教科版高中物理必修2第五单元《经典力学的成就与局限性》单元测试题（解析版）
文档属性
| 名称 | 教科版高中物理必修2第五单元《经典力学的成就与局限性》单元测试题（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 49.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-04 08:46:06 | ||
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文档简介
第五单元《经典力学的成就与局限性》单元测试题
一、单选题(共12小题)
1.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
2.假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是( )
A． 这个人是一个矮胖子
B． 这个人是一个瘦高个子
C． 这个人矮但不胖
D． 这个人瘦但不高
3.最早提出量子假说的物理学家是( )
A． 爱因斯坦
B． 牛顿
C． 开普勒
D． 普朗克
4.当物体以很大速度运动时，它的质量与静止质量m0的关系是m＝，此时它的动能应该是( )
A．mv2
B．m0v2
C．mc2－m0c2
D． 以上说法都不对
5.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． 以300 m/s飞行的子弹
B． 以接近光速运动的电子
C． 以300 km/h高速运行的列车
D． 以7.8 km/s绕地球运行的“天宫一号”
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． “勇气号”宇宙探测器的运动
D． 以99%倍光速运行的电子束
7.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是( )
A． 根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B． 电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动
C． 电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用
D． 电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释
8.光子的能量是由下列哪个物理量决定的( )
A． 光的波长
B． 光的频率
C． 光的传播速度
D． 介质的性质
9.世纪末，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了完整的经典力学体系，使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是( )．
A． 牛顿
B． 开普勒
C． 笛卡儿
D． 伽利略
10.关于光的本性，下列说法错误的是( )
A． 光的波粒二象性说明光既与宏观中波的运动相同，又与宏观中粒子的运动相同
B． 大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性
C． 光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性
D． 光既有波动性，又具有粒子性，二者并不矛盾
11.话说有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是( )
A． 哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了
B． 弟弟思念哥哥而加速生长
C． 由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢
D． 这是神话，科学无法解释
12.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
二、计算题(共3小题)
13.如果飞船以0.75c的速度从你身边飞过，飞船上的人看飞船上的一个灯亮了10 min，你观测到这个灯亮的时间约为多少？
14.π介子与质子相碰可产生其他粒子，其中有一种k0粒子，它经d＝1×10－1m的距离便衰变成两个具有相反电荷的π介子，若k0的速率为v＝2.24×108m/s，试求其固有寿命．
15.一个静止质量m0＝1 kg的物体，与地球一起绕太阳公转的速度为30 m/s，在相应的惯性参考系中，观测者测得该物体的质量为多少？
三、填空题(共3小题)
16.牛顿运动定律和万有引力定律在、、的广阔的领域，包括天体力学的研究中经受了实践的检验，取得了巨大的成就．
17.普朗克提出了能量子与频率成________(填“正比”或“反比”)的观点，如果能量子的能量用ε来表示，它的数值等于辐射光子的频率ν乘以一个常量h，即________，h称作普朗克常量，实验测得h＝________ J·s.
18.设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．
四、简答题(共3小题)
19.试举出一些经典力学在科技方面的应用实例．
20.考虑以下四个问题：(1)如图2所示，参考系O′相对于参考系O静止时，人看到的光速是多少？
(2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动时，人看到的光速是多少？
(3)参考系O′相对于参考系O以速度v向左运动时，人看到的光速是多少？
(4)根据狭义相对论理论，在上述三种情况下光速应该是多少？
图2
21.牛顿力学及牛顿的工作方法成为近代自然科学的经典，它实现了人类认识自然界的第一次综合．你知道牛顿伟大贡献的精髓在哪里吗？
答案解析
1.【答案】D
【解析】A、B、C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.
2.【答案】D
【解析】由公式l＝l0可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变．
3.【答案】D
【解析】普朗克是量子力学的奠基者，被称为量子力学之父．
4.【答案】C
【解析】
5.【答案】B
【解析】牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域，不适用微观、高速、强相互作用，子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属于低速，经典力学能适用．而电子接近光速运动，经典力学不再适用，B正确，A、C、D错误．
6.【答案】D
【解析】经典力学在低速运动的广阔领域(包括天体力学的研究)中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就，但在高速领域不再适用，故选项A，B，C适用．
7.【答案】C
【解析】 电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．
8.【答案】B
【解析】光子的能量ε＝hν，h是普朗克常量，故光子的能量与光子的频率成正比，所以B正确，A、C、D错误．
9.【答案】A
【解析】牛顿是经典力学理论体系的建立者，牛顿定律是经典力学的基础．
10.【答案】A
【解析】光的波粒二象性是微观世界特有的规律，既不能理解成宏观概念中的波，也不能把光子简单看成宏观概念中的粒子．
11.【答案】C
【解析】根据公式τ＝可知，物体的速度越大，其时间进程越慢．
12.【答案】C
【解析】经典力学的局限性是宏观物体及低速运动．当达到高速时，经典力学就不在适用，C正确；
13.【答案】约15 min
【解析】设观测灯亮的时间为Δt，则
Δt＝＝min≈15 min.
14.【答案】3.0×10－10s
【解析】k0粒子的速率已达v＝2.24×108m/s，是光速的70%以上，应该用相对论解题．在实验室中测得的粒子运动的时间间隔为
t＝＝s＝4.5×10－10s
根据时间延缓效应Δt＝
t0＝t＝4.5×10－10×s
＝3.0×10－10s
15.【答案】 1.000 000 05 kg
【解析】 根据狭义相对论，m＝
m＝kg＝1.000 000 05 kg．
16.【答案】宏观、低速、弱引力
【解析】略
17.【答案】正比 ε＝hν 6.63×10－34
【解析】
18.【答案】k
【解析】由E＝mc2得＝＝k，所以m＝km0.
由m＝得＝＝k，
得v＝c.
19.【答案】例如利用经典力学规律，人类在航空航天技术中设计制造了人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等，火车、飞机、磁悬浮列车等现代交通工具也都服从经典力学规律．
【解析】根据牛顿运动定律对照我们所知道的物体的运动，分析哪些物体的运动规律与经典力学规律相同．
20.【答案】 (1)c (2)c＋v (3)c－v (4)都是c
【解析】 根据速度合成法则，第一种情况人看到的光速应是c，第二种情况应是c＋v，第三种情况应是c－v，而根据狭义相对论理论，光速是不变的，三种情况光速都应是c.
21.【答案】见解析
【解析】经典力学的建立首次告诉人们，一个以现象观察和实验研究为基础的自然科学理论体系，其思想观点应该是明确透彻的，其结构体系应是严密完备的，其数学表达应是严格、定量、可以操作的；这种理论不仅能够在一定范围内揭示事物的本质和规律，做出定量的解释、推断和预言，而且理论本身的是非真伪、成立条件、适用范围等也都可以定量地检验和界定，这是一切自然科学理论应有的基本特征，牛顿伟大贡献的精髓正在于此．
一、单选题(共12小题)
1.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
2.假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是( )
A． 这个人是一个矮胖子
B． 这个人是一个瘦高个子
C． 这个人矮但不胖
D． 这个人瘦但不高
3.最早提出量子假说的物理学家是( )
A． 爱因斯坦
B． 牛顿
C． 开普勒
D． 普朗克
4.当物体以很大速度运动时，它的质量与静止质量m0的关系是m＝，此时它的动能应该是( )
A．mv2
B．m0v2
C．mc2－m0c2
D． 以上说法都不对
5.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． 以300 m/s飞行的子弹
B． 以接近光速运动的电子
C． 以300 km/h高速运行的列车
D． 以7.8 km/s绕地球运行的“天宫一号”
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． “勇气号”宇宙探测器的运动
D． 以99%倍光速运行的电子束
7.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是( )
A． 根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B． 电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动
C． 电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用
D． 电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释
8.光子的能量是由下列哪个物理量决定的( )
A． 光的波长
B． 光的频率
C． 光的传播速度
D． 介质的性质
9.世纪末，采用归纳与演绎、综合与分析的方法，建立了完整的经典力学体系，使物理学从此成为一门成熟的自然科学的科学家是( )．
A． 牛顿
B． 开普勒
C． 笛卡儿
D． 伽利略
10.关于光的本性，下列说法错误的是( )
A． 光的波粒二象性说明光既与宏观中波的运动相同，又与宏观中粒子的运动相同
B． 大量光子产生的效果往往显示波动性，个别光子产生的效果往往显示粒子性
C． 光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性
D． 光既有波动性，又具有粒子性，二者并不矛盾
11.话说有兄弟俩个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是( )
A． 哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了
B． 弟弟思念哥哥而加速生长
C． 由相对论可知，物体速度越大，其时间进程越慢，生理进程也越慢
D． 这是神话，科学无法解释
12.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
二、计算题(共3小题)
13.如果飞船以0.75c的速度从你身边飞过，飞船上的人看飞船上的一个灯亮了10 min，你观测到这个灯亮的时间约为多少？
14.π介子与质子相碰可产生其他粒子，其中有一种k0粒子，它经d＝1×10－1m的距离便衰变成两个具有相反电荷的π介子，若k0的速率为v＝2.24×108m/s，试求其固有寿命．
15.一个静止质量m0＝1 kg的物体，与地球一起绕太阳公转的速度为30 m/s，在相应的惯性参考系中，观测者测得该物体的质量为多少？
三、填空题(共3小题)
16.牛顿运动定律和万有引力定律在、、的广阔的领域，包括天体力学的研究中经受了实践的检验，取得了巨大的成就．
17.普朗克提出了能量子与频率成________(填“正比”或“反比”)的观点，如果能量子的能量用ε来表示，它的数值等于辐射光子的频率ν乘以一个常量h，即________，h称作普朗克常量，实验测得h＝________ J·s.
18.设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍．则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍，粒子运动速度是光速的________倍．
四、简答题(共3小题)
19.试举出一些经典力学在科技方面的应用实例．
20.考虑以下四个问题：(1)如图2所示，参考系O′相对于参考系O静止时，人看到的光速是多少？
(2)参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动时，人看到的光速是多少？
(3)参考系O′相对于参考系O以速度v向左运动时，人看到的光速是多少？
(4)根据狭义相对论理论，在上述三种情况下光速应该是多少？
图2
21.牛顿力学及牛顿的工作方法成为近代自然科学的经典，它实现了人类认识自然界的第一次综合．你知道牛顿伟大贡献的精髓在哪里吗？
答案解析
1.【答案】D
【解析】A、B、C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.
2.【答案】D
【解析】由公式l＝l0可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变．
3.【答案】D
【解析】普朗克是量子力学的奠基者，被称为量子力学之父．
4.【答案】C
【解析】
5.【答案】B
【解析】牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域，不适用微观、高速、强相互作用，子弹的飞行、飞船绕地球的运行及列车的运行都属于低速，经典力学能适用．而电子接近光速运动，经典力学不再适用，B正确，A、C、D错误．
6.【答案】D
【解析】经典力学在低速运动的广阔领域(包括天体力学的研究)中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就，但在高速领域不再适用，故选项A，B，C适用．
7.【答案】C
【解析】 电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．
8.【答案】B
【解析】光子的能量ε＝hν，h是普朗克常量，故光子的能量与光子的频率成正比，所以B正确，A、C、D错误．
9.【答案】A
【解析】牛顿是经典力学理论体系的建立者，牛顿定律是经典力学的基础．
10.【答案】A
【解析】光的波粒二象性是微观世界特有的规律，既不能理解成宏观概念中的波，也不能把光子简单看成宏观概念中的粒子．
11.【答案】C
【解析】根据公式τ＝可知，物体的速度越大，其时间进程越慢．
12.【答案】C
【解析】经典力学的局限性是宏观物体及低速运动．当达到高速时，经典力学就不在适用，C正确；
13.【答案】约15 min
【解析】设观测灯亮的时间为Δt，则
Δt＝＝min≈15 min.
14.【答案】3.0×10－10s
【解析】k0粒子的速率已达v＝2.24×108m/s，是光速的70%以上，应该用相对论解题．在实验室中测得的粒子运动的时间间隔为
t＝＝s＝4.5×10－10s
根据时间延缓效应Δt＝
t0＝t＝4.5×10－10×s
＝3.0×10－10s
15.【答案】 1.000 000 05 kg
【解析】 根据狭义相对论，m＝
m＝kg＝1.000 000 05 kg．
16.【答案】宏观、低速、弱引力
【解析】略
17.【答案】正比 ε＝hν 6.63×10－34
【解析】
18.【答案】k
【解析】由E＝mc2得＝＝k，所以m＝km0.
由m＝得＝＝k，
得v＝c.
19.【答案】例如利用经典力学规律，人类在航空航天技术中设计制造了人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等，火车、飞机、磁悬浮列车等现代交通工具也都服从经典力学规律．
【解析】根据牛顿运动定律对照我们所知道的物体的运动，分析哪些物体的运动规律与经典力学规律相同．
20.【答案】 (1)c (2)c＋v (3)c－v (4)都是c
【解析】 根据速度合成法则，第一种情况人看到的光速应是c，第二种情况应是c＋v，第三种情况应是c－v，而根据狭义相对论理论，光速是不变的，三种情况光速都应是c.
21.【答案】见解析
【解析】经典力学的建立首次告诉人们，一个以现象观察和实验研究为基础的自然科学理论体系，其思想观点应该是明确透彻的，其结构体系应是严密完备的，其数学表达应是严格、定量、可以操作的；这种理论不仅能够在一定范围内揭示事物的本质和规律，做出定量的解释、推断和预言，而且理论本身的是非真伪、成立条件、适用范围等也都可以定量地检验和界定，这是一切自然科学理论应有的基本特征，牛顿伟大贡献的精髓正在于此．