滬科版必修2狹義相對論的基本原理 愛因斯坦心目中的宇宙 微觀世界與量子論 第1課時 作業(yè).docx

狹義相對論的基本原理 愛因斯坦心目中的宇宙 微觀世界與量子論1(多選)甲在接近光速的火車上看乙手中沿火車前進(jìn)方向放置的尺，同時乙在地面上看甲手中沿火車前進(jìn)方向放置的尺，已知在同一慣性參考系中，甲、乙手中的尺等長，則下列說法正確的是()a甲看到乙手中的尺長度比乙看到自己手中的尺長度大b甲看到乙手中的尺長度比乙看到自己手中的尺長度小c乙看到甲手中的尺長度比乙看到自己手中的尺長度大d乙看到甲手中的尺長度比乙看到自己手中的尺長度小【解析】長度的變短是相對的，甲、乙兩位觀察者都會認(rèn)為對方的尺縮短了【答案】bd2(多選)關(guān)于狹義相對論與經(jīng)典力學(xué)，下面說法中正確的是()a狹義相對論和經(jīng)典力學(xué)不是相對立和互不相容的兩種理論b狹義相對論和經(jīng)典力學(xué)其實是同一理論c在物體高速運動時，物體的運動服從狹義相對性理論；在低速運動時，物體的運動服從牛頓運動定律d狹義相對論只適用于高速運動(速度接近真空中的光速的運動)，不適用于低速運動【解析】狹義相對論和經(jīng)典力學(xué)不是相對立和互不相容的，兩種理論在宏觀低速情況下的結(jié)論沒有什么區(qū)別，但兩種理論在不同范圍內(nèi)的表現(xiàn)規(guī)律又有所區(qū)別，故兩者不能說是同一理論，故a對b錯；在物體高速運動時，物體的運動服從狹義相對論，在低速運動時，物體的運動服從牛頓運動定律，并不是說狹義相對論只適用于高速運動，不適用于低速運動，只是在低速運動時，相對論的規(guī)律表現(xiàn)不明顯故c正確，d錯誤【答案】ac3下列說法中正確的是()根據(jù)牛頓的萬有引力定律可以知道，當(dāng)星球質(zhì)量不變、半徑變?yōu)樵瓉淼臅r，引力將變?yōu)樵瓉淼?倍；按照廣義相對論可以知道，當(dāng)星球質(zhì)量不變，半徑變?yōu)樵瓉淼臅r，引力將大于原來的4倍；在天體的實際半徑遠(yuǎn)大于引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計算的力差異較大；在天體的實際半徑接近引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計算出的力差異不大abc d【解析】只要天體的實際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么由愛因斯坦和牛頓引力理論計算出的力的差異并不很大；但當(dāng)天體的實際半徑接近引力半徑時，根據(jù)愛因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計算出的力差異急劇增大【答案】a4(多選)關(guān)于波粒二象性，下列說法正確的是()a光像原子一樣是一種微粒，光又像機械波一樣是一種波b波粒二象性是牛頓的微粒說與惠更斯的波動說結(jié)合起來的學(xué)說c光是一種波，同時也是一種粒子，大量光子表現(xiàn)的物理規(guī)律是波動性，單個光子的表現(xiàn)有偶然性，是粒子性的反映d光具有波粒二象性，實物粒子也具有波粒二象性【解析】光具有波粒二象性是說光在一定條件下，突出地表現(xiàn)為粒子性，實質(zhì)是不連續(xù)的，在另一條件下，又會表現(xiàn)為波動性，這種粒子性與波動性又不同于宏觀物質(zhì)的機械波只是波動性質(zhì)的表現(xiàn)也不是牛頓微粒說的內(nèi)容，是以量子化假說為基礎(chǔ)的故a、b均錯；光是一種波，同時也是一種粒子，大量光子表現(xiàn)的是波動性的反映，單個光子易表現(xiàn)出粒子性，故c正確；德布羅意的物質(zhì)波指出，任何靜止質(zhì)量不為零的物質(zhì)粒子都具有波動性，因此d正確【答案】cd5(多選)如圖622所示，a、b、c是三個完全相同的時鐘，a放在地面上，b、c分別放在兩個飛船上，兩飛船分別以速度vb和vc向同一方向飛行，vbvc，在地面上的觀察者將看到()圖622aa鐘走得最快bb鐘和c鐘走得一樣快cc鐘走得最慢da鐘走得最慢【解析】地面上的觀察者認(rèn)為c鐘走得最慢，因為它相對于觀察者的速度最大根據(jù)公式t可知，相對于觀察者的速度v越大，其上的時間進(jìn)程越慢地面上的時鐘v0，它所記錄的兩事件的時間間隔最大，即地面上的時鐘走得最快【答案】ac6在粒子對撞機中，有一個電子經(jīng)過高壓加速，速度達(dá)到光速的0.8倍，此時質(zhì)量m與原質(zhì)量m0的關(guān)系為()amm0 bm0.5m0cm1.155m0 dm【解析】由于電子的速度接近光速，所以質(zhì)量變化明顯，根據(jù)愛因斯坦狹義相對論中運動質(zhì)量與靜止質(zhì)量的關(guān)系，m得m故d對【答案】d7(多選)設(shè)某人在以速度為0.7c的飛船上，打開一個光源，則下列說法正確的是()a飛船正前方地面上的觀察者測得這個光源發(fā)出的光的速度為1.7cb飛船正后方地面上的觀察者測得這個光源發(fā)出的光的速度為0.3cc在垂直飛船前進(jìn)方向地面上的觀察者測得這個光源發(fā)出的光的速度為cd在地面上任何地方的觀察者測得這個光源發(fā)出的光的速度都是c【解析】由光速不變原理可知c、d選項正確【答案】cd8(多選)(2013咸陽高一檢測)關(guān)于光的波粒二象性，正確的說法是()a光的頻率愈高，光子的能量愈大，粒子性愈不明顯b光的波長愈長，光子的能量愈小，波動性愈明顯c頻率高的光子不具有波動性，波長較長的光子不具有粒子性d個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動性【解析】干涉、衍射現(xiàn)象表明光具有波動性，光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有粒子性，因此任何光波都具有波粒二象性選項c錯誤但波長越長，頻率愈低的光波，干涉和衍射愈容易發(fā)生，波動性愈顯著；頻率愈高，光子的能量越大，愈容易發(fā)生光電效應(yīng)，粒子性愈顯著故選項a錯b正確讓光子一個一個的通過雙縫，曝光時間短時，底片上呈現(xiàn)不規(guī)則分布的點子，曝光時間長時，底片上呈現(xiàn)干涉條紋，說明光子在空間出現(xiàn)的概率遵循波的規(guī)律所以d項正確【答案】bd9次級宇宙射線中有一種粒子叫子，壽命只有2.0 s，其速度約為0.99 c，在它的壽命之內(nèi)運動的距離只有約590 m，但它生成的高度在100 km以上，并且地面上能觀測到宇宙射線中有許多子針對這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()a地面上的觀測者觀測到的子的壽命比2.0 s長得多，故能射到地面b隨子一起運動的觀測者觀測到大氣層厚度比100 km薄得多，故能射到地面c地面上的觀測者觀察到大氣層厚度比100 km薄得多，故能射到地面d隨子一起運動的觀測者觀測到子的壽命比2.0 s長得多，故能射到地面【解析】一個相對于我們做高速運動的慣性系中發(fā)生的物理過程，在我們看來，它所經(jīng)歷的時間比在這個慣性系中直接觀察到的時間長即地面上的觀測者觀測到的子的壽命比2.0 s長得多，所以在地面上的人看來，它生成的長度也大得多，故能射到地面【答案】a10如果真空中的光速為c3108 m/s，當(dāng)一個物體的運動速度為v12.4108 m/s時，質(zhì)量為4 kg，當(dāng)它的速度為v21.8108 m/s時，質(zhì)量為多少？【解析】根據(jù)狹義相對論：m由題意知m1，m2所以所以m2m13 kg【答案】3 kg11某列車靜止時的長度為100 m.(1)當(dāng)它以30 m/s的速度做勻速直線運動時，對地面上的觀察者來說它的長度是多少？(2)假如列車做勻速直線運動的速度達(dá)到2.7108 m/s，對地面上的觀察者來說它的長度又是多少？【解析】(1)當(dāng)列車以30 m/s的速度做勻速直線運動時，對地面上的觀察者來說，它的長度是l1100 m99.999 999 999 999 5 m，即縮短了0.5 pm.(2)假如列車做勻速直線運動的速度達(dá)到2.7108 m/s，對地面上的觀察者來說，它的長度是l2100 m43.6 m，即縮短了56.4 m【答案】(1)0.5 pm(2)56.4 m12光具有波粒二象性，光子的能量eh，其中頻率表征波的特性在愛因斯坦提出光子說之前，法國物理學(xué)家德布羅意提出了光子動量p與光波波長的關(guān)系為：p.若某激光管以pw60 w的功率發(fā)射波長6.63107 m的光束，試根據(jù)上述理論計算，該管在1 s內(nèi)發(fā)