高中物理第六章万有引力与航天6经典力学的局限性测试题必修2

第六节经典力学的局限性
A级抓基础
1．(多选)关于牛顿物理学与狭义相对论，下列说法正确的是( )
A．狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
B．狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
C．牛顿物理学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
D．牛顿物理学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
解析：牛顿物理学的运动规律适用于低速、宏观物体，而爱因斯坦的狭义相对论适用于高速、微观世界．
答案：BC
2．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指( )
A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域
B．地球表面上的物质世界
C．人眼能看到的物质世界
D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界
解析：前三个选项说的当然都属于“宏观世界”，但都很片面，没有全面描述，本题应选D.
答案：D
3．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．卡文迪许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
解析：万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里的验证是卡文迪许进行的，A、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，从而把物理学推进到高速领域，D对．
答案：D
4．(多选)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
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．
答案：ABD
5．关于经典力学、狭义相对论和量子力学，下列说法中正确的是( )
A．狭义相对论和经典力学是相互对立、互不相容的两种理论
B．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例
C．经典力学只适用于宏观物体的运动，量子力学只适用于微观粒子的运动
D．不论是宏观物体，还是微观粒子，经典力学和量子力学都是适用的
解析：相对论没有否定经典力学，经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形，选项A错误、B正确．经典力学适用于宏观、低速、弱引力的领域，量子力学适用于任何大小的物体系统，选项C、D错误．答案：B
B级提能力
6．牛顿时空观也叫经典时空观，下列关于经典时空观及经典力学的说法正确的是( )
A．经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的
B．经典力学的基础是牛顿运动定律，它适用于宏观和微观世界
C．在经典力学中，物体的质量是随运动状态而改变的
D．经典力学也适用于高速运动的宏观物体
解析：经典时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的，故A正确；经典力学的基础是牛顿运动定律，它适用于宏观世界，不适应于微观世界，故B错误；在经典力学中，物体的质量是不随运动状态而改变的，故C错误；经典力学适用于宏观、低速、弱引力的情况，故D错误．故选A.
答案：A
7．(多选)下面说法中正确的是( )
A．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
B．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
C．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
D．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
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，因此正确的选项为A、C.
答案：AC
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
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．
答案：B
9．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
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．
答案：D
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．荷兰某研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划，轨道I贴近火星表面，登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为，对同一飞船下列说法正确的是
A．在轨道I上的机械能大于在轨道II上的机械能
B．在轨道II上点的动能大于在轨道II上的动能
C．若已知飞船在该轨道I上的运行周期，可以推知火星的密度
D．飞船在点从轨道I变轨到轨道II，需要在点前进速度方向喷气
2．如图所示是实验室里用来测量磁场力的一种仪器—电流天平，某同学在实验室里用电流天平测算通电螺线管中的磁感应强度，若他测得CD段导线长度m，天平（等臂）平衡时钩码重力N，通过导线的电流I=0.5 A，由此测得通电螺线管中的磁感应强度B是
A．方向水平向左
B．，方向水平向右
C．，方向水平向左
D．，方向水平向右
3．已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是 ( )
A．月球质量为
B．月球表面重力加速度为
C．月球密度为
D．月球第一宇宙速度为
4．如图所示，小芳在体重计上完成下蹲动作，下列F-t图像能反应体重计示数随时间变化的是
A．B．C．D．
5．下列说法正确的是（）
A．布朗运动反映了液体分子在永不停息的做无规则热运动
B．气体分子的平均动能增大，压强也一定增大
C．不同温度下，水的饱和汽压都是相同的
D．完全失重状态下悬浮的水滴呈球状是液体表面张力作用的结果
E. 分子动理论认为，单个分子的运动是无规则的，但是大量分子的运动仍然有一定规律
6．下列关于核反应及衰变的表述正确的有
A．β衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
B．中，X表示
C．是轻核聚变
D．一群氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只能辐射出两种不同频率的光子
二、多项选择题
7．下列说法正确的是________（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。

每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
B．单摆做简谐运动的周期（或频率）跟振幅及摆球质量无关
C．多普勒效应是指由于波源或观察者的运动而出现的观测频率与波源频率不同的现象
D．透过平行于日光灯的窄缝观察正常发光的日光灯时看到彩色条纹，这是光的色散现象
E．火车过桥要减速，是为使驱动力频率远离桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁
8．如图所示，一束黄光和一束蓝光，从O点以相同角度沿PO方向射入横截面为半圆形的玻璃柱体，其透射光线分别从M、N两点射出，已知α=45°，β=60°，光速C=3×108m/s则下列说法正确的是
A．两束光穿过玻璃柱体所需时间相同
B．PM是黄光，PN是蓝光
C．玻璃对PM光束的折射率为
D．PM光束在该玻璃中传播的速度为×108m/s
E. 若将PM光束从N点沿着MO方向射入，一定不会发生全反射
9．如图，光源S从水下向空气中射出一束由红光、黄光和蓝光组成的复色光，在水面上的P点分裂成a、b、c三束单色光，下列说法正确的是
A．c光为红色光
B．在水中传播时a光速度最大，c光波长最小
C．逐渐增大入射角，c光最先发生全反射
D．b光比a光更容易发生明显的衍射现象
E. a、b、c三种色光分别用同一双缝干涉实验装置发生干涉，a光相邻亮条纹间距最大
10．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝10∶1，电阻R＝10 Ω，两只相同小灯泡L1、L2的规格均为“3 V,1.5 W”，S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交流电源.当S1接1、S2闭合时，L2正常发光.设小灯泡的电阻值恒定.下列说法正确的是( )
A．原线圈所接正弦交流电源的电动势最大值为30 V
B．只断开S2后，变压器的输出功率为0.75 W
C．将S1换接到2后，原线圈的输入功率为90 W
D．将S1换接到2后，R的电功率为0.9 W
三、实验题
11．如图所示，长木板质量M=3 kg，放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=1 kg的物块A，右端放着一个质量也为m=1 kg的物块B，两物块与木板间的动摩擦因数均为μ=0.4，AB之间的距离L=6 m，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块A施加方向水平向右的恒定推力F作用，取g=10 m/s2。

（1）.为使物块A与木板发生相对滑动，F至少为多少？
（2）.若F=8 N，求物块A经过多长时间与B相撞，假如碰撞过程时间极短且没有机械能损失，则碰后瞬间A、B的速度分别是多少？
12．某实验小组要描绘小灯泡L（3.8V 0.3A）完整的伏安特性曲线，实验室除导线和开关外，还有以下器材可供选择：
A．电源E（电动势为4V，内阻约为0.4Ω）
B．电压表V（量程为4V，内阻约为5 000Ω）
C．电流表G（量程为10 mA，内阻为78Ω）
D．电阻箱（最大阻值为99.99Ω）
E.滑动变阻器R（最大阻值为10Ω额定电流为1.5A）
(1)实验小组设计了如图甲所示的四种实验电路，其中最合理的是__________（填正确答案标号）。

(2)调整电阻箱的阻值为2Ω，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，记录小灯泡L两端的电压和电流表的示数，以小灯泡L两端的电压为纵轴，通过小灯泡L的电流大小为横轴建立直角坐标系，并标注在坐标系中，得到图乙所示的数据点。

当电流表的示数为5.0 mA时，则通过小灯泡L的电流大小为_______ A，此时电压表的示数为1.5 V，请把此数据点标在图乙坐标系中，并画出小灯泡L的伏安特性曲线______________。

(3)若将这个小灯泡L与的定值电阻串联，接在图丙所示的交变电压上，则小灯泡L消耗的电功率约为__________W。

（结果保留两位有效数字）
四、解答题
13．如图所示，一质量为m的小球C用轻绳悬挂在O点，小球下方有一质量为2m的平板车B静止在光滑水平地面上，小球的位置比车板略高，一质量为m的物块A以大小为v0的初速度向左滑上平板车，此时A、C间的距离为d，一段时间后，物块A与小球C发生碰撞，碰撞时两者的速度互换，且碰撞时间极短，已知物块与平板车间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，若A碰C之前物块与平板车已达共同速度，求：（1）A、C间的距离d与v0之间满足的关系式；
（2）要使碰后小球C能绕O点做完整的圆周运动，轻绳的长度l应满足什么条件？
14．据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间。

照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见。

如图所示，假设“天宫一号”正以速度v =7.7km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L =20m，地磁场的磁感应强度垂直于v，MN所在平面的分量B=1.0×10﹣5 T，将太阳帆板视为导体。

（1）求M、N间感应电动势的大小E；
（2）在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电
阻．试判断小灯泡能否发光，并说明理由；
（3）取地球半径R=6.4×103 km，地球表面的重力加速度g = 9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h（计算结果保留一位有效数字）。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C D A C A C
二、多项选择题
7．BCE
8．BCE
9．BCE
10．BD
三、实验题
11．（1）5 N （2）v A’=2m/s v B’=8m/s
12．D 0.2 0.17（0.16〜0.18）
四、解答题
13．（1）；（2）
14．（1）1.54V（2）不能（3）
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2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

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一、单项选择题
1．2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆，中国载人登月工程前进了一大步。

假设将来某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球(可视为质点)，如图所示，当给小球一瞬时冲量Ⅰ时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。

已知圆轨道半径为r，月球的半径为R，则月球的第一宇宙速度为
A．B．C．D．
2．如图所示，一质量为m的滑块置于倾角θ=30°，质量为M的直角三角形斜劈的底端，现通过一质量不计的细绳给滑块施加一方向沿斜面向上的拉力F，大小为mg，使滑块沿斜面匀速上滑，整个过程中斜劈处于静止状态，若斜劈与滑块、斜劈与地面间的动摩擦因数均为μ，已知重力加速度大小为g。

则
A．斜劈对滑块的支持力大小为mg
B．斜劈对滑块的作用力大小为mg
C．动摩擦因数μ=0.5
D．水平面对斜劈的摩擦力大小为mg
3．2018年11月1日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第41颗北斗导航卫星。

这颗卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。

取地球半径为R=6.4×106m，地球表面重力加速度
g=9.8m/s2．下列说法正确的是（）
A．该卫星到地面的高度约为
B．该卫星的线速度约为
C．该卫星发出的电磁波信号传播到地面经过时间约为1s
D．该卫星做圆周运动的加速度小于月球绕地球做圆周运动的加速度
4．如图所示，A、B是绕地球做圆周运动的两颗卫星，A、B两卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k：1，则A、B两卫星的周期的比值为( )
A．k B．k C．k2 D．k3
5．电动势为E，内阻为r的电源与可变电阻R1、R2、R3及一平行板电容器连成如图所示的电路。

当开关S 闭合后，两平行金属板A、B间有一带电液滴恰好处于静止状态。

下列说法正确的是（）
A．将R1的滑片向右移动一小段距离，带电液滴将向下运动
B．将R2的滑片向右移动一小段距离，电容器两极板的电荷量将增加
C．增大电容器两板间的距离，电容器两极板的电荷量将增加
D．减小R3的阻值，R2两端的电压的变化量小于R3两端的电压的变化量
6．电阻R、电容C与一线圈连成闭合回路，条形磁铁静止于线圈的正上方，N极朝下，如图所示。

现使磁铁开始自由下落，在N极接近线圈上端的过程中，流过R的电流方向和电容器极板的带电情况是
A．从a到b，上极板带正电
B．从a到b，下极板带正电
C．从b到a，上极板带正电
D．从b到a，下极板带正电
二、多项选择题
7．下列说法正确的有________
A．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大
D．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k 越大，则这种金属的逸出功W0越小
E．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短
8．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其pT图象如图所示．a、b 和c三个状态中分子平均动能最小的是________(选填“a”“b”或“c”)，气体在过程ab中吸收的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)过程ca中放出的热量．
9．下列说法正确的是（）
A．液体中的布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动
B．晶体均有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点
C．反映宏观自然过程的方向性的定律是热力学第二定律的一种表述
D．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加
E. 在绝热条件下压缩气体，气体的内能可能增加，也可能减少
10．如图所示，倾角为37°的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d＝0.2 m的橡胶带，橡胶带的上表面与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L＝0.4 m，现将质量为m＝1 kg、质量分布均匀、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放．已知矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放下滑到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上) ，下列说法正确的是（）
A．矩形板在进入橡胶带的过程中做匀加速直线运动
B．摩擦力做的功为W f＝−0.8 J
C．矩形板的重力做功为W G＝2.4 J
D．矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时速度大小为 m/s
三、实验题
11．长为1.5m的长木板B静止放在水平冰面上，小物块A以某一初速度从木板B的左端滑上长木板B，直到A、B的速度达到相同，此时A、B的速度为0.4m/s，然后A、B又一起在水平冰面上滑行了8.0cm后
（取g=10m/s2）停下．若小物块A可视为质点，它与长木板B的质量相同，A、B间的动摩擦因数μ1=0.25．求：
（1）木块与冰面的动摩擦因数．
（2）小物块相对于长木板滑行的距离．
12．某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，单个砝码质量为m，打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，动滑轮轻质。

实验步骤如下：
A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上钩码，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变钩码的数量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度。

根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）对于上述实验，下列说法正确的是_____________。

A．钩码的质量应远小于小车的质量 B．实验过程中钩码处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行 D．弹簧测力计的读数应为钩码重力的一半（2）实验中打出的其中一条纸带如图所示，由该纸带可求得小车的加速度a=_________（结果保留两位有效数字），若交流电的实际频率大于50Hz，则上述计算结果与实际值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。

（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是_____________。

A． B． C． D．
四、解答题
13．如图所示，斜面倾角为，一质量为的木块恰能沿斜面匀速下滑，若用一水平恒力F 作用于木块上，使之沿斜面向上做匀速运动，求此恒力F的大小。

（）
14．如图甲所示，长为L=4.5 m的木板M放在水平地而上，质量为m=l kg的小物块（可视为质点）放在木板的左端，开始时两者静止．现用一水平向左的力F作用在木板M上，通过传感器测m、M两物体的加速度与外力F的变化关系如图乙所示．已知两物体与地面之间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g= 10m／s2．求：
（1）m、M之间的动摩擦因数；
（2）M的质量及它与水平地面之间的动摩擦因数；
（3）若开始时对M施加水平向左的恒力F=29 N，且给m一水平向右的初速度v o=4 m／s，求t=2 s时m 到M右端的距离．
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B B B D D D
二、多项选择题
7．ABD
8． a 小于
9．BCD
10．BD
三、实验题
11．（1）（2）0.96m
12．C 0.88 偏小 A
四、解答题
13．240N
14．（1）0.4（2）4kg，0.1（3）8.125m。