粤教版选修34 5.1狭义相对论的基本原理 第2节 时空相对性 课后作业.doc

学生p90课标基础1关于狭义相对论的两个假设，下列说法正确的是()a在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的b在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样c真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的d真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的【解析】狭义相对论的两个假设分别是狭义相对性原理和光速不变原理，选项a、c正确【答案】ac2设某人在速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是()a飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cb飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cc在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cd在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c【解析】根据狭义相对论的两个基本假设之一：光速度不变原理可知，观察者在地面上、飞船中观测光的速度均为c，故c、d正确，a、b错误【答案】cd3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】根据长度的相对性，相对运动方向长度减小，垂直于运动方向上的长度不变，所以这个人瘦但不高，d项正确【答案】d4惯性系s中有一边长为l的正方形(如下图所示)，从相对s系沿x方向接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是()【解析】由ll0 可知沿速度方向即x方向的长度变短了而垂直于速度方向，即y轴上的边长不变，故c对【答案】c5一静止长度为4.0 m的物体，若以速度0.60c沿x轴相对某惯性系运动，试问从该惯性系来测量，此物体的长度为多少？【解析】ll03.2 m(由收缩公式得)【答案】3.2 m能力提升6判断以下说法的正误，在相应的括号内打“”或“”a光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一()b拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度()c光在介质中的速度大于光在真空中的速度()d变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场()【解析】由相对论的知识知，a对；拍摄玻璃窗内的物品时，在镜头前加一个偏振片是为了滤去反射光而不是增加透射光的强度，b错；光在任何介质中的传播速度都比真空中小，c错；由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场一定产生磁场，但不一定产生变化的磁场，如随时间均匀变化的电场产生稳定的磁场，同样，变化的磁场不一定产生变化的电场【答案】abcd7如图517所示，a、b、c是三个完全相同的时钟，a放在地面上，b、c分别放在以速度vb和vc朝同一方向飞行的两枚火箭上，且vbvc.地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个时钟走得最快？图517【解析】地面上的观察者认为c钟走得最慢，因为它相对于观察者的速度最大根据公式t可知，相对于观察者的速度v越大，其上的时间进程越慢地面上的钟v0，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【答案】时钟c走得最慢，地面上的钟a走得最快考向观摩8如图518所示，按照狭义相对论的观点，火箭b是“追赶”光的；火箭a是“迎着”光飞行的，若火箭相对地面的速度为v，则两火箭上的观察者测出的光速分别为()图518acv，cvbc，cccv，cv d无法确定【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论的基本原理可知，真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的，故选b.【答案】b创新探究9相对论的有关资料中有个“爱因斯坦的牛奶梦”的故事，据说爱因斯坦在青少年时期做了一个很特别的梦，其梦境如下，在一个风景如画的牧场上，有许多奶牛在带电的栅栏附近懒散的吃着草当农夫给栅栏通上电时，农夫看到三头牛依次跳起来，而站在对面的爱因斯坦却看到三头牛一起跳起来，如图519所示那么在以上现象中，农夫和爱因斯坦谁错了？请用同时的相对性原理进行解释图519【解析】答案是谁都没错如题图所示，当在a位置的农夫合上电源开关起，电流以光速向奶牛的方向运动，当b牛受到电击跳起的景象回到农夫眼前所用总的时间为：t1，其中c为光速，同理农夫看到c位置的牛跳起距开关合上的时间为：t2；农夫看到d位置的牛跳起距开关合上的时间为t3.由于三头牛距农夫的距离不同，所以对农夫来说三头牛并不是同时跳起的对于在农夫对面的观察者e来说，由于光和电传播的速度相同，因此，他看到的是三头牛同时跳起，对于同一类事件，由于观察者的位置不同，看到的其发生的时间是不同的，这是相对论效应爱因斯坦认为宇宙中不会有绝对静止的场所，从而否定了牛顿的绝对坐标，他认为任何惯性系(静止或匀速运动的系统)都与静止场所(坐标)