第五章 科学进步无止境 单元检测试题（Word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册
第五章 科学进步无止境 单元检测试题（解析版）
一、选择题（共60分）
1．恒星的寿命随着质量的变大而（　　）
A．变长 B．不变 C．变短 D．无法确定
2．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿运动定律就是经典力学
B．经典力学的基础是牛顿运动定律
C．牛顿运动定律可以解决自然界中所有的问题
D．经典力学可以解决自然界中所有的问题
3．下列说法符合史实的是（　　）
A．开普勒在牛顿定律的基础上，总结出了行星运动的规律
B．牛顿建立的经典力学可以解决自然界中所有的问题
C．伽利略发现了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
D．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
4．下列说法中正确的是（　　）
A．变化的电场一定产生变化的磁场
B．电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性
C．雨后阳光下公路积水表面漂浮的油膜呈现彩色，这是光的折射现象
D．考虑相对论效应，杆沿自身长度方向高速运动时比静止时长
5．经典力学规律不适用于下列运动的是（　　）
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
6．下列说法正确的是（　　）
A．开普勒将法拉第的几千个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律
B．伽利略设计实验证实了力是维持物体运动的原因
C．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量
D．经典力学不适用于宏观低速运动
7．中国探月工程，又称“嫦娥工程”。工程分为“绕”，“落”，“回”3个阶段。玉兔二号，嫦娥四号任务月球车，于2019年1月3日22时22分完成与嫦娥四号着陆器的分离，驶抵月球背面。首次实现月球背面着陆，成为中国航天事业发展的又一座里程碑。在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合历史事实的是 （　　）
A．伽利略发现了行星的运动规律
B．牛顿发现了万有引力定律并测出引力常量
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．以牛顿运动学为基础的经典力学是普遍适用的
8．下列说法中正确的是
E．根据麦克斯韦的电磁理论可知，变化的电场周围一定可以产生磁场
A．光速不变原理指出光在真空中传播速度在不同惯性参考系中都是相同的
B．红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度小
C．在机械波的传播过程中，介质质点的振动速度等于波的传播速度
D．声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率
9．假设一列100m长的火车以接近光速的速度穿过一根100m长的隧道，它们的长度都是在静止状态下测量的，下列关于看到的现象判断正确的是( )
A．相对隧道静止的观察者会看到，火车变短，在某些位置上，隧道能完全遮住它
B．相对隧道静止的观察者会看到，隧道变短，在某些位置上，火车从隧道的两端伸出来
C．相对火车静止的观察者会看到，火车变短，在某些位置上，隧道能完全遮住它
D．相对火车静止的观察者会看到，隧道变短，在某些位置上，火车从隧道的两端伸出来
10．下列说法正确的是（　　）
A．人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象
B．在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽
C．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会向外发射电磁波
D．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关
E.火车鸣笛向我们驶来，我们听到的声音频率比声源振动的频率低
11．下列说法中正确的是（ ）
A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关
B．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象
C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关
D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10 cm长的细线和小铁球
12．下列说法中正确的是（ ）
A．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关
B．如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动
C．紫光的双缝干涉条纹间距不可能大于红光双缝干涉条纹间距
D．一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在某高山之巅，其振动周期一定大
E.利用红外摄影可以不受天气（阴雨、大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物
二、解答题（共40分）
13．查阅资料，了解典型的恒星演化过程，并与同学们交流。
14．查阅资料，了解关于宇宙起源的理论，说说每种理论的内容及科学依据。
15．远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，求在此星球上测其闪光周期为多大？
16．在6000m的高空大气层中产生了一个π介子，以速度v＝0.998c飞向地球，π介子在自身静止参照系中的寿命为Δτ＝2×10－6s，问在地球上的观察者和π介子静止参照系中的观察者看来，π介子能否到达地球。
参考答案
1．C
【详解】
恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短。
故选C；
2．B
【详解】
AB．经典力学的基础是牛顿运动定律，但不能说牛顿运动定律就是经典力学，故A项错误，B项正确；
CD．经典力学只适用于宏观、低速物体，故CD两项错误。
3．D
【详解】
ABC．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律；牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律；卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，AC错误，D正确；
B．经典力学也有其适用范围，并不能解决自然界中所有的问题，没有哪个理论可以解决自然界中所有的问题，B错误。
故选D。
4．B
【详解】
A．根据麦克斯韦理论可知，只有周期性变化的电场产生变化的磁场，故A错误；
B．衍射是波的特有现象，电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性，故B正确；
C．雨后公路积水表面漂浮的油膜看起来是彩色的，这是光的薄膜干涉造成的，故C错误；
D．考虑相对论效应，根据长度与速度关系公式
可知，沿自身长度方向高速运动的杆长总比静止时的杆长短，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】
经典力学的适用范围是宏观低速运动物体，不适用的范围是微观高速运动的物体，子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运行，这些都是宏观低速运动，经典力学都适用，而粒子接近光速的运动属于微观高速运动，经典力学不再适用，A、B、C错误，D正确。
故选D。
6．C
【详解】
A．开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律，揭示了行星运动的规律，A错误；
B．伽利略设计理想实验得出力不是维持物体运动的原因，B错误；
C．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量的数值，C正确；
D．经典力学的适用范围是宏观、低速运动，D错误。
故选C。
7．C
【详解】
A．开普勒发现了行星运动的规律，故A错误；
BC．牛顿发现了万有引力定律，并没有测出引力常量G，而万有引力常数是由卡文迪许测出的，故B错误，C正确；
D．以牛顿运动学为基础的经典力学只适用宏观、低速的物体，故D错误。
故选C。
8．ADE
【详解】
试题分析：根据光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．故A正确；根据，且红光在玻璃砖中的折射率小，则有红光在玻璃砖中的传播速度比紫光在玻璃砖中的传播速度大，故B错误；介质中质点振动的速度与波的传播速度是两回事，质点振动的速度是周期性变化，而波在同一均匀介质中传播时传播速度不变，故C错误；根据多普勒效应可知，声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率，故D正确；据麦克斯韦的电磁理论可知，变化的电场周围一定可产生磁场；故E正确；
考点：爱因斯坦相对性原理和光速不变原理
【名师点睛】光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的；均匀变化的电场一定产生稳定的磁场，均匀变化的磁场一定产生稳定的电场；声源与观察者相对靠近，观察者所接收的频率大于声源发出的频率．
9．AD
【详解】
AB．相对于隧道静止的观察者看到火车在运动，所以火车比隧道短，在某些位置火车会完全处在隧道内部，A正确，B错误；
CD．相对火车静止的观察者会看到隧道在运动，所以隧道比火车短，在某些位置火车两端都伸出隧道，C错误，D正确。
故选AD。
10．ACD
【详解】
A．超声波比人耳听到的声波波长短，而波长越长越容易发生光的衍射，所以人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象，A正确；
B．根据双缝干涉实验中相邻亮（暗）条纹的间距公式
可知，光的频率越高，波长越短，光屏上出现的条纹越窄，所以B错误；
C．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会产生变化的电磁场，即可向外发射电磁波；所以C正确；
D．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，所以D正确；
E．火车鸣笛向我们驶来，即波源与观察者相互靠近，我们听到的声音频率比声源振动的频率高，所以E错误。
故选ACD。
11．BC
【详解】
试题分析：做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，振幅越大，则振动的能量越大，选项A错误；泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象，选项B正确；根据相对论原理可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关，选项C正确；
在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用1m长的细线和小铁球，这样可减小实验的误差，选项D错误；故选BC.
考点：简谐振动；光的衍射和全反射；相对论；单摆测重力加速度.
12．ADE
【详解】
真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，选项A正确； 如果质点所受的合外力总是指向平衡位置，且满足F=-kx，则质点的运动就是简谐运动，选项B错误；根据 可知，因紫光的波长虽然小于红光，但是由于l和d不确定，则紫光的双缝干涉条纹间距也可能大于红光双缝干涉条纹间距，选项C错误； 一个单摆在海平面上的振动周期为T，根据可知，将其放在某高山之巅，重力加速度变小，其振动周期一定大，选项D正确； 利用红外摄影可以不受天气（阴雨、大雾等）的影响，因为红外线比可见光波长长，更容易绕过障碍物，选项E正确；故选ADE.
13．见解析
【详解】
星系碰撞造成的星云压缩和扰动也可能形成大量恒星，成年期时形成主序星，中年期时形成红巨星，超巨星。晚年到死亡以三种可能的冷态之一为终结:白矮星，中子星，黑洞。
14．见详解
【详解】
据拉美社8月15日报道，加拿大科学家提出了有关宇宙起源的新理论：认为我们所认识的三维宇宙可能起源于一颗毁灭后变成四维空间的恒星。美国每日星系网站15日发表了这一理论。，当前最流行的“宇宙大爆炸”理论认为，宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的，天文学家和物理学家发现的多个科学现象--例如可观测宇宙的膨胀和原始引力波的存在等，令“宇宙大爆炸”理论得到进一步充实；
然而加拿大佩里米特理论物理研究所的专家认为，这个理论不能解释宇宙大爆炸之前是什么样的，而他们提出的新理论却对此作出了解释，关于宇宙起源的新理论认为四维宇宙的形成过程类似于当前三维宇宙的黑洞视界，专家认为，在我们的世界，所谓黑洞视界就是一个没有物质和能量回归的点。如果任何粒子，包括光子穿过这个点，都无法逃脱重力，那么它最终就会掉落到黑洞物质的中心。
15．3(昼夜)
【详解】
据钟慢效应有
即
5=
解得＝3昼夜。
16．可以
【详解】
在地球参照系，根据时间间隔的相对性有：
地球上的观察者得到π介子的寿命为
飞行距离：
d＝v·Δt＝9.46×103m>6 000m
∴π介子可以到达地球
在π介子静止参照系，根据长度的相对性 有：
π介子到地球的距离为
需要时间
∴π介子可以到达地球