第5章 第3课 经典力学的适用范围和局限性、力学单位制、物理学史-【知识通关宝典】2026年广东高中物理学业水平合格性考试

该高中物理高考复习讲义聚焦经典力学适用范围、力学单位制及物理学史核心考点，按“成就-局限性-单位制-物理学史”逻辑架构梳理知识，通过考点填空梳理、真题例题精讲、分层练习训练（单选、多选）等环节，帮助学生构建系统知识网络，突破易混点。 讲义突出科学思维与科学态度培养，如结合伽利略理想斜面实验案例，引导学生理解科学推理与质疑创新；设计“考点梳理+真题解析+分层练习”三步复习法，高效夯实基础，提升学生应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰教学路径。

知识点3　经典力学的适用范围和局限性、力学单位制、物理学史 历年真题 1.A　【解析】伽利略通过理想斜面实验提出:若没有摩擦力,物体将以恒定速度持续运动,从而否定了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点,为惯性定律奠定基础.故选A. 2.C　【解析】提出“日心说”的科学家是哥白尼,C正确.故选C. 3.A　【解析】经典力学使用条件为:宏观,低速,对微观,高速度运动不再适用,故A正确,B错误;在相对论力学中,物体的质量、长度与其运动速度有关;经典力学中,物体的质量、长度与其运动速度无关,故C错误.故选A. 4.C　【解析】伽利略得出自由落体运动规律的核心思想是把可靠的实验和逻辑推理结合一起,进行理想化推理,间接证明了自由落体的运动规律,故A错误;探究两个力互成角度的力的合成规律实验运用了等效替代的思想,故B错误;胡克定律F=kx中,弹簧的劲度系数k只与弹簧本身有关,与弹力F和形变量x无关,故C正确;质量是惯性大小的唯一量度,百米赛跑到达终点后,速度越快的选手停下来所需要的距离越远,是因为速度越快,减速的时间越长,但惯性不变,故D错误.故选C. 知识点梳理 1.(1)哥白尼 (2)伽利略 (3)牛顿运动定律;万有引力定律 (4)卡文迪许 2.宏观、低速 3.米;m;千克;kg;秒;s 模拟测试 1.C　2.C　3.D　4.C　5.A　6.D 章末测试 1.A 2.C　【解析】两物体间万有引力是一对相互作用力,A项错误;牛顿发现了万有引力定律,B项错误;两物体间的万有引力大小与两物体间的距离的二次方成反比,D项错误. 3.B　4.A　5.D　6.D 7.B　【解析】航天员做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,航天员处于失重状态,航天员速度方向不断变化,其加速度不为零. 8.A　【解析】根据G==mR,可判断A项正确. 9.D 10.C　【解析】因为同步卫星要和地球自转同步,所以运行轨道就在赤道所在平面内,根据F==mω2r,因为ω一定,所以r必须固定,所以一定位于空间同一轨道上,故A错误;它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.所以同步卫星必须定点在赤道上空,在同一平面内,故B错误;第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是圆周运动最大的环绕速度.导航系统所有卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度,故C正确;根据周期公式T=2π,运行轨道半径越大的,周期越大,故D错误. 11.A 12.B 13.D　【解析】经典力学适用于宏观低速物体的运动,不适用于微观高速物体的运动.粒子接近光速的运动属于微观高速物体的运动,故选D. 14.A　【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律有G=mr,解得T=2π,由题图可知r甲<r乙,则T甲<T乙,故A正确. 15.ABC　【解析】天体运动是有规律的,不是做匀速圆周运动,轨迹是椭圆,地球绕太阳转动.日心说虽然最终战胜了地心说,但由于当时人们认知水平的局限性,它的一些观点也是不准确的,如运动轨道不是圆而是椭圆,做的不是匀速圆周运动而是变速曲线运动.故A、B、C项符合题意. 16.CD　【解析】引力常量的大小等于两个质量为1 kg的质点相距1 m时的万有引力的数值,而引力常量不是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力,A错误.牛顿发现了万有引力定律,但他并未测出引力常量的值,引力常量的值是卡文迪什巧妙地利用扭秤装置在实验室中测出的,B错误.引力常量的测定,成了万有引力定律正确性的证据,而且也可以帮助人们测量天体的质量,这也是测出引力常量的意义所在,C、D正确. 17.AC　【解析】行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是相互的,是同一性质的力,所以选项A正确;行星对太阳的引力与太阳对行星的引力,是作用力和反作用力,遵循牛顿第三定律,大小与太阳和行星质量的乘积成正比,与行星距太阳的距离的二次方成反比,选项C正确,B、D均错误. 18.ACD　【解析】同步卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,有G=mr=m=ma,则r=.同步卫星的周期与地球自转周期相同,所以各个同步卫星轨道半径相同,线速度v=,所以所有地球同步卫星线速度大小相同,故A、C符合题意.向心加速度a=,所以加速度大小相同,但质量不知,因此向心力大小不一定相同,故D符合题意,B不符合题意. 19.ABC　【解析】由开普勒第三定律知,绕同一中心天体的行星的公转周期的二次方与行星的轨道半径的三次方成正比,故A错误;同步卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角速度相同,由线速度v=ωr可知,同步卫星绕地球转动的线速度大于地球赤道处自转的线速度,故B错误;当行星从近日点沿椭圆轨道向远日点运动的过程中克服万有引力做功,速率减小,则行星在远日点的速度最小,故C错误;第二宇宙速度是发射脱离地球束缚卫星的最小发射速度,第三宇宙速度是发射脱离太阳束缚卫星的最小发射速度,火星探测器的发射速度应该大于第二宇宙速度,小于第三宇宙速度,故D正确.选ABC. 学科网（北京）股份有限公司 $ 3经典力学的适用范围和局限性、力学单位制、物理学史 1.(2025·广东学业合格考第一次)下列哪位科学家利用理想斜面实验推翻了亚里士多德关于“必须有力作用在物体上,物体才能运动”的观点 (　　) A.伽利略　B.普朗克　C.爱因斯坦 2.(2024·广东学业合格考第二次)提出“日心说”的科学家是 (　　) A.第谷 B.牛顿 C.哥白尼 3.(2024·广东学业合格考第二次)关于经典力学,下列说法正确的是 (　　) A.适用于宏观物体的低速运动 B.仅适用于微观粒子的运动 C.经典力学中,物体的质量与其运动速度有关 4.(2024·广东学业合格考第二次)物理学是一门以实验为基础的自然科学,物理学家们通过艰苦实验来探究自然界的物理规律,为人类进步做出了巨大贡献,值得我们敬仰和学习.有关物理实验及思想,下列表述正确的是 (　　) A.伽利略通过斜面实验直接证明了自由落体的运动规律 B.探究两个力互成角度的力的合成规律实验运用了放大思想 C.胡克定律F=kx中,弹簧的劲度系数k与弹力F和形变量x无关 D.百米赛跑到达终点后,速度越快的选手停下来所需要的距离越远,是因为速度越快,惯性越大 1.经典力学的成就 (1)16世纪,波兰天文学家　　　　提出了“日心说”.  (2)17世纪,意大利科学家　　　　提出了自由落体定律,推翻了“力是维持物体运动状态的原因”的观点.  (3)17世纪末,英国科学家牛顿在前人的基础上总结出　　　　　　　　和　　　　　　　　,标志着经典力学体系的建立和近代自然科学的诞生.  (4)英国物理学家　　　　通过扭秤实验测出了万有引力常量.  2.经典力学的局限性 经典力学中,物体的质量是不变的,时间、空间都是绝对、均匀的,这与狭义相对论的观点矛盾,当物体的速度接近光速时,经典力学规律不再适用.因此,牛顿运动定律的适用范围是　　　　的问题;而对于微观、高速的问题,需要用相对论和量子力学来处理.  3.国际单位制 物理学七个基本单位 物理量 的名称 单位 名称 单位 符号 长度 米 m 质量 千克 kg 时间 秒 s 电流 安(培) A 物理量 的名称 单位 符号 单位 符号 热力学温度 开(尔文) K 物质的量 摩(尔) mol 发光强度 坎(德拉) cd — 注意:在力学中选定长度、质量、时间这三个物理量的单位为基本单位,可以导出其他力学物理量的单位. 4.物理学史 科学家 国籍 主要贡献 亚里士多德 古希腊 力是维持物体运动状态的原因 伽利略 意大利 1638年,论证重物体不会比轻物体下落得快; 伽利略理想实验法指出:在水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持这个速度一直运动下去(17世纪) 牛顿 英国 1683年,提出了三条运动定律,1687年,发表万有引力定律 开普勒 德国 17世纪提出开普勒三定律 卡文迪许 英国 1798年利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量 库仑 法国 发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律 密立根 美国 通过油滴实验测定了元电荷的数值.e=1.6×1 C 昂尼斯 荷兰 大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象 (续表) 科学家 国籍 主要贡献 焦耳和楞次 — 先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,称为焦耳—楞次定律(1834年楞次确定感应电流方向的定律) 奥斯特 丹麦 电流可以使周围的磁针偏转,称为电流的磁效应 洛伦兹 荷兰 提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)的观点 安培 法国 分子环形电流假说(原子内部有环形电流) 法拉第 英国 发现的电磁感应现象使人类的文明跨进了电气化时代.在1821年,法拉第在重复奥斯特“电生磁”实验时,制造出人类历史上第一台最原始的电动机 麦克斯韦 英国 预言了电磁波的存在,说明了光是一种电磁波 赫兹 德国 用实验证明了电磁波的存在 爱因斯坦 德国 提出的狭义相对论(经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体) 【例1】(2019·广东学业水平考试)在经典力学的发展历程中,许多科学家做出了贡献.下列说法正确的是 (　　) A.伽利略创立了“日心说” B.牛顿提出了万有引力定律 C.哥白尼提出了“地心说” D.开普勒测出了引力常量 【解析】地心说最初由米利都学派形成初步理念,后由古希腊学者欧多克斯提出,然后经亚里士多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来;哥白尼提出了日心说,故选项A、C错误.牛顿提出了万有引力定律,故选项B正确.卡文迪许测出了引力常量,开普勒通过对天体运动的长期研究,发现了行星运动三定律,故选项D错误. 【答案】B 【例2】(2019·广东学业水平考试)下列运动不能用经典力学描述的是 (　　) A.高铁列车从广州向北京飞驰 B.火箭携带卫星飞向太空 C.战斗机从航母上起飞 D.电子以接近光速的速度运动 【解析】经典力学适用于低速、宏观的物体,不适用于微观、高速的物体,故电子的运动不能用经典力学描述,高铁列车的飞驰、火箭携带卫星飞向太空、战斗机从航母上起飞都能用经典力学描述,故选项D符合题意,A、B、C不符合题意. 【答案】D 【例3】自然界的电和磁等现象都是相互联系的,很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献.下列说法正确的是 (　　) A.安培发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系 B.奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系 C.洛伦兹发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系 D.爱因斯坦发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系 【解析】安培提出了分子电流假说,说明了一切磁现象都是由电流产生的,选项A错误;奥斯特发现了电流的磁效应,揭示了电现象和磁现象之间的联系,选项B正确;法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系,选项C、D错误. 【答案】B 1.历史上首先正确认识力和运动的关系,推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是 (　　) A.阿基米德　B.牛顿　　　C.伽利略 2.第一次通过实验的方法比较准确地测出引力常量的物理学家是(　　) A.牛顿　　　B.开普勒　　C.卡文迪许 3.关于经典力学,下述说法正确的是 (　　) A.经典力学取得了巨大成就,是普遍适用的 B.由于相对论、量子论的提出,经典力学已经失去了它的应用价值 C.随着物理学的发展,经典力学将逐渐成为过时的理论 D.经典力学在宏观、低速运动中仍适用 4.经典力学的适用范围是 (　　) A.高速、 微观运动的物体 B.高速、 宏观运动的物体 C.低速、 宏观运动的物体 D.低速、 微观运动的物体 5.下列物理量的单位,属于力学基本单位的是 (　　) A.kg　 　 B.N C.m/s　　 D.m/s2 6.经典力学不能适用于下列哪些运动? (　　) A.火箭的发射 B.宇宙飞船绕地球的运动 C.宇宙探测器 D.微观粒子的运动 一、单选题 1.由于通信和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步轨道卫星,这些卫星的 (　　) A.质量可以不同 B.轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同 2.关于万有引力定律及其应用,下列说法正确的是(　　) A.两物体间的万有引力是一对平衡力 B.伽利略发现了万有引力定律 C.利用万有引力定律可计算天体的质量 3.在经典力学的建立过程中,牛顿和伽利略均做出了重要贡献.下列说法正确的是 (　　) A.伽利略总结出了惯性定律 B.牛顿提出了万有引力定律 C.伽利略总结得出作用力和反作用力之间的关系 4.关于绕地球做匀速圆周运动的卫星,下列说法正确的是 (　　) A.轨道半径越大,周期越大 B.轨道半径越大,线速度越大 C.轨道半径越大,角速度越大 D.轨道半径越大,向心加速度越大 5.总结出万有引力定律和牛顿运动三定律,建立起完整的经典力学体系的科学家是 (　　) A.亚里士多德 B.伽利略 C.爱因斯坦 D.牛顿 6.关于经典物理学和相对论,下列说法正确的是(　　) A.经典物理学和相对论是各自独立的学说,互不相容 B.相对论完全否定了经典物理学 C.相对论和经典物理学是两种不同的学说,两者没有联系 D.经典物理学作为相对论在宏观物体低速运动时的特例,在自己的适用范围内仍然成立 7.航天员乘坐宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动时,下列说法正确的是 (　　) A.地球对航天员没有引力 B.航天员处于失重状态 C.航天员处于超重状态 D.航天员的加速度等于零 8.某种原因,人造地球卫星的轨道半径减小了,那么卫星的 (　　) A.速率变大,周期变小 B.速率变小,周期不变 C.速率变大,周期变大 D.速率变小,周期变小 9.牛顿发现的万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一.万有引力在天体运动中起着决定性作用.万有引力定律告诉我们,两物体间的万有引力(　　) A.与它们间的距离成正比 B.与它们间的距离成反比 C.与它们间距离的二次方成正比 D.与它们间距离的二次方成反比 10.北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的三维卫星定位与通信系统,建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星.关于这些卫星,以下说法正确的是(　　) A.5颗同步卫星的轨道半径不都相同 B.5颗同步卫星的运行轨道不一定在同一平面内 C.导航系统所有卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度 D.导航系统所有卫星中,运行轨道半径越大的,周期越小 11.下面关于万有引力的说法正确的是 (　　) A.万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用 B.重力和引力是两种不同性质的力 C.当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时,这两个物体间万有引力将增大 D.当两个物体间距为零时,万有引力将无穷大 12.如果发射人造卫星速度大于7.9 km/s,而小于 11.2 km/s,它绕地球的运动是(　　) A.圆 　　 B.椭圆 C.双曲线中的一支 　　 D.抛物线 13.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 B.飞船绕地球的运行 C.列车的运行 D.粒子接近光速的运动 14.如图所示,设卫星甲和卫星乙均绕地球做匀速圆周运动,其中卫星甲距地球表面较近.则与卫星甲相比较,卫星乙的 (　　) A.周期较大 B.角速度较大 C.向心加速度较大 D.线速度较大 二、多选题 15.关于天体的运动,以下说法不正确的是 (　　) A.天体的运动毫无规律,无法研究 B.天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动 C.太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动 D.太阳系中所有行星都围绕太阳运动 16.关于引力常量,下列说法正确的是 (　　) A.引力常量是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力 B.牛顿发现了万有引力定律,给出了引力常量的值 C.引力常量的测定,进一步证明了万有引力定律的正确性 D.引力常量的测定,使人们可以测出天体的质量 17.下列关于行星对太阳的引力的说法正确的是 (　　) A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比,与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力大小等于行星对太阳的引力大小 D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比,与行星和太阳的距离成反比 18.不同的地球同步卫星,下列哪些物理量相同 (　　) A.线速度大小 B.向心力大小 C.轨道半径 D.加速度大小 19.关于对天体运动的理解,下列说法不正确的是 (　　) A.所有绕同一中心天体的行星的公转周期与行星的轨道半径成正比 B.同步卫星绕地球转动的线速度与地球赤道处自转的线速度相同 C.若行星绕太阳运行的轨道为椭圆,则行星在远日点的速度最大 D.火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度 学科网（北京）股份有限公司 $