粤教版高中物理必修二第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》单元检测A卷

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粤教版 高中物理必修二 第五章《牛顿力学的局限性与相对论初步》单元检测
A卷（后附解析）
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，错误的说法是（ ）
A．爱因斯坦认为在真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
B．哥白尼提出了“地心说”
C．德国天文学家开普勒发现了行星运动定律
D．英国物理学家牛顿总结出了万有引力定律
2．迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1- 58lc”却很值得我们期待．该行星的温度在0℃到40℃之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日，“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍．设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（ ）
A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同
B．如果人到了该行星，其体重是地球上的倍
C．该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍
D．由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短
3．如图所示，在未来某年A乘坐速度为0.7c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的B，B的飞行速度为0.5c，A向B发出一束光进行联络，则B观测到该光束的传播速度为（　　）
A．0.2c B．0.7c C．1.0c D．1.2c
4．经典力学理论适用于解决（　　）
A．宏观高速问题
B．微观低速问题
C．宏观低速问题
D．微观高速问题
5．某实验小组的同学为了研究相对论的知识，取了三个完全相同的机械表，该小组的同学将机械表甲放在一辆高速行驶的动车上，机械表乙放在高速转动的圆盘上，转盘的向心加速度约为地球表面重力加速度的200倍，机械表丙放在密度极大的中子星附近。对这三个机械表的运行，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙丙三个机械表都明显走慢
B．机械表乙和丙明显走慢，而机械表甲没有明显的变化
C．三个机械表始终一样
D．由于机械表丙受到中子星强大的引力，因此仅机械表丙明显走慢
6．关于牛顿力学，下列说法正确的是（　　）
A．牛顿力学适用于宏观低速运动
B．牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C．牛顿力学没有任何缺点
D．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
7．有一艘从地球匀速飞向太空的宇宙飞船，地球上的观察者发现宇宙飞船上的钟比地球上的走得慢，则宇宙飞船上的观察者（　　）
A．也认为自己的钟比地球上的走得慢
B．发现飞船上钟的快慢与其在地球上时确实有变化
C．发现地球上的钟比飞船上的走得慢
D．认为地球上观察者记录的时间不准确
8．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿通过理想斜面得出结论“力是改变物体运动的原因”，推翻了亚里士多德提出的“力是维持物体运动的原因”的观点
B．美国物理学家密里根通过油滴实验最先测定了元电荷e的电荷量
C．牛顿于1687年正式发表万有引力定律，阐述了天体运动的原因，1798年英国物理学家库仑利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，测出了地球的质量
D．麦克斯韦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体
9．关于经典力学的建立，下列说法中不正确的是（　　）
A．标志着近代自然科学的诞生
B．实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合
C．确立了一切自然科学理论应有的基本特征
D．成为量子力学的基础
10．下列说法正确的是（　　）
A．爱因斯坦的狭义相对论认为运动的时钟变快
B．狭义相对论认为一切物理规律对于所有惯性系都具有相同的形式
C．在高速运动情况下，经典力学的规律仍然适用
D．可以通过力学实验区分均匀引力场和一个做匀加速运动的参考系
评卷人得分
二、多选题
11．在一列相对于地面的速度为（接近光速）的高速行驶的火车上，人以速度沿着火车前进的方向相对火车运动，根据相对论速度变换公式，下列说法正确的是（ ）
A．人相对于地面的速度小于人的速度和火车的速度之和
B．人相对于地面的速度大于人的速度和火车的速度之和
C．只要人和火车的速度足够大，人相对于地面的速度可以超过光速
D．不管人和火车的速度多大，人相对于地面的速度都小于光速
12．下列说法中正确的是_________。
A．在干涉现象中，振动加强点的位移总比振动减弱点的位移要大
B．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小时，将发生明显的衍射现象
C．测量某星球上某些元素发出光的频率，与地球上这些元素静止时的发光频率对照，就可以得出该星球靠近或者远离地球的速度，这利用了多普勒效应。
D．偏振光可以是横波，也可以是纵波
E．在任何惯性系中，光在直空中的速率都相等
13．麦克斯韦集电磁学研究成果之大成，不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性．下列关于人们对电磁波的认识，说法正确的是（　　）
A．有一个均匀变化的电场，就可以产生持续的电磁波
B．紫外线的波长比 X 射线更长，它具有灭菌消毒的作用
C．用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的衍射原理
D．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、解答题
14．简单分析伽利略相对性原理和爱因斯坦相对性原理的相同点和不同点．
15．假想在2015年，有一太空船以0.8c的速度飞向“月球太空站”。一科学家在月球上测量运动中的太空船长度为200m，此太空船最后在月球上登陆，此科学家再度测量静止的太空船的长度，测量的结果如何？
16．一列高铁高速经过一座静止长度与高铁相同的桥梁，列车上的观察者认为桥梁和列车哪个更长？桥梁上的观察者认为哪个更长？
(
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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参考答案：
1．B
解析：A．爱因斯坦认为在真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，选项A正确，不符合题意；
B．哥白尼提出了“日心说”，选项B错误，符合题意；
C．德国天文学家开普勒发现了行星运动定律，选项C正确，不符合题意；
D．英国物理学家牛顿总结出了万有引力定律，选项D正确，不符合题意；
答案：B.
2．B
解析：A．由
得第一宇宙速度
所以，在该行星上发射卫星的第一宇宙速度是在地球上的2倍，故A错误；
B．由
得重力加速度
所以该行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的即倍，故B正确；
C．由
得
所以，轨道半径之比是，所以C错误；
D．相对于光速，行星公转速度与地球公转速度之间的差异可以忽略，因此D错误。
答案：B。
【考点定位】万有引力定律、匀速圆周运动
3．C
解析：根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。所以B观测到该光束的传播速度为1.0c。
答案：C。
4．C
解析：经典力学的局限性是适用于研究宏观物体的低速运动，当达到高速时，经典力学就不在适用。
答案：C。
5．B
解析：AC．动车的速度相对光速而言很小，机械表变慢不明显，AC错误；
BD．机械表乙有很大的加速度，机械表丙受强引力作用，都明显变慢，B正确，D错误。
答案：B。
6．A
解析：ABC．牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动（相对于光速）的问题，具有一定的局限性，故A正确，BC错误；
D．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，故不会过时也不会失去价值，故D错误。
答案：A。
7．C
解析：根据钟慢效应，宇宙飞船高速飞向太空时，地球上的观察者会发现宇宙飞船上的钟比地球上的走得慢，而飞船的人观察飞船是不运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，正常走时；而飞船相对地球是运动的，则飞船上的观察者观察到地球上时间进程变慢了，即发现地球上的钟比飞船上的走得慢，则选项ABD错误，C正确。
答案：C。
8．B
解析：A．伽利略通过理想斜面得出结论“力是改变物体运动的原因”，推翻了亚里士多德提出的“力是维持物体运动的原因”的观点，故A错误；
B．美国物理学家密里根通过油滴实验最先测定了元电荷e的电荷量，故B正确；
C．牛顿于1687年正式发表万有引力定律，阐述了天体运动的原因，1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，测出了地球的质量，故C错误；
D．爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体，故D错误。
答案：B。
9．D
解析：ABC．经典力学实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合，并提出了一切自然科学理论应有的基本特征，形成了由实验到数学推导这种行之有效的研究方法。经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，故ABC正确；
D．经典力学适用于宏观、低速运动的物体，而量子力学属于微观高速物体的基本规律，故D错误。
该题选择不正确的选项，答案：D。
10．B
解析：A．狭义相对论认为运动的时钟变慢，故A错误；
B．狭义相对论认为所有惯性系是等价的，一切物理规律在惯性系中都有相同的形式，故B 正确；
C．在高速运动情况下，经典力学的规律不再适用，故C错误；
D．一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，不能通过力学实验来区分，故D错误。
答案：B。
11．AD
解析：火车的速度为，人相对火车的速度为，地面上的人看到火车上的人相对地面的速度为，由以上分析可知，AD正确，BC错误。
答案：AD。
12．BCE
解析：A．在干涉现象中，振动加强点振幅变大，位移在变化，所以振动加强点的位移不是总比减弱点的位移大，故A错误。
B．当水波通过障碍物时，若障碍物的尺寸与波长差不多，或比波长小得多时，将发生明显的衍射现象，故B正确。
C．科学家通过比较星球与地球上同种元素发出光的频率来计算星球远离地球的速度，星光的多普勒效应，故C正确。
D．偏振现象是横波所特有的，因此偏振光一定是横波，故D错误。
E．根据光速不变原理，在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同，故E正确。
答案：BCE。
13．BD
解析：变化的磁场一定产生电场，但如果是均匀变化的电场，只能产生恒定不变的磁场，不能形成电磁波，故A错误．紫外线的波长比X射线长，具有灭菌消毒的作用，故B正确．用光导纤维束传输图象和信息，这是利用了光的全反射原理，故C错误．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关，故D正确．
14．相同点：原理中参考系均指的是惯性系，也即牛顿运动定律在其中成立的参考系，或者是相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系，描述的物理规律对所有惯性系都是等价的；
不同点：伽利略相对性原理中的物理规律指力学规律，仅对低速物体适用；爱因斯坦相对性原理中的物理规律指的是一切物理过程的规律，这里的物理过程也包括光现象在内。
解析：相同点：原理中参考系均指的是惯性系，也即牛顿运动定律在其中成立的参考系，或者是相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系，描述的物理规律对所有惯性系都是等价的；
不同点：伽利略相对性原理中的物理规律指力学规律，仅对低速物体适用；爱因斯坦相对性原理中的物理规律指的是一切物理过程的规律，这里的物理过程也包括光现象在内。
15．333m
解析：设在月球上测得运动的太空船的长度为l，静止的太空船长度为l0，依据狭义相对论的长度收缩效应有
所以
16．见解析
解析：根据“尺缩效应”，列车上的观察者以列车为参考系，认为列车不动桥梁在动，故认为桥梁更短；
桥梁上的观察者以地面为参考系，列车在运动，故认为列车更短。
答案第1页，共2页
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