2021-2022学年粤教版 必修2 第五章经典力学与物理学的革命 单元测试卷（word版含答案）

粤教版 必修2 经典力学与物理学的革命 单元测试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(每题3分，共8各小题，共计24分)

1.是三个完全相同的时钟，A放在地面上，分别放在以速度和朝同一方向飞行的两个火箭上，且。地面上的观察者认为走得最快的时钟是(   )

A.A时钟 B.B时钟 C.C时钟 D.无法确定

2.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行，如果把这段路程缩短为3光年，则他所乘飞船相对地球的速度为（c为光速）(   )

A. B. C. D.

3.有一把长为L的尺子竖直放置，现让这把尺子沿水平方向以接近光的速度运行，运行过程中尺子始终保持竖直，那么我们此时再测量该尺子的长度将(   )

A.大于L B.小于L C.等于L D.无法测量

4.“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是(   )

A.I增大，λ增大 B.I增大，λ减小 C.I减小，λ增大 D.I减小，λ减小

5.某考生现在正在完成100分钟的期末物理考试,假设一艘飞船相对该考生以的速度匀速飞过(c为真空中的光速),则飞船上的观察者根据相对论认为该考生考完这场考试所用时间(   )

A.大于100分钟 B.等于100分钟 C.小于100分钟 D.不能确定

6.在高速行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播,闪光到达车厢后壁时,一只小猫在车厢后端出生,闪光到达车厢前壁时,两只小鸡在车厢前端出生.则(   )

A.在火车上的人看来,一只小猫先出生 B.在火车上的人看来,两只小鸡先出生

C.在地面上的人看来,一只小猫先出生 D.在地面上的人看来,两只小鸡先出生

7.如果有一列火车，以很高的速度运动，车窗沿运动方向为长，垂直运动方向为宽，根据相对论的知识，地面上的人发现(   )

A.火车窗口比静止时要长 B.火车窗口比静止时要短

C.火车窗口比静止时要宽 D.火车窗口比静止时要窄

8.如图，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根静止的10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最准确地描述了梭镖穿过管子情况的是(   )
 

A.梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它

B.管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来

C.两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖

D.所有这些都与观察者的运动情况有关

二、多选题(每题4分，共6各小题，共计24分)

9.下列实验中，能证明光具有粒子性的是(   )

A.光电效应实验 B.光的双缝干涉实验 C.光的圆孔衍射实验 D.康普顿效应实验

10.2017年6月16日,来自中国的“墨子号”量子卫星从太空发出两道红色的光射向青海德令哈站与千里外的云南丽江高美古站,首次实现了人类历史上第一次距离达“千公里级”的量子密钥分发.下列说法正确的是(   )

A.经典力学适用于“墨子号”绕地球运动的规律

B.经典力学适用于光子的运动规律

C.量子力学可以描述“墨子号”发出两道红光的运动规律

D.量子力学的发现说明经典力学已经失去了应用价值

11.直升机在抢险救灾中能发挥特殊的作用，在某次抢险救灾中，飞行员凭借自己的经验，在抵达救灾地点前，调为以某一恒定的速度匀速飞行，在距离救灾地点一定距离时，将救灾物资自由释放。地面上的人看到该救灾物资的运动轨迹为曲线，而飞行员观察到救灾物资做自由落体运动，经一段时间，救灾物资刚好落在救灾地点。由经典的时空观可确定(   )

A.飞行员为非惯性系  B.飞行员为惯性系

C.地面上的人为非惯性系 D.地面上的人为惯性系

12.如果牛顿运动定律在参考系中成立,而参考系相对于做匀速直线运动,则在参考系中（   ）

A.牛顿运动定律也同样成立

B.牛顿运动定律不能成立

C. 和两个参考系中,一切物理定律拿都是相同的

D.参考系也是惯性参考系

13.对于公式下列说法中正确的是（  ）

A.公式中的是物体以速度运动时的质量
B.当物体的运动速度时,物体的质量,即物体的质量改变了,故经典力学不适用
C.当物体以较小速度运动时,质量变化十分微小,经典力学理论仍然适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变化才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动
D.通常由于物体的运动速度太小,故质量的变化引不起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量的变化

14.下列事件或现象支持了广义相对论的是(   ).

A.星光经过太阳时发生弯曲                    B.钟慢效应
C.尺缩效应                           D.引力红移

三、计算题(每题13分，共4各小题，共计52分)

15.π介子与质子相碰可产生其他粒子，其中有一种粒子，它经的距离便衰变成两个具有相反电荷的π介子，若的速率为，试求其固有寿命．

16.1947年，在用乳胶研究高空宇宙射线时，发现了一种不稳定的基本粒子，称做介子，质量约为电子质量的273.27倍，它带有一个电子电荷量的正电荷或负电荷，称作或.若参考系中介子处于静止，它们的平均寿命为，设介子以速率运动，求从实验室参考系观测到该粒子的平均寿命．

17.如果真空中的光速为，当一个物体的运动速度为时，质量为3 kg．当它的速度为时，质量为多少？

18.一被加速器加速的电子，其能量为，试问：

(1)此时电子的质量是其静质量的多少倍？

(2)此时电子的速率为多少？(电子的静质量为)

参考答案

1.答案：A

解析：根据公式可知，相对于观察者的速度v越大，其上的时间进程越慢，C时钟相对于观察者的速度最大，所以C走得最慢。地面上的时钟A的速度，它所记录的两事件的时间间隔最大，即地面上的钟走得最快，故A正确，B、C、D错误。

2.答案：C

解析：由，且，可得，故C正确。

3.答案：C

解析：相对论中所谓的“运动的尺子变短”现象是发生在尺子运动方向上的，现在尺子在竖直方向没发生高速运动，由此可知它的长度将不变，故选项C正确。

4.答案：B

解析：黑体辐射规律为：温度升高，辐射强度I增大，I的极大值向波长短的方向偏移，故B选项正确。

5.答案：A

解析：根据狭义相对论可知,飞船相对该考生以的速度匀速飞过时,飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间,可知飞船上的观察者认为该考生考完这场考试所用的时间大于100分钟,选项A正确.

6.答案：C

解析：火车中的人认为,车厢是个惯性系,光向前向后传播的速度相等,光源在车厢中央,闪光同时到达前后两壁,则在火车上的人看来,小猫和小鸡同时出生,故A、B错误;地面上的人认为,地面是一个惯性系,光向前向后传播的速度相等,向前传播的路程长些,到达前壁的时刻晚些,故在地面上的人看来,一只小猫先出生,故C正确,D错误.

7.答案：B

解析：由于长度收缩效应，在运动的方向上，长度要缩短，所以车窗的长度比静止时要短，但是与运动方向垂直的宽不会变化，所以B正确。

8.答案：D

解析：如果观察者是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全在管子内部。然而当观察者和梭镖一起运动时，观察者看到的管子就缩短了，所以在某些位置，观察者可以看到梭镖两端都伸出管子。则D正确，A、B、C错误。

9.答案：AD

解析：光电效应说明光具有粒子性，故A正确；干涉和衍射是波特有的现象，不能说明光具有粒子性，故B、C错误；康普顿效应能说明光具有粒子性，故D正确.

10.答案：AC

解析：经典力学适用于宏观、低速物体的运动,“墨子号”绕地球的运动属于宏观、低速的运动,而对于高速运动的光子，经典力学已经不再适用,故A正确,B错误;量子力学可以描述光子的运动规律,而且量子力学和经典力学的适用范围不同,各自在自己的范围内是有价值的,故C正确,D错误.

11.答案：BD

解析：物资被投放后，仅受重力作用，飞行员看到物资是做自由落体运动，符合牛顿运动定律，故飞行员为惯性参考系，B正确，A错误；地面上的人看到物资做平抛运动，符合牛顿运动定律，D正确，C错误。

12.答案：ACD

解析：根据狭义相对论原理，在不同的惯性参考系中一切物理定律都是相同的。

13.答案：CD

解析：公式中的m0是物体静止时的质量,选项A错误;在v远小于光速时,质量的变化不明显,经典力学依然成立,B错误,CD正确。

14.答案：AD

解析：钟慢效应和尺缩效应是由狭义相对论得到的结论,BC不符合题意。星光经过太阳时发生弯曲及引力红移支持了广义相对论,AD符合题意。

15.答案：

解析：粒子的速率已达，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

根据时间延缓效应

16.答案：

解析：由钟慢效应知，

将，代入得到.

17.答案：2.25 kg

解析：根据狭义相对论，，由题意知

所以，

所以．

18.答案：(1)5 857倍

(2)

解析：(1)由爱因斯坦质能方程有

则倍

(2)由质速关系有

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