2019-2020年高中物理 第15章 第1、2節(jié) 相對(duì)論的誕生同步練習(xí) 新人教版選修3-4.doc
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2019-2020年高中物理 第15章 第1、2節(jié) 相對(duì)論的誕生同步練習(xí) 新人教版選修3-4 一、選擇題(1~3題為單選題,4~6題為多選題) 1.(廣州市十二中xx~xx學(xué)年高二學(xué)業(yè)水平測(cè)試)為經(jīng)典力學(xué)作出最重要貢獻(xiàn)的物理學(xué)家是( ) A.愛因斯坦 B.麥克斯韋 C.法拉第 D.牛頓 答案:D 解析:愛因斯坦提出了光子說與相對(duì)論,A錯(cuò)誤;麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論,并預(yù)言了電磁波的存在,B錯(cuò)誤;在研究電磁現(xiàn)象時(shí),法拉第利用假設(shè)思想方法引入了“場(chǎng)”的概念,C錯(cuò)誤;英國科學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)了牛頓第三個(gè)定律以及萬有引力定律,為經(jīng)典力學(xué)作出最重要貢獻(xiàn),故D正確。 2.下列說法中不正確的是( ) A.一根桿的長(zhǎng)度不會(huì)因?yàn)橛^察者是否與桿做相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不同,這是經(jīng)典物理學(xué)家的觀點(diǎn) B.一根沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿,其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小 C.一根桿的長(zhǎng)度靜止時(shí)為l0,不管桿如何運(yùn)動(dòng),桿的長(zhǎng)度均小于l0 D.如果兩根平行的桿在沿自己的長(zhǎng)度方向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng),與它們一起運(yùn)動(dòng)的兩位觀察者都會(huì)認(rèn)為對(duì)方的桿縮短了 答案:C 解析:若桿沿垂直于自身長(zhǎng)度的方向運(yùn)動(dòng),它的長(zhǎng)度將不變。 3.某宇航員要到離地球5光年的星球上去旅行,如果希望把這路程縮短為3光年,則他所乘飛船相對(duì)地球的速度為( ) A.0.5c B.0.6c C.0.8c D.0.9c 答案:C 解析:由Δt′=Δt得,3=5,解得v=0.8c。 4.關(guān)于狹義相對(duì)論的兩個(gè)假設(shè),下列說法正確的是( ) A.在不同的慣性參考系中,一切物理規(guī)律都是相同的 B.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 C.真空中的光速在不同的慣性參考中都是相同的 D.真空中的光速在不同的慣性參考系中是有差別的 答案:AC 解析:狹義相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)分別是狹義相對(duì)性原理和光速不變?cè)?,選項(xiàng)A、C正確。 5.A、B兩架飛機(jī)沿地面上一足球場(chǎng)的長(zhǎng)軸方向在其上空高速飛過,且vA>vB,對(duì)于在飛機(jī)上的人觀察結(jié)果,下列說法正確的是( ) A.A飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度比B飛機(jī)上的人觀察到的大 B.A飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度比B飛機(jī)上的人觀察到的小 C.兩飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的長(zhǎng)度相同 D.兩飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的寬度相同 答案:BD 解析:由l=l0(其中l(wèi)0是相對(duì)足球場(chǎng)靜止時(shí)的長(zhǎng)度),可以看出,速度越大,“動(dòng)尺變短”的效應(yīng)越明顯,選項(xiàng)B正確;但是足球場(chǎng)的短軸與飛機(jī)速度方向垂直,所以兩飛機(jī)上的人觀察到足球場(chǎng)的寬度相同。 6.下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀,正確的是( ) A.經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中,同時(shí)是絕對(duì)的,即在一個(gè)參考系中的觀察者在某一時(shí)刻觀察到的兩個(gè)事件,對(duì)另一參考系中的觀察者來說也是同時(shí)發(fā)生的 B.在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中,空間間隔是絕對(duì)的,即任何事件(或物體的運(yùn)動(dòng))所經(jīng)歷的時(shí)間,在不同的參考系中測(cè)量都是相同的,而與參考系的選取無關(guān) C.在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中,時(shí)間間隔是絕對(duì)的,即如果各個(gè)參考系中用來測(cè)量長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)相同,那么空間兩點(diǎn)距離是絕對(duì)的不變的量值,而與參考系選取無關(guān) D.經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀就是一個(gè)絕對(duì)的時(shí)空觀,時(shí)間與空間、物體的運(yùn)動(dòng)無關(guān) 答案:ABCD 解析:經(jīng)典的時(shí)空觀認(rèn)為,時(shí)間、空間均是絕對(duì)的,與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。同時(shí)也是絕對(duì)的,即在一個(gè)參考系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件,在不同參考系中觀察也是同時(shí)發(fā)生的,故A、B、C、D均正確。 二、非選擇題 7.如圖所示,在地面上M點(diǎn)固定一光源,在離光源等距的A、B兩點(diǎn)上固定有兩個(gè)光接收器,今使光源發(fā)出一閃光,問: (1)在地面參考系中觀測(cè),誰先接收到光信號(hào)? (2)在沿AB方向高速運(yùn)動(dòng)的火車參考系中觀測(cè),誰先接收到光信號(hào)? 答案:(1)同時(shí)收到 (2)B先收到 解析:(1)因光源離A、B兩點(diǎn)等距,光向A、B兩點(diǎn)傳播速度相等,則光到達(dá)A、B兩點(diǎn)所需要的時(shí)間相等,即在地面參考系中觀測(cè),兩接收器同時(shí)收到光信號(hào)。 (2)對(duì)于火車參考系來說,光源和A、B兩接收器都沿方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)光源發(fā)出的光向A、B傳播時(shí),A和B都沿BA方向運(yùn)動(dòng)了一段距離到達(dá)A′和B′。如圖所示,所以光到達(dá)A′的距離更長(zhǎng),到達(dá)B′的距離更短。所以B比A先收到信號(hào)。 8.假想在xx年,有一太空船以0.8c的速度飛向“月球太空站”。一科學(xué)家在月球上測(cè)量運(yùn)動(dòng)中的太空船長(zhǎng)度為200m,此太空船最后在月球上登陸,此科學(xué)家再度測(cè)量靜止的太空船的長(zhǎng)度,測(cè)量的結(jié)果如何? 答案:333m 解析:設(shè)在月球上測(cè)得運(yùn)動(dòng)的太空船的長(zhǎng)度為l,靜止的太空船長(zhǎng)度為l0, 依據(jù)狹義相對(duì)論的長(zhǎng)度收縮效應(yīng)有 l=l0, 所以l0==≈333m 能力提升 一、選擇題(1~3題為單選題,4題為多選題) 1.假設(shè)甲在接近光速的火車上看地面上乙手中沿火車前進(jìn)方向放置的尺,同時(shí)地面上的乙看甲手中沿火車前進(jìn)方向放置的相同的尺,則下列說法正確的是( ) A.甲看到乙手中的尺長(zhǎng)度比乙看到自己手中的尺長(zhǎng)度大 B.甲看到乙手中的尺長(zhǎng)度比乙看到自己手中的尺長(zhǎng)度小 C.乙看到甲手中的尺長(zhǎng)度比甲看到自己手中的尺長(zhǎng)度大 D.乙看到甲手中的尺長(zhǎng)度與甲看到自己手中的尺長(zhǎng)度相同 答案:B 解析:由l=l0可知,運(yùn)動(dòng)的觀察者觀察靜止的尺子和靜止的觀察者觀察運(yùn)動(dòng)的尺子時(shí),都發(fā)現(xiàn)對(duì)方手中的尺子比自己手中的變短了,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。 2.用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷,下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.時(shí)間和空間都是絕對(duì)的,在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的長(zhǎng)度總不會(huì)改變 B.在地面上的人看來,以10 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變慢,但是飛船中的宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的 C.在地面上的人看來,以10km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變窄,而飛船中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些 D.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度v?c時(shí),“時(shí)間膨脹”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽略不計(jì) 答案:A 解析:按照相對(duì)論的觀點(diǎn),時(shí)間和空間都是相對(duì)的,A錯(cuò)誤;由Δt=可知,運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢了,但飛船中的鐘相對(duì)觀察者靜止,時(shí)鐘準(zhǔn)確,B正確;由l=l0可知,地面上的人看飛船 ,和飛船上的人看地面上的人都沿運(yùn)動(dòng)方向長(zhǎng)度減小,C正確。當(dāng)v?c時(shí),“時(shí)間膨脹”和“長(zhǎng)度收縮”效果可忽略不計(jì),故D也正確。 3.假設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運(yùn)行,車內(nèi)站立著一個(gè)中等身材的人,站在路旁邊的人觀察車?yán)锏娜?,觀察的結(jié)果是( ) A.這個(gè)人是一個(gè)矮胖子 B.這個(gè)人是一個(gè)瘦高個(gè)子 C.這個(gè)人矮但不胖 D.這個(gè)人瘦但不高 答案:D 解析:人是站著的,路旁的人觀察到的車內(nèi)的人沿車運(yùn)動(dòng)的方向上的長(zhǎng)度(決定胖瘦)變短了,所以人變瘦。但人在垂直于車運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度(決定身高)不變。 4.如圖所示,你站在水平木桿AB的中央附近,并且看到木桿落在地面上時(shí)是兩端同時(shí)著地的,所以,你認(rèn)為這木桿是平著落到了地面上;若此時(shí)飛飛小姐正以接近光速的速度從你前面掠過,她看到B端比A端先落地,因而她認(rèn)為木桿是向右傾斜著落地的。她的看法是( ) A.對(duì)的 B.錯(cuò)的 C.她應(yīng)感覺到木桿在朝她運(yùn)動(dòng) D.她應(yīng)感覺到木桿在遠(yuǎn)離她運(yùn)動(dòng) 答案:AC 解析:當(dāng)飛飛小姐掠過木桿時(shí),在她看來,木桿不僅在下落,而且還在朝她運(yùn)動(dòng),正好像星體朝你的飛船運(yùn)動(dòng)一樣。因此,在你看來同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件, 在飛飛小姐看來首先在B端發(fā)生;到底在A和B處的兩個(gè)事件是同時(shí)發(fā)生,還是在B處先發(fā)生?這一問題是沒有意義的。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)是相對(duì)論,對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述取決于選擇的參考系。對(duì)于你來說木桿是平著下落的,對(duì)飛飛小姐來說木桿是向右斜著下落的,雖然難以置信,但你和她都是正確的。 二、非選擇題 5.根據(jù)愛因斯坦的理論,一把米尺,在它與觀察者有不同相對(duì)速度的情況下,米尺長(zhǎng)度是不同的,它們之間的關(guān)系如圖所示,由此可知,當(dāng)米尺和觀察者的相對(duì)速度達(dá)到0.8c(c為光速)時(shí),米尺長(zhǎng)度大約是__________ ________米。在日常生活中,我們無法察覺到米尺長(zhǎng)度變化的現(xiàn)象,是因?yàn)橛^察者相對(duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)速度__________ ________。 答案:0.6 太小 解析:由題圖可以對(duì)應(yīng)看出,米尺的長(zhǎng)度大約為0.6m,在日常生活中,我們無法觀察到米尺長(zhǎng)度變化的現(xiàn)象,是因?yàn)橛^察者相對(duì)于米尺的運(yùn)動(dòng)速度太小的緣故。 6.一列速度接近光速的火車(靜止時(shí)的長(zhǎng)度比隧道的長(zhǎng)度大)經(jīng)過隧道時(shí),站在地面上的人還看到兩個(gè)閃電同時(shí)擊中隧道的兩端,但由于“動(dòng)尺變短”效應(yīng),站在隧道旁邊的人看到火車完全進(jìn)入了隧道,剛好不會(huì)被閃電擊中。但是,站在車上的人看到的卻是隧道變得更短,不可能完全遮住整列火車,那么他看到的閃電會(huì)不會(huì)擊中火車呢? 答案:不會(huì) 解析:這道題考查的是對(duì)同時(shí)的相對(duì)性的理解,站在隧道旁的人看到兩個(gè)閃電是同時(shí)發(fā)生的,但站在火車?yán)锩娴娜丝吹降膬蓚€(gè)閃電卻不是同時(shí)發(fā)生的,他看到的現(xiàn)象是:在火車前面的閃電先發(fā)生,經(jīng)過一段時(shí)間后,火車后面的閃電才發(fā)生,而在這個(gè)時(shí)間間隔里面,列車已經(jīng)前進(jìn)了一段距離,所以車尾也不會(huì)被閃電擊中。 7.π+介子是一不穩(wěn)定粒子,平均壽命是2.610-8s(在它自己參考系中測(cè)得)。 (1)如果此粒子相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室以0.8c的速度運(yùn)動(dòng),那么在實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中測(cè)量的π+介子壽命多長(zhǎng)? (2)π+介子在衰變前運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)距離? 答案:(1)4.310-8s (2)10.32m 解析:(1)π+介子在實(shí)驗(yàn)室中的壽命為 Δt==s=4.310-8s; (2)粒子在衰變前運(yùn)動(dòng)的距離s=vΔt=0.831084.310-8m=10.32m。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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