第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》章末达标训练—2026年粤教版必修第二册高中物理

第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》章末达标训练学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（25-26高二上·广东清远·阶段练习）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，促进了人类文明的进步，下列关于物理学家的贡献正确的是（　　） A．开普勒发现了万有引力定律 B．牛顿测出了万有引力常量 C．爱因斯坦创立了狭义相对论 2．（25-26高一·上海·课时练习）下列不是相对论的内容的是（　　） A．时间的相对性 B．尺缩效应 C．时钟变慢 D．质量不变，因为它是物体的固有属性，与运动状态无关 3．（24-25高一下·江苏常州·期中）下列叙述正确的是（　　） A．引力常量G的值是牛顿测得的 B．相对论理论表明经典物理学是错误的 C．开普勒行星运动定律是发现万有引力定律的基础之一 D．行星在近日点的速度小于在远日点的速度 4．（24-25高一下·天津·期末）下列说法正确的是（　　） A．牛顿发现了万有引力定律 B．笛卡尔最早测出了引力常量的数值 C．开普勒指出，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积，在近日点较大，远日点较小 D．爱因斯坦相对论的创立表明经典力学已不再适用 5．（25-26高二上·云南曲靖·开学考试）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，下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是（　　） A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星绕太阳做匀速圆周运动 B．卡文迪许在牛顿发现万有引力定律后，进行了“月地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来 C．牛顿发现太阳与行星之间作用力的规律，并将其推广到任何两个物体之间 D．在研究人造地球卫星的“高速”运动时，爱因斯坦的相对论与牛顿万有引力定律的计算结果有很大的差别，因此牛顿定律并不适用 6．（2025高一下·湖南·期中）关于物理学史，下列说法正确的是（　　） A．伽利略创立了一套对近代科学发展极为有益的科学方法，这些方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来 B．日常生活中，我们察觉不出桌子、西瓜、人体是互相吸引的，因此万有引力定律不成立 C．“时间延缓效应和长度收缩效应”与牛顿力学的结论并不相同，因此相对论的提出否定了牛顿力学 D．牛顿整理了开普勒的观测数据之后，发现行星运动的规律 7．（24-25高一下·全国·期末）以下关于相对论的说法，正确的是（　　） A．当物体相对某一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关 B．在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸都相同 C．对于同一个物理过程经历的时间，在任何惯性系中观测结果都相同 D．观察者与光源相向运动时，观测到的光速大于3.0×108m/s 8．（24-25高一下·广东广州·期中）在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于几幅书本插图的说法中错误的是（　　） A．甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量 B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法 C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法 D．一艘太空飞船以0.6c（c为光速）的速度飞向地球，地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度等于c 二、多选题 9．（24-25高一下·全国·课后作业）关于经典力学的成就，下列说法正确的是（　　） A．经典力学把天体的运动与地上物体的运动统一起来，是人类对自然界认识的第一次综合，是人类认识史上的一次重大飞跃 B．经典力学第一次向人们展示了时间的相对性 C．火箭、人造地球卫星、航天飞机、宇宙飞船、行星探测器等航天器的发射，都是牛顿力学规律的应用范例 D．经典力学对后来的理论有重要影响 10．（24-25高二下·陕西宝鸡·期末）下列说法正确的是（　　） A．机械波和电磁波在介质中的传播速度都只由介质决定 B．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变矮了 C．攀登珠峰的登山队员带的眼镜上涂有一层增反膜，是利用了光的干涉原理 D．光纤通信利用了光的全反射及激光相干性好的特性 E．光会发生偏振现象，它说明光是一种横波 三、实验题 11．（24-25高一下·山东青岛·期中）某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方，滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上距离为L的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像（重力加速度）。 (1)实验前，接通电源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的______（填“>”“=”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平。 (2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，、、遮光条宽度d、A与B间的距离L、滑块质量（含遮光条）M、钩码质量m已知，若上述物理量间满足关系式______，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。 (3)若遮光条宽度，A、B间的距离，，，滑块质量，钩码Q质量，则滑块从A运动到B的过程中系统重力势能的诚少量______J，系统动能的增加量______J。（计算结果保留三位有效数字） 四、解答题 12．（25-26高一·全国·课堂例题）（1）如图甲（a），相比于真空中的光速，行星绕太阳运动的速度属于低速还是高速？可以用牛顿力学分析行星的运动规律吗？ （2）如图甲（b）中c是光速，m是粒子加速器中质子的质量，质量随速度变化的现象可以用牛顿力学解释吗？ （3）图乙（b）电子束穿过铝箔形成的图案与图乙（a）光波经过圆盘形成的图案很相似，可以用牛顿力学解释吗？ （4）牛顿力学的适用范围到底是什么呢？量子力学和相对论否定了牛顿力学吗？ 13．（24-25高一下·江苏连云港·期中）如图所示，质量均为m的套筒A和小球B通过长度为L的轻杆及铰链连接，套筒A套在竖直立杆OP上与原长为L的轻质弹簧连接，小球B可以沿水平V型槽滑动，系统静止时轻杆与竖直方向夹角θ=37°。现让系统从静止绕OP缓慢加速转动，某时刻B球对V型槽恰好无压力．已知重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）B球对V型槽恰好无压力时系统转动的角速度ω； （3）从静止开始至B球对V型槽无压力过程中槽对B球做的功。    《第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》章末达标训练—2026年粤教版必修第二册高中物理》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C A C A A A ACD CDE 1．C 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，故A项错误； B．卡文迪许测出了万有引力常量，故B项错误； C．爱因斯坦创立了狭义相对论，故C项正确。 故选C。 2．D 【详解】ABC．根据相对论，有运动延迟效应和长度缩短效应，故在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了，故ABC正确； D．根据狭义相对论公式 可知，物体的质量与运动的速度有关，故D错误。 本题选择不是相对论的内容的，故选D。 3．C 【详解】A．引力常量G的值是卡文迪许测出的，故A错误； B．相对论并没有证明经典力学是完全的错误，只是纠正了它的绝对时空观，故B错误； C．开普勒行星运动定律为万有引力定律的发现奠定了基础，故C正确； D．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度，故D错误。 故选C。 4．A 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，故A正确； B．卡文迪许最早测出了引力常量的数值，故B错误； C．根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，故C错误； D．相对论与经典力学适用于不同范围，牛顿经典力学适用于宏观低速物体，而狭义相对论适用于微观、高速物体，故爱因斯坦相对论的创立，经典力学仍适用，故D错误。 故选A。 5．C 【详解】A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运动定律，指出了行星绕太阳在椭圆轨道上运动，故A错误； B．牛顿进行了“月﹣地检验”实验，卡文迪许测出了万有引力常量，故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，故C正确； D．所说的高速指的是接近光速，在研究人造地球卫星的运动时，牛顿运动定律仍然适用，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】A．伽利略创立了一套对近代科学发展极为有益的科学方法，这些方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，A正确； B．质量不大的物体之间的引力很小，“月－地检验”验证了万有引力定律，引力常量的普适性是万有引力定律正确的有力证据，B错误； C．当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别，相对论没有否定牛顿力学，C错误； D．开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律，D错误。 故选A。 7．A 【详解】A．当物体相对某一惯性系高速运动时，其质量的观测值与速度大小有关，速度越大，质量越大，A正确； B．在不同的惯性系中观测同一物体，尺寸不相同，速度越大，尺寸越小，B错误； C．根据时钟延缓效应，对于同一个物理过程经历的时间，在不同惯性系中观测结果不相同，C错误； D．根据光速不变原理，观察者与光源相向运动时，观测到的光速等于3.0×108m/s，D错误。 故选A。 8．A 【详解】A．甲图中，卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A错误，符合题意； B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B正确，不符合题意； C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，故C正确，不符合题意； D．根据爱因斯坦的狭义相对论有关光速不变原理，飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度等于c，地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度也等于c，故D正确，不符合题意。 故选A。 9．ACD 【详解】AD．经典力学把天体的运动与地上物体的运动统一起来，是人类认识史上的一次重大飞跃，对后来的理论有重要影响，故AD正确； B．时间的相对性是相对论的观点，故B错误； C．航天器的发射与运行是牛顿力学规律的应用范例，故C正确。 故选ACD。 10．CDE 【详解】A．机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关，电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，故A错误； B．火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客观察到车上的乘客变瘦了，而不是变矮，故B错误； C．增反膜是在薄膜上、下表面反射光相长干涉的原理，使反射光得到增强，故C正确； D．光纤通信利用了光的全反射及激光相干性好的特性，故D正确； E．光的偏转现象说明光时横波，故E正确。 故选CDE。 11．(1)= (2) (3) 0.314 0.300 【详解】（1）如果遮光条通过光电传感器的时间相等，即有 根据光电门测速原理可知，滑块通过两光电门的速度相等，说明滑块做匀速运动，即表明气垫导轨已经水平。 （2）根据光电门测速原理有 ， 对滑块和钩码组成的系统，根据机械能守恒定律有 解得 （3）[1]滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量 [2]滑块和钩码组成的系统动能的增加量 解得 12．（1）低速，可以；（2）不可以；（3）不可以；（4）见解析 【详解】（1）相比于真空中的光速，行星绕太阳运动的速度属于低速，可以用牛顿力学分析行星的运动规律。 （2）对于微观粒子运动的规律，质量随速度变化的现象不可以用牛顿力学解释，一般用量子力学描述。 （3）牛顿力学只适用于低速运动和宏观世界，不能解释高速运动和微观粒子的运动，故不可以用牛顿力学解释电子束穿过铝箔形成的图案。 （4）牛顿力学只适用于低速运动和宏观世界；当物体的运动速度远小于光速时，相对论物理学与牛顿力学的结论没有区别，相对论与量子力学都没有否定过去的科学，而只认为过去的学科是自己在一定条件下的特殊情形。 13．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）系统静止时，根据平衡条件有 解得 （2）B球对V型槽恰好无压力时，设此时弹簧的压缩量为，则对整体分析有 解得 此时根据几何关系有 解得 根据牛顿第二定律可得 解得 （3）对A由动能定理可得 即 解得 对B由动能定理可得 其中 联立可解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $