第五章 经典力学与物理学革命 章末检测 word版含答案

第5章经典力学与物理学革命检测
(时间：60分钟，满分：100分)
一、单项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)
1.下列说法中正确的是(　　)
A．用经典力学处理高速运动的微观粒子具有相当高的正确性
B．伽利略认为物体的运动需要力来维持
C．爱因斯坦的相对论认为长度、质量、时间总是绝对不变的
D．最早提出能量子概念的物理学家是普朗克
解析：选D.经典力学不适用于高速微观运动的粒子，A错误；伽利略认为物体的运动不需要力来维持，B错误；爱因斯坦的相对论认为长度、质量、时间都是变化的，C错误，D正确．
2.下列关于经典力学的观点，你认为任何情况下都适用的是(　　)
A．任何物体都有确定的质量
B．物体运动时都有确定的轨迹
C．知道物体的初速度、受力和质量，可确定任一时刻物体的速度
D．只有理论和实际(或实验)相符合时，才能被证明是正确的
解析：选D.相对论表明，物体的质量随速率的增加而增大，A错误；量子力学表明，粒子没有确定的轨迹，速度和位置是不确定的，B、C错误．
3.根据经典时空观，下列结论不正确的是(　　)
A．同时的绝对性
B．时间间隔的绝对性
C．物体质量随物体速度变化的相对性
D．空间距离的绝对性
解析：选C.根据经典的时空观，同时、时间间隔和空间距离都是绝对的，物体质量与物体的速度变化无关，是恒定不变的，故C选项是不符合经典时空观的．
4.假设地面上有一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
解析：选D.“尺缩效应”中，缩小的长度应是运动方向上的，而与运动方向垂直的方向上的长度不变．
5.用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子的逸出速度增大，则(　　)
A．改用红光照射
B．改用紫光照射
C．增大绿光的强度
D．减小绿光的强度
解析：选B.光电子的逸出速度只随入射光频率的增大而增大，所以应增大入射光的频率，故B正确．
二、多项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错或不答的得0分)
6．20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子，这说明(　　)
A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论
B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是没有局限性的
C．不同领域的事物各有其本质与规律
D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律
解析：选CD.人们对客观世界的认识，要受到他所处时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断地扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生，并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．故C、D正确．
根据伽利略相对性原理，可以得到下列哪些结论(　　)
A．任何力学规律在惯性系中都是相同的
B．同一力学规律在不同的惯性系中可能不同
C．在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否在匀速运动
D．在一个惯性参考系里可以用力学实验判断该参考系是否在匀速运动
解析：选AC.由惯性系的定义可知A正确，B错误；当你坐在匀速行驶的船中时，你无法知道船是静止的还是匀速运动的，故C正确，D错误．
对光的波粒二象性的理解正确的是(　　)
A．大量光子传播时往往表现出波动性
B．个别光子与其他物质作用时往往表现出粒子性
C．宏观上往往表现出粒子性
D．微观上往往表现出波动性
解析：选AB.光具有波粒二象性，在宏观上，大量光子的行为表现出波动性，在微观上，个别光子表现出粒子性，故A、B正确，C、D错误．
关于能量子假说，下列说法正确的是(　　)
A．为了解决黑体辐射的理论困难，爱因斯坦提出了能量子假说
B．能量子假说第一次提出了不连续的概念
C．能量的量子化就是能量的不连续化
D．能量子假说认为电磁波在空间中的传播是不连续的
解析：选BC.普朗克提出了能量子假说，他认为，电磁波的发射和吸收都是不连续的，是一份一份进行的．他不但解决了黑体辐射的理论困难，而且提出了“能量子”概念，揭开了物理学上崭新的一页，故A错误，B、C正确；能量子假说只提到了电磁波的发射和吸收是不连续的，没有提到电磁波的传播，D错误．
下列说法中正确的是(　　)
A．光的粒子性表现在能量的不连续上
B．光的粒子性就是光是由一些小质点组成的
C．光的波动性表现为光子运动的不确定性
D．光的波动性就是光像水波一样呈波浪式传播
解析：选AC.光的波动性和粒子性与宏观世界中的波和质点是有本质区别的，光子是一份一份的能量，故A项正确、B项错误．光的波动性是指粒子在什么地方出现存在一个概率，概率大的地方出现在该处的可能性大，反之可能性小，故D错误，C正确．
三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
(8分)一块静止时质量为m0的石块，当它相对于静止在地面上的你以速度v匀速运动时，你观测到它的质量是增大、减小还是不变？
解析：根据爱因斯坦的狭义相对论，质量要随着物体运动速度的增大而增大，所以观测到石块的质量将增大．
答案：增大
12．(14分)在下图中，车厢后部有一个光源，火车速度为v1，光的传播速度为c，实验发现对于站台上的观察者来说光的传播速度仍为c.请思考：
(1)该实验事实与经典力学的速度合成法则产生了怎样的矛盾？
(2)爱因斯坦如何解决了该问题？
解析：(1)按照经典力学的速度合成法则，此时对于站台上的观察者来说光的传播速度应为v1＋c，而实验的结果却是c，因而产生了矛盾．(6分)
(2)为解决上述矛盾，爱因斯坦于1905年提出了狭义相对论，狭义相对论理论的出发点是以下两条基本假设：第一是相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．第二是光速不变原理：不管在哪个惯性系中，测得的真空中的光速都相同，从而解决了上述矛盾．(8分)
答案：见解析
13．(18分)某广播电台发射功率为10 kW，在空气中波长为187.5 m的电磁波，试求：
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子？
(2)若发射的光子向四面八方视为均匀的，求在离天线2.5 km处，直径为2 m的环状天线每秒接收的光子个数是多少？接收功率为多大？
解析：(1)每个光子的能量：E＝hν＝＝1.06×10－27J，
(4分)
则每秒钟电台发射上述波长的光子数为
N＝＝1031个．(5分)
(2)设环状天线每秒接收光子数为n个，以电台发射天线为球心，则半径为R的球面积S＝4πR2，(2分)
而环状天线的面积S′＝πr2，所以
n＝×N＝4×1023个；(4分)
接收功率：P＝×P总＝4×10－4W.(3分)
答案：(1)1031　(2)4×1023个　4×10－4W