教科版 高中物理 必修二 第五章 经典力学的成就与局限性 寒假复习题(解析版)

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教科版高中物理必修二第五章经典力学的成就与局限性寒假
复习题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

分卷I
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.下列关于经典力学的说法不正确的是()
A．自由落体运动规律属于经典力学
B．行星运动定律属于经典力学
C．牛顿运动定律属于经典力学
D．爱因斯坦在20世纪初创立了相对论理论，这表明牛顿的经典力学已不再适用
【答案】D
【解析】经典力学有一定的局限性，适用于宏观、低速运动的物体，不适用于高速、微观的物体．自由落体运动、行星运动定律遵守牛顿运动定律，属于经典力学，A、B正确；牛顿运动定律是经典力学的核心理论，属于经典力学，C正确；牛顿的经典力学是爱因斯坦相对论理论在低速条件下的近似，所以相对论的创立并不表明牛顿的经典力学已不再适用，D错误．
2.牛顿力学的适用范围是()
A．适用于宏观物体的低速运动(与光速相比)
B．适用于微观粒子的运动
C．适用于宏观物体的高速(与光速相比)运动
D．适用于受到强引力作用的物体
【答案】A
【解析】牛顿力学属于经典力学，它只适用于低速、宏观物体的运动以及弱引力作用时的情况，故A对，B、C、D错．
3.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”
【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．
4.如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c．强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光速的传播速度为()
A． 0.4c
B． 0.5c
C． 0.9c
D． 1.0c
【答案】D
【解析】根据光速不变原理，在任何参照系中测量的光速都是c，D正确．
5.下列说法中不正确的是()
A．牛顿运动定律适用于宏观、低速、弱作用力领域
B．经典力学适用于微观、高速、强引力场等物体的运动
C．一旦测出了引力常量，就可以算出地球的质量
D． 17世纪，牛顿把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功的解释了天体运动的规律
【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，A正确，B错误；卡文迪许利用扭秤实验测量出了引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg，由G＝mg知C正确；根据牛顿对万有引力的研究史知D正确．
6.广东省虎门大桥全长近15 km，在500 m高空有一架与大桥平行匀速飞行的飞机，飞机上人员看到大桥的长度将是()
A．大于15 km
B．等于15 km
C．小于15 km
D．飞机飞行越快，大桥将变得越长
【答案】C
【解析】由于飞机相对大桥是运动的，因此在飞机上观察者看来，大桥要缩短，故C正确．
7.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
【答案】C
【分析】1、相对论速度：车对地的速度为v，人对车得速度为u'，地面上的人看到车上人相对地面的速度为。

2、相对论质量：物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间的关系：。

3、相对论能量——质能方程：。

8.一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，若都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大()
A．摩托车
B．有轨电车
C．两者都增加
D．都不增加
【答案】B
【解析】对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能量却是它自己带来的．能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车．能量与质量相对应，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度的增加而增大．
9.在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是() A．运动中的物体，其质量无法测量
B．物体的速度远小于光速，质量变化极小
C．物体的质量太大
D．物体质量并不随速度变化而变化
【答案】B
【解析】根据狭义相对论m＝可知，在宏观物体的运动中，v≪c，所以m变化不大，而
不是因为质量太大或无法测量．
10.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
【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.
二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
11.（多选）通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成是惯性系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性系的有()．
A．停在地面上的汽车
B．绕地球做匀速圆周运动的飞船
C．在大海上匀速直线航行的轮船
D．进站时减速行驶的火车
【答案】BD
【解析】相对地面静止或做匀速运动的物体就是惯性系，题中所给的四个对象，绕地球做匀速圆周运动的飞船的运动为变加速曲线运动(本选项特别易错)，进站减速的火车的运动也是变速运动，故B，D正确，A，C错误．
12.(多选)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
【答案】AB
【解析】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．
13.（多选）甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子，同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子，则下列说法正确的是()
A．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大
B．甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小
C．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度大
D．乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度小
【答案】BD
【解析】对甲来说，他看到火车内的尺子是静止的，故长度为公式中的l，他观察到乙手中的尺子
是运动的，看到的长度相当于公式中的l′，由l′＝l，得l′＜l，故甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小，故A错误、B正确；同理，乙看到自己手中的尺子是静止的，长度为l，他观察到甲手中的尺子是运动的，看到的长度为l′，由l′＝l得l′＜l，故
乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度小，故C错误、D正确．
14.（多选）继哥白尼提出“太阳中心说”、开普勒提出行星运动三定律后，牛顿站在前人的肩膀上，创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦既批判了牛顿力学的不足，又进一步发展了牛顿的经典力学，创立了相对论，这说明()
A．世界无限扩大，人不可能认识世界，只能认识世界的一部分
B．人的意识具有能动性，能够正确地反映客观世界
C．人对世界的每一个正确认识都有局限性，需要发展和深化
D．每一个认识都可能被后人推翻，人不可能获得正确的认识
【答案】BC
【解析】发现总是来自于认识的过程，爱因斯坦的相对理论并没有否定经典力学，而是对牛顿力学理论的发展和深化，但也有人正在向爱因斯坦理论挑战，故A，D错误，B，C正确．
分卷II
三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
15.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？
【答案】约15 min
【解析】设观测灯亮的时间为Δt，则
Δt＝＝min≈15 min.
16.设想在人类的将来实现了星际航行，即将火箭发射到邻近的恒星上去，火箭相对于日心－恒星坐标系的速率为v＝0.8c，火箭中静止放置长度为 1.0 m的杆，杆与火箭方向平行，求在日心－恒星坐标系中测得的杆长．
【答案】0.6 m
【解析】由尺缩效应知：l＝l0，将l0＝1.0 m，v＝0.8c代入得到l＝0.6 m.
17.太阳内部不停地发生着剧烈的热核反应，太阳每秒钟向外释放的能量约为3.8×1026J，则太阳的质量每秒钟减少多少？
【答案】4.2×109kg
【解析】太阳向外释放出巨大的能量必然伴随着自身质量的减少，由ΔE＝Δmc2得太阳每秒减少的质量为
Δm＝＝kg≈4.2×109kg.
18.如果观察者测出一个高速运动的电子质量为2m0，问电子速度为多大？(m0为电子的静止质量) 【答案】0.866c
【解析】将，代入得．。