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

狹義相對(duì)論的基本原理 愛(ài)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(chē)上看乙手中沿火車(chē)前進(jìn)方向放置的尺，同時(shí)乙在地面上看甲手中沿火車(chē)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(zhǎng)，則下列說(shuō)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)度比乙看到自己手中的尺長(zhǎng)度大d乙看到甲手中的尺長(zhǎng)度比乙看到自己手中的尺長(zhǎng)度小【解析】長(zhǎng)度的變短是相對(duì)的，甲、乙兩位觀察者都會(huì)認(rèn)為對(duì)方的尺縮短了【答案】bd2(多選)關(guān)于狹義相對(duì)論與經(jīng)典力學(xué)，下面說(shuō)法中正確的是()a狹義相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)不是相對(duì)立和互不相容的兩種理論b狹義相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)其實(shí)是同一理論c在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)服從狹義相對(duì)性理論；在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)服從牛頓運(yùn)動(dòng)定律d狹義相對(duì)論只適用于高速運(yùn)動(dòng)(速度接近真空中的光速的運(yùn)動(dòng))，不適用于低速運(yùn)動(dòng)【解析】狹義相對(duì)論和經(jīng)典力學(xué)不是相對(duì)立和互不相容的，兩種理論在宏觀低速情況下的結(jié)論沒(méi)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(shuō)是同一理論，故a對(duì)b錯(cuò)；在物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)服從狹義相對(duì)論，在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)服從牛頓運(yùn)動(dòng)定律，并不是說(shuō)狹義相對(duì)論只適用于高速運(yùn)動(dòng)，不適用于低速運(yùn)動(dòng)，只是在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，相對(duì)論的規(guī)律表現(xiàn)不明顯故c正確，d錯(cuò)誤【答案】ac3下列說(shuō)法中正確的是()根據(jù)牛頓的萬(wàn)有引力定律可以知道，當(dāng)星球質(zhì)量不變、半徑變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)，引力將變?yōu)樵瓉?lái)的4倍；按照廣義相對(duì)論可以知道，當(dāng)星球質(zhì)量不變，半徑變?yōu)樵瓉?lái)的時(shí)，引力將大于原來(lái)的4倍；在天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于引力半徑時(shí)，根據(jù)愛(ài)因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計(jì)算的力差異較大；在天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時(shí)，根據(jù)愛(ài)因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計(jì)算出的力差異不大abc d【解析】只要天體的實(shí)際半徑遠(yuǎn)大于它們的引力半徑，那么由愛(ài)因斯坦和牛頓引力理論計(jì)算出的力的差異并不很大；但當(dāng)天體的實(shí)際半徑接近引力半徑時(shí)，根據(jù)愛(ài)因斯坦的引力理論和牛頓的引力理論計(jì)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(shuō)法正確的是()a光像原子一樣是一種微粒，光又像機(jī)械波一樣是一種波b波粒二象性是牛頓的微粒說(shuō)與惠更斯的波動(dòng)說(shuō)結(jié)合起來(lái)的學(xué)說(shuō)c光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，大量光子表現(xiàn)的物理規(guī)律是波動(dòng)性，單個(gè)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(shí)物粒子也具有波粒二象性【解析】光具有波粒二象性是說(shuō)光在一定條件下，突出地表現(xiàn)為粒子性，實(shí)質(zhì)是不連續(xù)的，在另一條件下，又會(huì)表現(xiàn)為波動(dòng)性，這種粒子性與波動(dòng)性又不同于宏觀物質(zhì)的機(jī)械波只是波動(dòng)性質(zhì)的表現(xiàn)也不是牛頓微粒說(shuō)的內(nèi)容，是以量子化假說(shuō)為基礎(chǔ)的故a、b均錯(cuò)；光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，大量光子表現(xiàn)的是波動(dòng)性的反映，單個(gè)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(dòng)性，因此d正確【答案】cd5(多選)如圖622所示，a、b、c是三個(gè)完全相同的時(shí)鐘，a放在地面上，b、c分別放在兩個(gè)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?yàn)樗鄬?duì)于觀察者的速度最大根據(jù)公式t可知，相對(duì)于觀察者的速度v越大，其上的時(shí)間進(jìn)程越慢地面上的時(shí)鐘v0，它所記錄的兩事件的時(shí)間間隔最大，即地面上的時(shí)鐘走得最快【答案】ac6在粒子對(duì)撞機(jī)中，有一個(gè)電子經(jīng)過(guò)高壓加速，速度達(dá)到光速的0.8倍，此時(shí)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(ài)因斯坦狹義相對(duì)論中運(yùn)動(dòng)質(zhì)量與靜止質(zhì)量的關(guān)系，m得m故d對(duì)【答案】d7(多選)設(shè)某人在以速度為0.7c的飛船上，打開(kāi)一個(gè)光源，則下列說(shuō)法正確的是()a飛船正前方地面上的觀察者測(cè)得這個(gè)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(cè)得這個(gè)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(cè)得這個(gè)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(cè)得這個(gè)光源發(fā)出的光的速度都是c【解析】由光速不變?cè)砜芍猚、d選項(xiàng)正確【答案】cd8(多選)(2013咸陽(yáng)高一檢測(cè))關(guān)于光的波粒二象性，正確的說(shuō)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(zhǎng)愈長(zhǎng)，光子的能量愈小，波動(dòng)性愈明顯c頻率高的光子不具有波動(dòng)性，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光子不具有粒子性d個(gè)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(dòng)性【解析】干涉、衍射現(xiàn)象表明光具有波動(dòng)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(xiàng)c錯(cuò)誤但波長(zhǎng)越長(zhǎng)，頻率愈低的光波，干涉和衍射愈容易發(fā)生，波動(dòng)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(xiàng)a錯(cuò)b正確讓光子一個(gè)一個(gè)的通過(guò)雙縫，曝光時(shí)間短時(shí)，底片上呈現(xiàn)不規(guī)則分布的點(diǎn)子，曝光時(shí)間長(zhǎng)時(shí)，底片上呈現(xiàn)干涉條紋，說(shuō)明光子在空間出現(xiàn)的概率遵循波的規(guī)律所以d項(xiàng)正確【答案】bd9次級(jí)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(yùn)動(dòng)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(cè)到宇宙射線中有許多子針對(duì)這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()a地面上的觀測(cè)者觀測(cè)到的子的壽命比2.0 s長(zhǎng)得多，故能射到地面b隨子一起運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)者觀測(cè)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(cè)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(yùn)動(dòng)的觀測(cè)者觀測(cè)到子的壽命比2.0 s長(zhǎng)得多，故能射到地面【解析】一個(gè)相對(duì)于我們做高速運(yùn)動(dòng)的慣性系中發(fā)生的物理過(guò)程，在我們看來(lái)，它所經(jīng)歷的時(shí)間比在這個(gè)慣性系中直接觀察到的時(shí)間長(zhǎng)即地面上的觀測(cè)者觀測(cè)到的子的壽命比2.0 s長(zhǎng)得多，所以在地面上的人看來(lái)，它生成的長(zhǎng)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(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度為v12.4108 m/s時(shí)，質(zhì)量為4 kg，當(dāng)它的速度為v21.8108 m/s時(shí)，質(zhì)量為多少？【解析】根據(jù)狹義相對(duì)論：m由題意知m1，m2所以所以m2m13 kg【答案】3 kg11某列車(chē)靜止時(shí)的長(zhǎng)度為100 m.(1)當(dāng)它以30 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)地面上的觀察者來(lái)說(shuō)它的長(zhǎng)度是多少？(2)假如列車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到2.7108 m/s，對(duì)地面上的觀察者來(lái)說(shuō)它的長(zhǎng)度又是多少？【解析】(1)當(dāng)列車(chē)以30 m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)地面上的觀察者來(lái)說(shuō)，它的長(zhǎng)度是l1100 m99.999 999 999 999 5 m，即縮短了0.5 pm.(2)假如列車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到2.7108 m/s，對(duì)地面上的觀察者來(lái)說(shuō)，它的長(zhǎng)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(ài)因斯坦提出光子說(shuō)之前，法國(guó)物理學(xué)家德布羅意提出了光子動(dòng)量p與光波波長(zhǎng)的關(guān)系為：p.若某激光管以pw60 w的功率發(fā)射波長(zhǎng)6.63107 m的光束，試根據(jù)上述理論計(jì)算，該管在1 s內(nèi)發(fā)