人造地球卫星的“高速”运动时，牛顿运动定律并不适用 【答案】C 【详解】
A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，总结出了行星运动定律，牛顿总结出了万有引力定律，选项A错误；
B．牛顿进行了“月﹣地”检验，卡文迪许测出了万有引力常量，选项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间，选项C正确； D．牛顿定律适用于宏观低速物体，则在研究人造地球卫星的“高速”运动时，牛顿运动定律仍然适用，选项D错误。 故选C。
4．有些情况下，经典力学的结论会与事实有很大的偏差，以至于不再适用。在研究以下问题时，会出现经典力学局限性的是（ ） A．列车的加速运动 C．苹果的自由落体运动 【答案】D 【详解】
经典力学只适用于宏观低速物体的运动，而不适用于微观高速粒子的运动，则研究微观粒子的高速运动时会出现经典力学局限性。 故选D。
5．牛顿运动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
B．铅球的平抛运动 D．微观粒子的高速运动
D．研究飞机从北京飞往纽约的航线 【答案】A 【详解】
A．原子中电子的运动是微观粒子的运动，牛顿运动定律不适用，故A项符合题意；
BCD．牛顿运动定律属于经典力学的研究范畴，适用于宏观、低速运动的物体，要注意到低速和高速的标准是相对于光速而言的；所以“神舟十号”飞船、地球、飞机的运动，牛顿运动定律均适用，故BCD三项不符合题意。
6．物理学的发展极大地丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和，促进了人类文明的进步，关于物理学中运动与力的发展过程和研究方法的认识，下列说法中正确的是（ ）
A．伽利略对自由落体运动研究方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
B．伽利略正确认识运动和力的关系，同时建立惯性定律
C．牛顿运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿三定律对于微观、高速的运动情景也适用 D．牛顿发现了万有引力定律，并给出了引力常量的数值 【答案】A 【详解】
A．伽利略对自由落体运动研究方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故A项正确；
B．牛顿正确认识运动和力的关系，同时建立惯性定律，故B项错误；
C．牛顿运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿三定律适用于宏观、低速的运动情景，对于微观、高速的运动情景不适用，故C项错误；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量的数值，故D项错误。 故选A。
7．下列说法不符合物理知识或物理学史的是（ ） ．．．
A．开普勒行星运动定律是开普勒在第谷留下的观测记录的基础上整理和研究出来的
B．20世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论一般不适用于微观粒子的运动 C．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值 D．地球同步卫星的轨道较高、机械能较大，所以其发射发射速度应介于11.2km/s与16.7km/s之间 【答案】D 【详解】
A．开普勒接受了哥白尼日心说的观点，并根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数算和椭圆轨道假说，得出行星运动定律，A正确；
B．20 世纪初建立的量子力学理论，使人们认识到经典力学理论有它的局限性，不再适用于微观粒子的运动，B正确；
C．英国物理学家卡文迪许在实验室通过扭秤实验，测出了万有引力常量G的数值，C正确； D．地球同步卫星环绕地球运动，所以其发射速度小于11.2km/s，D错误。 故选D。
8．经典力学有一定的适用范围和局限性，不适合用经典力学描述的运动是（ ） A．子弹的飞行 C．列车的运行 【答案】D 【详解】
经典力学的局限性是宏观物体及低速运动。当达到高速时，经典力学就不在适用。子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属低速，经典力学能适用。而粒子接近光速运动，则经典力学就不在适用。 故选D。
9．下列关于经典力学的说法不正确的是 A．自由落体运动规律属于经典力学 B．行星运动定律属于经典力学 C．牛顿运动定律属于经典力学
D．经典力学没有局限性，适用于所有领域 【答案】D 【详解】
A．自由落体运动遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，故A正确； B．行星运动定律遵守牛顿运动定律，其规律属于经典力学，故B正确； C．牛顿运动定律是经典力学的核心理论，属于经典力学，故C正确；
D．经典力学有一定的局限性，适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体，故D错误． 10．普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元．在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是 A．人的个数 C．物体的动能
B．物体所受的重力 D．物体的长度 B．飞船绕地球的运行 D．粒子接近光速的运动
【答案】A 【详解】
在经典物理学中，对体系物理量变化的最小值没有，它们可以任意连续变化，如重力、动能、长度等，但在量子力学中，物理量只能以确定的大小一份一份地进行变化，具体有多大要随体系所处的状态而定．这种物理量只能采取某些分离数值的特征叫作量子化．A正确BCD错误． 故选：A。
11．对于时空观的认识，下列说法正确的是（ ） A．相对论不能描述物体在低速运动时的规律
B．相对论具有普遍性，经典物理学是它在低速运动时的特例 C．相对论的出现使经典物理学不再发挥作用
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 【详解】
A．爱因斯坦创立狭义相对论为的是研究物体在高速运动时所遵循的规律，但是也能描述物体在低速运动时的规律，选项A错误；
B．相对论具有普遍性，经典物理学是它在低速运动时的特例，选项B正确；
C．相对论的创立表明经典物理学有适用范围，宏观、低速运动的物体经典物理学仍适用，故C错误； D．经典力学仅是它在低速、宏观、弱引力时的适用，故D错误。 故选B。
12．下列说法正确的是（ ）
A．相对论和量子力学的出现彻底否认了经典力学 B．经典力学适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体
C．开普勒的三大定律揭示了行星运动的规律，其中的第三定律只适用于椭圆轨道而不适用于圆形轨道 D．卡文迪许通过“美丽”的扭秤实验测出了万有引力常量G的值，使得牛顿的万有引力定律能够定量解决更多的问题 【答案】D 【详解】
AB．我们现在的力学分为经典力学和量子力学，其中经典力学是指以牛顿的三大定律为基础的现代力学体系，其适用范围是宏观低速；在微观高速情况下，要用量子力学和相对论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了经典力学，经典力学仍然是正确的，选项AB错误；
C．开普勒的三大定律揭示了行星运动的规律，其中的第三定律即适用于椭圆轨道也适用于圆形轨道，选项C错误；
D．卡文迪许通过“美丽”的扭秤实验测出了万有引力常量G的值，使得牛顿的万有引力定律能够定量解决更多的问题，选项D正确。 故选D
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13．关于经典力学、相对论和量子力学，下面说法中正确的是（ ） A．量子力学和相对论的出现彻底否认了经典力学，是互不相容的几种理论 B．狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体 C．经典力学适用于高速运动物体，也适用于低速微观粒子 D．经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形 【答案】D 【详解】
A．经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，即只要速度远远小于光速，经过数学变换狭义相对论的公式就全部变化为牛顿经典力学的公式，相对论和量子力学更加深入地研究运动规律，但并没有否认经典力学，故A错误；
C．经典力学理论只适用于低速运动的宏观物体，微观粒子、高速运动物体都不适用，故C错误； BD．相对论和量子力学的出现，并没有否定经典力学，经典力学是相对论和量子力学在低速、宏观条件下的特殊情形。对适用于宏观、低速运动的物体的运动仍然是正确的，故B错误，D正确。 故选D。
14．下列关于经典力学的适用范围及其局限性的描述，正确的是（ ） A．经典力学适用于以任意速度运动的物体 B．经典力学适用于宏观物体和微观粒子的运动 C．经典力学适用于做高速运动的微观粒子 D．经典力学适用于做低速运动的宏观物体 【答案】D 【详解】
A．经典力学适用于低速运动的物体，不适用于高速运动的物体，故A错误； B．经典力学只适用于宏观物体的运动，故B错误；
CD．经典力学适用于做低速运动的宏观物体，不适用于做高速运动的微观粒子，故C错误，D正确。
故选D。
15．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，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列说法中正确的是（ ） A．开普勒通过对行星观测记录的研究发现了万有引力定律 B．行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性 C．卡文迪许测出了引力常量G的数值
D．牛顿运动定律是自然界普遍适用的基本规律之一 【答案】C 【详解】
A．开普勒通过对行星观测记录的研究发现了行星运动定律，牛顿发现了万有引力定律，故A错误； B．惯性是保持原来运动状态的性质，圆周运动速度是改变的，故B错误； C．卡文迪许测出了引力常量G的数值，故C正确；
D．牛顿运动定律只适用于宏观、低速的物体，不是自然界普遍适用的基本规律，故D错误； 故选C。
16．在物理理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。下列关于科学家和物理规律说法正确的是（ ）
A．牛顿的万有引力定律适用于任何两个物体之间
B．牛顿通过实验测出了万有引力常量，证实了万有引力定律的存在 C．相对论时间空观表明牛顿力学已不再适用 D．开普勒发现了行星的运动规律 【答案】D 【详解】
A．牛顿的万有引力定律适用于两个质点之间的引力问题，选项A错误；
B．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，证实了万有引力定律的存在，选项B错误；
C．相对论并没有否定牛顿的经典力学，而是在其基础上发展起来的，只是说明了经典力学的局限性，故C错误；
D．开普勒发现了行星的运动规律，选项D正确。 故选D。
17．英国科学家牛顿是经典力学理论体系的建立者，他有一句名言是：“如果我所见到的比笛卡儿要远些，
那是因为我站在巨人的肩上。”关于牛顿等这些科学“巨人”及其成就，下述说法错误的是（ ） A．以牛顿运动定律为基础的经典力学，包括万有引力定律，既适用于低速运动也适用于高速运动；既适用于宏观世界，也适用于微观世界
B．开普勒在研究了天文学家第谷的行星观测记录的基础上，发现并提出了行星运动定律 C．牛顿提出万有引力定律，后人利用这一理论发现的海王星，被称为“笔尖下发现的行星” D．卡文迪许在实验室较准确地测出了引力常量 G 的数值，并说该实验是“称量地球的重量” 【答案】A 【详解】
A．以牛顿运动定律为基础的经典力学，包括万有引力定律，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，故A错误，符合题意；
B．开普勒在研究了天文学家第谷的行星观测记录的基础上，发现并提出了行星运动定律，故B正确，不符合题意；
C．牛顿提出万有引力定律，后人利用这一理论发现的海王星，被称为“笔尖下发现的行星”，符合史实，故C正确，不符合题意；
D．卡文迪许在实验室较准确地测出了引力常量G的数值，结合地球的半径和重力加速度能算出地球的质量，所以他说该实验是“称量地球的重量”，故D正确，不符合题意。 本题选错误的故选A。
18．在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合物理学史实的是（ ） ．．A．牛顿总结出了行星运动的三大规律 B．开普勒测出了万有引力常量 C．爱因斯坦发现了万有引力定律
D．以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题 【答案】D 【详解】
A．开普勒利用第谷的行星运动数据总结出了行星运动的三大规律，故A错误； B．卡文迪许利用扭称实验测出了万有引力常量，故B错误； C．牛顿发现了万有引力定律，故C错误；
D．根据爱因斯坦的相对论理论可知，以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于宏观物体的低速运动问题，故D正确。 故选D。
19．以下说法正确的是（ ）
A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子 B．相对论与量子力学并没有否定经典力学理论 C．在经典力学中，物体的质量随运动状态而改变 D．经典力学理论具有一定的局限性 【答案】BD 【详解】
A．经典力学理论适应于宏观物体，不适应微观粒子，故A错误；
B．相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立范围，故B正确； C．在相对论中，物体的质量随运动状态而改变，在经典力学中，物体的质量与运动状态无关，故C错误；
D．经典力学理论具有一定的局限性，对高速微观粒子不适用，故D正确。 故选BD。
20．下列现象中能用牛顿的经典力学解释的是( ) A．高速公路上行驶的汽车 B．空气中下落的雨滴 C．原子核外电子绕核的转动 D．空气中漂浮的肥皂泡 【答案】ABD 【解析】
经典力学只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界．高速公路上行驶的汽车、空气中下落的雨滴、空气中漂浮的肥皂泡都属于宏观、低速范畴，经典力学适用，A、B、D对．原子核外电子绕核的转动属于微观现象，经典力学不适用，C错．选ABD. 21．相对论和量子力学的出现使人们认识到经典力学的适用范围是（ ） A．低速运动 【答案】AB 【详解】
经典力学的适用范围是宏观低速物体；量力力学适用于微观高速粒子的运动。 故选AB。
B．宏观世界
C．高速运动
D．微观世界
22．经典力学有其局限性，相对论已经成为现代科学技术的重要理论基础之一。下列关于经典力学的说法中，正确的是（ ）
A．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场
B．经典力学适用于范围在10-10 m以内的微观粒子运动 C．经典力学认为时间、空间与物质及其运动之间是相互联系的
D．按照经典力学，只要知道初始条件，就可以准确确定体系以往和未来的运动状态 【答案】AD 【详解】
A．经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场，选项A正确；
B．经典力学不适用围观高速粒子的运动，即不适用于范围在10-10 m以内的微观粒子运动，选项B错误； C．在经典力学中，认为时间和空间与物质及其运动之间都是的，选项C错误；
D．在经典力学中，根据牛顿运动定律，只要知道初始状态和相互作用，就可以准确确定体系以往和未来的状态，故D正确。 故选AD。
23．下列说法正确的是（ ）
A．伽利略整理第谷的观测数据，发现了行星运动的三条定律
B．“月一地检验”表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种性质的力 C．经典力学仍然适用于接近光速运动的物体
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许首次在实验室测出了引力常量 【答案】BD 【详解】
A．开普勒整理第谷的观测数据，发现了行星的三大运动规律，故A错误；
B．“月—地检验”表明，地面物体所受地球的引力与太阳、行星间的引力是同一种力，故B正确； C．经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，不能适用于接近光速运动的物体，故C错误； D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故D正确。 故选BD。
24．关于经典力学的局限性，下列说法正确的是（ ） A．经典力学没有局限性
B．经典力学的应用受到物体运动速度的，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不适用了
C．经典力学不适用于微观领域中物质结构和能量不连续的现象 D．经典力学认为时间和空间是分离的，没有关系 【答案】BCD 【详解】
AB．经典力学仅适用于宏观、低速运动的物体，当物体运动的速度接近于真空中的光速时，经典力学就不再适用了，故A错误、B正确；
C．经典力学无法解释微观领域中的物质结构和能量不连续的现象，故C正确；
D．经典力学中的时间和空间是绝对的，是于物体及其运动的，即经典力学的时间和空间与物体无关，与物体的运动无关，故D正确。 故选BCD。
