第五章測評(A)(時間:90分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8個小題,每小題5分,共40分。其中1~5小題只有一個正確選項,6~8小題有多個正確選項)1.對于經(jīng)典力學(xué)理論,下述說法正確的是()A.由于相對論、量子論的提出,經(jīng)典力學(xué)已經(jīng)失去了它的意義B.經(jīng)典力學(xué)在今天廣泛應(yīng)用,它的正確性無須懷疑,仍是普遍適用的C.經(jīng)典力學(xué)在歷史上起了巨大的作用,隨著物理學(xué)的發(fā)展而逐漸過時,成為一種古老的理論D.經(jīng)典力學(xué)在宏觀低速運(yùn)動中,引力不太大時適用答案：D解析：經(jīng)典力學(xué)和其他任何理論一樣,有其自身的局限性和適用范圍,但對于低速宏觀物體的運(yùn)動,經(jīng)典力學(xué)仍然適用,并仍將在它適用范圍內(nèi)大放異彩,所以D正確。2.相對論告訴我們,物體運(yùn)動時的質(zhì)量與其靜止時的質(zhì)量相比()A.運(yùn)動時的質(zhì)量比靜止時的質(zhì)量大B.運(yùn)動時的質(zhì)量比靜止時的質(zhì)量小C.運(yùn)動時的質(zhì)量與靜止時的質(zhì)量相等D.是兩個不同的概念,無法比較答案：A解析：根據(jù)狹義相對論的質(zhì)速關(guān)系m=m03.關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系式,下列說法正確的是()A.E=mc2中的E是物體以光速c運(yùn)動的動能B.E=mc2是物體的核能C.E=mc2是物體各種形式能的總和D.由ΔE=Δmc2知,在核反應(yīng)中,虧損的質(zhì)量Δm與放出的能量ΔE存在一定關(guān)系答案：D解析：愛因斯坦的質(zhì)能關(guān)系E=mc2,只是說明物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在著簡單的正比關(guān)系。物體的能量增大了,質(zhì)量也增大;能量減小了,質(zhì)量也減小。故只有D項是正確的,其他均錯。4.下列說法正確的是()A.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量也不隨運(yùn)動狀態(tài)而改變B.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量隨運(yùn)動速度的增大而減小,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大C.在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量是不變的,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量隨物體速度的增大而增大D.上述說法都是錯誤的答案：C解析：在經(jīng)典力學(xué)中,物體的質(zhì)量是不變的,在狹義相對論中,物體的質(zhì)量隨物體運(yùn)動速度的增大而增大;二者在速度遠(yuǎn)小于光速時是統(tǒng)一的,故只有C正確。5.慣性系S中有一邊長為l的正方形,從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖像是()答案：C解析：由l=l01-vc2可知沿速度方向即6.牛頓的經(jīng)典力學(xué)能很好地解釋下列哪些現(xiàn)象()A.高速公路上行駛的汽車B.空氣中下落的雨滴C.原子核外電子繞核的轉(zhuǎn)動D.空氣中飄浮的肥皂泡答案：ABD解析：經(jīng)典力學(xué)只適用于低速運(yùn)動,不適用于高速運(yùn)動;只適用于宏觀世界,不適用于微觀世界。高速公路上行駛的汽車、空氣中下落的雨滴、空氣中飄浮的肥皂泡都屬于宏觀、低速范疇,經(jīng)典力學(xué)適用。原子核外電子繞核的轉(zhuǎn)動屬于微觀現(xiàn)象,經(jīng)典力學(xué)不適用。7.物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認(rèn)識,推動了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命,促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步。下列表述正確的是()A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B.牛頓通過實驗證實了萬有引力定律C.相對論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學(xué)已不再適用D.愛因斯坦建立了狹義相對論,把物理學(xué)推廣到高速領(lǐng)域答案：AD解析：萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的,但在實驗室里加以驗證是卡文迪許進(jìn)行的,A對,B錯;相對論并沒有否定經(jīng)典力學(xué),經(jīng)典力學(xué)對于低速、宏觀物體的運(yùn)動仍適用,C錯;狹義相對論的建立,是人類取得的重大成就,從而把物理學(xué)推廣到高速領(lǐng)域,D對。8.用著名的公式E=mc2(c是光速),可以計算核反應(yīng)堆中為了產(chǎn)生一定的能量所需消耗的質(zhì)量。下面說法正確的是()A.同樣的公式E=mc2也可以用來計算一個手電筒發(fā)出一定能量光時所丟失的質(zhì)量B.公式E=mc2適用于核反應(yīng)堆中的核能,不適用于電池中的化學(xué)能C.只適用于計算核反應(yīng)堆中為了產(chǎn)生一定的能量所需消耗的質(zhì)量D.公式E=mc2適用于任何類型的能量答案：AD二、填空題(本題共2個小題,共16分)9.(8分)某車沿水平方向高速行駛,車廂中央的光源發(fā)出一個閃光,閃光照到了車廂的前、后壁,則地面上的觀察者認(rèn)為該閃光(選填“先到達(dá)前壁”、“先到達(dá)后壁”或“同時到達(dá)前后壁”),同時他觀察到車廂的長度比靜止時變(選填“長”或“短”)了。

答案：先到達(dá)后壁短解析：地面上的觀察者認(rèn)為地面是一個慣性系,閃光向前、后傳播的速度相對地面是相同的,但是在閃光飛向兩壁的過程中,車廂向前行進(jìn)了一段距離,所以向前的光傳播的路程長些,到達(dá)前壁的時間也就晚些,即地面上的觀察者認(rèn)為該閃光先到達(dá)后壁。根據(jù)長度的相對性可知:一條沿自身長度方向運(yùn)動的桿,其長度總比桿靜止時的長度小。故可以得出觀察者觀察到車廂的長度比靜止時變短。10.(8分)設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍,則粒子運(yùn)動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的倍,粒子運(yùn)動速度是光速的倍。

答案：kk解析：依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2,宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍,則其質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍;再由相對論質(zhì)量公式m=m0三、計算題(本題共3個小題,共44分)11.(12分)1947年,在用乳膠研究高空宇宙射線時,發(fā)現(xiàn)了一種不穩(wěn)定的基本粒子,稱作介子,質(zhì)量約為電子質(zhì)量的273.27倍,它帶有一個電荷量的正電荷或負(fù)電荷,稱作π+或π-。若參考系中π±介子處于靜止,它們的平均壽命為τ0=2.56×10-8s,設(shè)π±介子以0.9c速率運(yùn)動,求從實驗室參考系觀測到該粒子的平均壽命。答案：5.87×10-8s解析：由“鐘慢效應(yīng)”知τ=τ01-vc2,將τ0=2.56×10-8s,v=0.9c代入得到τ=5.12.(16分)把電子從v1=0.9c加速到v2=0.97c時電子的質(zhì)量增加多少?(已知電子靜止質(zhì)量m0=9.1×10-31kg)答案：1.66×10-30kg解析：電子速度為v1時電子質(zhì)量為m1=m電子速度為v2時電子質(zhì)量為m2=m電子質(zhì)量增量為Δm=m2-m1=1.66×10-30kg。13.(16分)半人馬星座α星是離太陽系最近的恒星,它距地球為4.3×1016m。設(shè)有一宇宙飛船自地球往返于半人馬星座α星之間。(1)若宇宙飛船的速率為0.999c,按地球上時鐘計算,飛船往返一次需多長時間?(2)如以飛船上時鐘計算,往返一次的時間又為多少?答案：(1)2.87×108s(2)1.28×107s解析：(1)由于題中恒星與地球的距離s和宇宙飛船的速度v均是地球上的觀察者測量的,故飛船往返一次,地球時鐘所測時間間隔Δt=2