1.根据伽利略相对性原理,可以得到下列结论( ) 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.在一个惯性参照系里不能用力学实验判断该参照系是否在匀速运动 D.在一个惯性参照系里可以用力学实验判断该参照系是否在匀速运动
解析:伽利略的相对性原理是:力学规律在任何惯性系中都是相同的,故选项A正确,B错误;根据伽利略相对性原理的另一种表述,选项C正确,D错误。
答案:AC
2.在狭义相对论中,下列说法中哪些是正确的( ) ①一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速 ②长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对状态而改变
③惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时,会看到这个时钟比与他相对静止的时钟走得慢些
A.①③ C.①②③
B.①② D.②③
解析:根据狭义相对论可知,光速是物体的极限速度,①正确;长度相对性和时间间隔的相对性可知②、③均正确。故选C。
答案:C
3.(2011·江苏高考)如图1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( )
图1
A.同时被照亮 C.C先被照亮
B.A先被照亮 D.无法判断
解析:列车上的观察者看到的是由B出发后经过A和C反射的光,由于列车在这段时间内向C运动靠近C,而远离A,所以C反射光先到达列车上的观察者,看到C先被照亮,故只有C正确。
答案:C
4.某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行,如果希望把这段路程缩短为3光年,
则他所乘飞船相对地球的速度为( )
A.0.5 c C.0.8 c
B.0.6 c D.0.9 c
解析:由l=l0答案:C
v2l34
1-2,且=,可得v=c=0.8 c,故选项C正确。
cl055
5.惯性系S中有一边长为l的正方形(如图2A所示)。从相对S系沿x方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图像是( )
图2
解析:由相对论知识l=l0 边的边长不变,C图像正确。
答案:C
6.爱因斯坦狭义相对论的两个假设:
(1)爱因斯坦相对性原理:_________________________________________________。 (2)光速不变原理:_______________________________________________________。 解析:(1)在不同惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;(2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。
答案:见解析
7.如图3所示,在列车车厢的光滑水平面上有一质量为m=5 kg的小球,正随车厢一起以20 m/s的速度匀速前进。现在给小球一个水平向前的FT=5 N的拉力作用,求经10 s时间,车厢里的观察者看到小球的速度为________m/s,地面上的观察者看到小球的速度为________m/s。
v
1-??2得运动方向上的边的边长变短,垂直运动方向的
c
图3
解析:对车上的观察者:
FT
小球的初速度为0,加速度a=m=1 m/s2,10 s末小球的速度v1=at=10 m/s。 对地上的观察者:
FT
小球的初速度v0=20 m/s,加速度仍为a=m=1 m/s2,10 s末小球的速度v2=v0+at=
30 m/s。
答案:10 30
8.地面上长100 km的铁路上空有一火箭沿铁路方向以30 km/s的速度掠过,则火箭上的人看到铁路的长度应该为________km,如果火箭的速度达到0.6 c,则火箭上的人看到的铁路的长度又是________km。
解析:当火箭速度较低时,长度基本不变,还是100 km。当火箭的速度达到0.6 c时,由相对论长度公式l=l0
v1-?c?2,代入相应的数据解得:
l=100×1-0.62 km=80 km。 答案:100 80
9.π介子是一种不稳定粒子,平均寿命是2.6×108 s (在自己的参考系中测得)。 (1)如果此粒子相对于实验室以0.8 c的速度运动,那么在实验室坐标系中测量的π介子寿命多长?
(2)π介子在衰变前运动了多长距离? 解析:(1)π介子在实验室中的寿命为 Δt=
v21-??c
-8+
+
+
+
-
Δτ
=
2.6×10
1-0.8
s=4.3×108 s。 2
-
(2)该粒子在衰变前运动的距离为
x=vΔt=0.8×3×108×4.3×108 m=10.32 m。 答案:(1)4.3×108 s (2)10.32 m
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高中物理人教版选修3-4练习:第十五章第1、2节+相对论的诞生+时间和空间的相对性+课下作业+Word版含解析
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