沪科版选修34 电磁场理论引发的怪异问题、狭义相对论的基本原理 第1课时 作业.docx

第5章 5.1 电磁场理论引发的怪异问题5.2 狭义相对论的基本原理120世纪初，著名的物理学家爱因斯坦建立了_，使人们对时空观的认识产生了根本性的变革解析：1905年，爱因斯坦建立了狭义相对论，改变了人们对时空观的传统认识，提出了相对时空的观点答案：狭义相对论2.狭义相对论的基本假设是什么？答案：(1)爱因斯坦相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的(2)光速不变原理：在一切惯性参考系中，光在真空中传播的速度都等于c，跟光源的运动和观察者的运动无关3.试述经典力学的时空观及所遇到的困难解析：根据经典力学和伽利略的相对性原理，在不同的惯性系中所测得的光速应该是不同的而实验事实却是光速不变，这样，实验事实便与理论产生了矛盾，使经典力学时空观遇到了困难答案：经典力学的时空观认为：时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的按该观点和伽利略的相对性原理，就会得到在不同的惯性系中所测得的光速是不同的而实验事实却是光速不变，这样，实验事实便与理论产生了矛盾，使经典力学时空观遇到了困难. 4.绝对时空观的特点是：_、_，时间和空间都是绝对的.答案：时间和空间是分离的 时间尺度和空间尺度与物质运动无关5.所谓的惯性系是指_；相对于一个惯性系做匀速运动的另一个参考系_（是，不是）惯性系，在不同的惯性系中，力学规律都_（相同，不同）；也就是说，每个惯性系都是_的，这个观点叫做_.答案：牛顿运动定律都成立的参考系 是 相同 等效 伽利略相对性原理6.下列说法中正确的是()a.研究铅球的运动，可以用牛顿定律和运动学公式b.研究电子的运动可用牛顿定律和运动学公式c.研究电子运动要用狭义相对性原理，研究铅球运动可用牛顿运动定律d.研究铅球和电子的运动都要用牛顿运动定律e.牛顿定律只能用来处理低速、宏观物体的运动【解析】以牛顿运动定律为基础的经典物理学处理低速、宏观物体的运动是相当完美的，但对于高速、微观的运动就无能为力了.显然，铅球的运动可以用牛顿定律来解决；电子的运动则不能用牛顿定律来解决，而要用狭义相对论原理来解决.故a、c正确，b、d错误.牛顿定律只适用于低速宏观物体的运动，e正确.【答案】ace7.如果牛顿运动定律在参考系a中成立，而参考系b相对于a做匀速直线运动，则在参考系b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.a和b两个参考系中，一切物理定律都是相同的d.参考系b也是惯性参考系e.力学规律在不同的惯性系中是不同的【解析】参考系a是惯性参考系，而参考系b相对于a做匀速直线运动，因而参考系b也是惯性参考系，d正确；根据狭义相对论原理知，在不同的惯性参考系中一切物理定律都是相同的，a、c正确，b、e错误.【答案】acd8.根据经典力学的相对性原理，下列结论正确的是()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e.如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系，相对于一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系【解析】经典力学的相对性原理是力学规律在任何惯性系中都是相同的，故a、c、e正确，b、d错误.【答案】ace9.下列关于狭义相对性原理的说法中不正确的是()a.狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都成立b.狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都成立c.狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性系中都成立d.狭义相对性原理与伽利略相对性原理没有区别e.相对性原理对一切自然规律都适用【解析】根据狭义相对性原理的内容，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的.一定要注意它和伽利略相对性原理的区别，即狭义相对性原理中的“规律”是一切物理规律，而经典相对性原理中的“规律”只是指经典物理学的规律，范围要小许多.【答案】abd10.判断下面说法中正确的是()a.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上向前发出的光，对地速度一定比c大b.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上向后发出的光，对地速度一定比c小c.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上沿垂直于速度方向发出的光对地速度为cd.“嫦娥三号”飞向月球的过程中从卫星上向任一方向发出的光对地速度都为ce.“嫦娥三号”发出光的速度与其运动状态无关【解析】根据狭义相对论的基本假设光速不变原理可知：真空中的光速相对于卫星的速度为c，相对于地面的速度也为c，对不同的惯性系是相同的，因此c、d、e正确，a、b错误.【答案】cde11.如图512所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔a、b和c.假想有一列车沿ac方向以接近光速行驶，当铁塔b发出一个闪光，列车上的观测者测得a、c两铁塔被照亮的顺序是_先被照亮.图512【解析】以列车为参考系，塔a、b、c向左高速运动，列车中的观测者认为光从ba的距离大于光从bc的距离，由t知，光从bc用时短，c先被照亮.【答案】c12.下列说法正确的是（ ）a.世界的过去、现在和将来都只有量的变化，而不会发生质的变化b.时间和空间不依赖人们的意识而存在c.时间和空间是绝对的d.时间和空间是紧密联系、不可分割的解析：根据狭义相对论的观点，时间和空间都不是绝对的，都是相对的.时间和空间不能割裂，是紧密联系的.所以选项a、b、c错误，选项d正确.答案：d13.如图513所示，思考以下几个问题：(光速用c表示)图513(1)若参考系o相对于参考系o静止，人看到的光速应是多少？(2)若参考系o相对于参考系o以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？(3)若参考系o相对于参考系o以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？【解析】根据狭义相对论的光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动没有关系.因此三种情况下，人观察到的光速都是c.【答案】(1)c(2)c(3)c14.如图514所示，在地面上m点固定一光源，在离光源等距的两点上固定有a、b两个光接收器，今使光源发出一闪光.问图514(1)在地面参考系中观测，谁先接收到光信号？(2)在沿ab方向高速运行的火车参考系中观测，谁先接收到光信号？【解析】狭义相对论的时空观认为：同时是相对的，在一个惯性系中不同地点同时发生的两件事件、在另一惯性系中不一定同时.【答案】(1)同时(2)b15.一列火车以速度v相对地面运动.如果地面上的人测得，某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁，那么按照火车上人的测量，闪光先到达前壁还是后壁？火车上的人怎样解释自己的测量结果？【解析】火车上的人测得，闪光先到达前壁.如图，由于地面上的人测得闪光同时到达前后两壁，而在光向前后两壁传播的过程中，火车要相对于地面向前运动一段距离，所以光源发光的位置一定离前壁较近，这个事实对于车上、车下的人都是一样的.在车上的人看来，既然发光点离前壁较近，各个方向的光速又是一样的，当然闪光先到达前壁.【答案】见解析16.试述经典力学的时空观及所遇到的困难.解析：根据经典力学和伽利略的相对性原理，在不同的惯性系中所测得的光速是不同的.而实验事实却是光速不变，这样实验事实便与理论产生了矛盾，使经典力学时空观遇到了困难.答案：经典力学的时空观认为：时间和空间是分离的，时间尺度和空间尺度与物质运动无关，都是绝对的.按该观点和伽利略的相对性原理，就会得到在不同的惯性系中所测得的光速是不同的.而实验事实却是光速不变，这样实验事实便与理论产生了矛盾，使经典力学时空观遇到了困难.17.如图6-2-4所示，在地面上m点固定一光源，在离光源等距的a、b两点上固定有两个光接收器，今使光源