粤教版选修34 狭义相对论的基本原理、时空相对性 第1课时 作业.docx

第一节狭义相对论的基本原理第二节时空相对性1、下列说法中正确的是()a在以c的速度竖直向上升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大b在以c的速度竖直向上升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小c在以c的速度竖直向上升空的火箭上沿水平方向发出的光对地速度为cd在以c的速度竖直向上升空的火箭上向任一方向发出的光对地速度都为c【导析】根据“光速不变原理”进行分析【解析】根据狭义相对论的基本原理中的“光速不变原理”可知，真空中的光速相对于火箭的速度为c，相对地面的速度也为c，对于不同的惯性系光速是相同的，因此，正确的选项为c、d.【答案】cd本题易误选a、b，原因是按经典力学的相对性原理分析得出的，这与狭义相对论中“光速不变原理”相矛盾. 2.如图516，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根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好的描述了梭镖穿过管子的情况的是()图516a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【导析】“尺缩”效应公式ll中的l和l是具有相对性的，到底是管子收缩变短还是梭镖收缩变短，要看观察者所处的参考系【解析】如果你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处在管子内部然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子故选d.【答案】d3.只有与梭镖或管子有相对运动的观察者才能“观测”到其长度的变化，这样才能进行判断，所以一定不能以“长度收缩效应”直接判断物体变短. 1下列哪些不是“相对论”的内容()a狭义相对性原理b“尺缩效应”c时钟变慢d质量不变，因为它是物体的固有属性，与运动状态无关【解析】d项内容属于经典力学【答案】d4下列对经典力学的评价，正确的是()a经典力学揭示的自然界的运动规律，是不正确的b经典力学的时空观符合我们周围的客观事实，是完全正确的c经典力学只适用于宏观低速现象d经典力学既然有误，就不能再用来解决我们日常生活中的问题了【解析】经典力学运用于低速、宏观世界，相对论运用于高速、微观世界日常生活中经典力学是适用的【答案】c5下列哪些说法符合狭义相对论的假设()a在不同的惯性系中，一切力学规律都是相同的b在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的c在不同的惯性系中，真空中的光速都是相同的d在不同的惯性系中，真空中的光速都是不同的【解析】由狭义相对性原理的两条假设可得结论【答案】abc6地面上长100 km的铁道上空有一火箭沿铁道方向以30 km/s的速度掠过，则火箭上的人看到铁道的长度应为多少？如果火箭的速度达到0.6c，则火箭上的人看到的铁道的长度又是多少？【解析】当火箭速度较低时，长度基本不变为100 km.当火箭速度达到0.6c时，代入ll0中，得l100 km80 km.【答案】100 km80 km7.半人马星座a星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.31016 m设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座a星之间若宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，飞船往返一次需多少时间？若以飞船上的时钟计算，往返一次需要的时间又是多少？【导析】根据时间间隔的相对性分析、计算【解析】以地球上的时钟计算，则t s2.87108 s.若以飞船上的时钟计算，则tt t 1.28107 s【答案】2.87108 s1.28107 s对不同的参考系，时间间隔是不同的，利用公式tt 计算时，一定要弄清楚各量的意义，切不可乱套公式. 8一张宣传画是边长为5 m的正方形，一高速列车以2108 m/s的速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子？【解析】ll 5 m3.7 m，在垂直运动方向上长度不变，所以看到的是一张3.75 m2的宣传画【答案】见解析9火箭以0.75c的速度离开地球，从火箭上向地球发射一个光信号火箭上测得光离开的速度是c，根据过去熟悉的速度合成法则，光到达地球时地球上测得的光速是多少？根据狭义相对性原理呢