《2020年高中物理 第十五章 相對論簡介 第1節(jié)、第2節(jié) 相對論的誕生 時間和空間的相對性課后課時作業(yè)（含解析）新人教版選修3-4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高中物理 第十五章 相對論簡介 第1節(jié)、第2節(jié) 相對論的誕生 時間和空間的相對性課后課時作業(yè)（含解析）新人教版選修3-4（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1節(jié)、第2節(jié) 相對論的誕生　時間和空間的相對性 A組：合格性水平訓(xùn)練 1．(牛頓運動定律和狹義相對論的適用范圍)(多選)下列說法正確的是(　　) A．研究鉛球的運動，可以用牛頓運動定律和運動學(xué)公式 B．研究高速電子的運動可用牛頓運動定律和運動學(xué)公式 C．研究高速電子運動要用狹義相對論，研究鉛球運動可用牛頓運動定律 D．研究鉛球和高速電子的運動都要用牛頓運動定律 答案　AC 解析　以牛頓運動定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典物理學(xué)處理低速、宏觀物體的運動是相當完美的，但對于高速、微觀的運動就無能為力了。顯然，鉛球的運動可以用牛頓運動定律來解決，高速電子的運動則不能用牛頓運動定

2、律來解決，而要用狹義相對論來解決，A、C正確，B、D錯誤。 2．(慣性系和非慣性系)通常我們把地面和相對地面靜止或做勻速直線運動的參考系看成慣性系，若以下列系統(tǒng)為參考系，則其中屬于非慣性系的有(　　) A．停在地面上的汽車 B．繞地球做勻速圓周運動的飛船 C．在大海上勻速直線航行的輪船 D．以較大速度勻速直線運動的磁懸浮列車 答案　B 解析　繞地球做勻速圓周運動的飛船，相對地球做的是變加速曲線運動，因而是非慣性系，牛頓運動定律在非慣性系中不適用。 3．(長度的相對性)如圖，假設(shè)一根10 m長的梭鏢以接近光速的速度穿過一根10 m長的管子，它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的。以下敘

3、述中最好地描述了梭鏢穿過管子的情況的是(　　) A．梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它 B．管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來 C．兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個位置，管子恰好遮住梭鏢 D．所有這些都與觀察者的運動情況有關(guān) 答案　D 解析　“尺縮”效應(yīng)公式l＝l0中的l和l0是具有相對性的，到底是管子收縮變短還是梭鏢收縮變短，要看觀察者所處的參考系。如果你是在相對于管子靜止的參考系中觀察運動著的梭鏢，那么梭鏢看起來就比管子短，在某些位置梭鏢會完全處在管子內(nèi)部。然而當你和梭鏢一起運動時，你看到的管子就縮短了，所以在某些位置，你可以看到梭鏢兩

4、端都伸出管子。設(shè)梭鏢相對管子的速度為v，如果你以速度相對管子運動，則你看到管子的速度為－，棱鏢的速度為，兩者縮短相同的量，因此在某個位置，管子恰遮住棱鏢。 4．(長度的相對性)如圖所示，豎直墻上掛著一面時鐘，地面上靜止的觀察者A觀察到時鐘的面積為S，另一觀察者B以0.8倍光速沿y軸正方向運動，觀察到鐘的面積為S′。則S和S′的大小關(guān)系是(　　) A．S>S′ B．S＝S′ C．S

5、為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c，強強向壯壯發(fā)出一束光進行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為(　　) A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．c 答案　D 解析　由狹義相對論的基本假設(shè)——光速不變原理，真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，可知D正確。 6．(“同時”的相對性)A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面某處，vA＞vB，在A火箭上的人觀察結(jié)果正確的是(　　) A．火箭A上的時鐘走得最快 B．地面上的時鐘走得最快 C．火箭B上的時鐘走得最快 D．火箭B上的時鐘走得最慢 答案　A 解析　根據(jù)相對論理論可知，相對觀察者速

6、度越小的時鐘走得越快，火箭A上的時鐘相對觀察者的速度最小，是零，選項A正確。 7．(綜合)(多選)有兩輛較長的火車A和B，火車A靜止不動，中央有一個光源，在某時刻發(fā)出一個閃光?；疖嘊以一較大的速度在平行于火車A的軌道上勻速運動，如圖所示。關(guān)于火車A和火車B上的觀察者觀察到的現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．火車A上的觀察者看到閃光先到達火車A的前壁 B．火車A上的觀察者看到閃光同時到達火車A的前、后壁 C．火車B上的觀察者看到閃光不同時到達火車A的前、后壁 D．火車B上的觀察者看到閃光同時到達火車A的前、后壁 答案　BC 解析　由于火車A靜止，光源發(fā)出的光傳播到前、后壁的距

7、離相同，所以火車A上的觀察者看到閃光同時到達火車A的前、后壁，A錯誤，B正確；火車A相對B上的觀察者向右運動，閃光飛向兩壁的過程中，A車廂向右前進了一段距離，所以光向右傳播的路程長些，而光速不變，所以火車B上的觀察者看到閃光不同時到達火車A的前、后壁，D錯誤，C正確。 8．(時間間隔的相對性)半人馬座α星是離太陽系最近的恒星，它距地球約4.0×1016 m。設(shè)有一宇宙飛船自地球往返于半人馬座α星之間。若宇宙飛船的速度為0.999c，按地球上的時鐘計算，飛船往返一次需多少時間？如以飛船上的時鐘計算，往返一次的時間又為多少？ 答案　8.5年　0.4年 解析　以地球上的時鐘計算： Δt＝＝

8、s≈2.67×108 s≈8.5年； 若以飛船上的時鐘計算：因為Δt＝， 所以得 Δt′＝Δt＝2.67×108× s ＝1.19×107 s≈0.4年。 B組：等級性水平訓(xùn)練 9．(狹義相對論初步)(多選)用相對論的觀點判斷，下列說法正確的是(　　) A．時間和空間都是絕對的，在任何參考系中一個事件發(fā)生的時間和一個物體的長度總不會改變 B．在地面上的人看來，以10 km/s的速度運動的飛船中的時鐘會變慢，但是飛船中的航天員卻看到時鐘是準確的 C．在地面上的人看來，以10 km/s的速度運動的飛船在運動方向上會變窄 D．當物體運動的速度v?c時，“時間膨脹”和“長度收縮”的

9、效果可忽略不計 答案　BCD 解析　按照相對論的觀點，時間和空間都是相對的，A錯誤；由Δt＝可知，運動的時鐘變慢了，但飛船中的鐘相對觀察者靜止，時鐘準確，B正確；長度收縮效應(yīng)只發(fā)生在運動方向上，由l＝l0可知，地面上的人看飛船沿運動方向長度減小，C正確；當v?c時，“時間膨脹”和“長度收縮”效果可忽略不計，D正確。 10．(狹義相對論初步)(多選)關(guān)于相對論的認識，下列說法正確的是(　　) A．因為時間是絕對的，所以我們在不同的參考系中觀察到的時間進程都是相同的 B．在一個確定的參考系中觀察，運動物體的空間距離和時間進程跟物體的運動狀態(tài)有關(guān) C．同一力學(xué)規(guī)律在不同的慣性系中是相同的

10、 D．在不同的慣性參考系中，力學(xué)規(guī)律都一樣，電磁規(guī)律不一樣 E．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的 答案　BCE 解析　根據(jù)狹義相對論的尺縮效應(yīng)和時間延緩效應(yīng)可知A錯誤，B正確；由狹義相對論的兩個基本假設(shè)可知C、E正確，D錯誤。 11．(綜合)如圖所示，沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當鐵塔B發(fā)出一個閃光時，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是(　　) A．同時被照亮 B．A先被照亮 C．C先被照亮 D．無法判斷 答案　C 解析　列車上的觀測者以列車為參考系，鐵塔A、B、C向左高速運動，列車上的觀測

11、者認為光速不變，鐵塔A遠離光線運動，鐵塔C向著光線運動，故鐵塔C先被照亮，故C正確。 12．(長度的相對性)設(shè)想在未來人類實現(xiàn)了星際航行，將火箭發(fā)射到鄰近的恒星上去?；鸺鄬τ谌招摹阈亲鴺讼档乃俾蕿閡＝0.8c，火箭中靜止放置長度為1.0 m的桿，桿與火箭的航行方向平行，則在日心——恒星坐標系中測得的桿長為多少？ 答案　0.6 m 解析　由l＝l0可得 l＝1.0× m＝0.6 m。 13．(綜合)π＋介子是一種不穩(wěn)定粒子，平均壽命是2.6×10－8 s(在它自己的參考系中測得)。 (1)如果此粒子相對于實驗室以0.8c的速度運動，那么在實驗室參考系中測量π＋介子壽命多長？ (2)π＋介子在衰變前運動了多長距離？ 答案　(1)4.3×10－8 s　(2)10.32 m 解析　(1)Δτ是π＋介子在自己參考系中的壽命，在實驗室參考系中的壽命為 Δt＝＝ s≈4.3×10－8 s。 (2)該粒子在衰變前運動的距離為 l＝0.8cΔt＝0.8×3×108×4.3×10－8 m＝10.32 m。 - 5 -