高中物理魯科版4第六章相對論與天體物理單元測試 第6章章末分層突破

章末分層突破[自我校對]①光速②eq\f(Δt′,\r(1－\f(v,c)2))③l0eq\r(1－\f(v,c)2)④等效⑤彎曲________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________狹義相對論1.狹義相對論的基本原理(1)狹義相對性原理：物理規(guī)律(力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué))等對于所有慣性系都具有相同的形式．(2)光速不變原理：在任何慣性系中，光在真空中的速度恒為c，與光源的運(yùn)動和觀測者的運(yùn)動無關(guān)．2．時(shí)間的相對性運(yùn)動的時(shí)鐘變慢：Δt＝eq\f(Δt′,\r(1－\f(v2,c2))).3．長度的相對性一條沿自身長度方向運(yùn)動的桿，其長度總比靜止時(shí)的長度?。綖閘＝l0eq\r(1－\f(v2,c2)).如圖6-1所示，列車以速度v勻速運(yùn)動，在車廂里的人量得車廂高為d，一相對于車廂靜止放在地板上的尺子的長度為L0.請思考：(1)地面上的人量得的車廂高度為多少？(2)地面上的人測得的尺子的長度為多少？圖6-1【解析】(1)在垂直于運(yùn)動方向上長度不變，所以在豎直方向上車廂高度不變，所以地面上的人量得車廂高度為d.(2)由長度的相對性，尺子的長度為：L＝L0eq\r(1－\f(v2,c2)).【答案】(1)d(2)L0eq\r(1－\f(v2,c2))解決長度的相對性問題，應(yīng)當(dāng)注意(1)“動尺縮短”是沿運(yùn)動方向上的長度比其相對靜止時(shí)測量的長度要短一些，這種長度收縮并非幻覺，并非看上去短了，它的確變短了，它與物體的具體組成和結(jié)構(gòu)無關(guān)，當(dāng)物體運(yùn)動的速度越接近光速，這種收縮效應(yīng)就變得越顯著．(2)在具體計(jì)算中要明確，長度收縮指的是只在物體運(yùn)動方向上的長度收縮，在垂直于運(yùn)動方向上的長度沒有變化．廣義相對論1.廣義相對論的基本原理(1)廣義相對性原理：在任何參考系(包括非慣性系)中物理規(guī)律都是相同的．(2)等效原理：勻加速參考系中的慣性力場與均勻引力場不可區(qū)分．2．廣義相對論的時(shí)空結(jié)構(gòu)——彎曲時(shí)空(1)引力場中，時(shí)鐘變慢．(2)在與引力垂直的方向上，空間間隔變短，發(fā)生了彎曲．下列說法中正確的是()A．光線在引力場中仍沿直線傳播B．強(qiáng)引力場作用可使光譜線向紅端偏移C．引力場越強(qiáng)的位置，時(shí)間進(jìn)程越慢D．引力場越強(qiáng)的位置，時(shí)間進(jìn)程越快E．由于物質(zhì)的存在，實(shí)際的空間是彎曲的【解析】根據(jù)廣義相對論的結(jié)論，由于太陽引力場的影響，使得光線發(fā)生彎曲，A錯(cuò)誤．強(qiáng)引力場作用使光的波長變長、頻率變低，所以光譜線向紅端偏移，B正確．引力場越強(qiáng)的位置，時(shí)間進(jìn)程越慢，所以C正確、D錯(cuò)誤．物質(zhì)的引力使得空間變形，發(fā)生彎曲，所以E正確．【答案】BCE1.如圖6-2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(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被先照亮的是________．圖6-2【解析】由“同時(shí)”的相對性可知，列車上的觀察者觀察到光信號先到達(dá)C.【答案】C2．假如一對孿生兄弟A和B，其中B乘坐速度為v＝0.9c的火箭飛往大角星，而后又飛回地球．根據(jù)A在地球上的觀測，大角星離地球有40萬光年遠(yuǎn)，這次B往返飛行經(jīng)歷時(shí)間為如果B在離開地球時(shí)，他們的年齡都為20歲，則當(dāng)B回到地球時(shí)，A的年齡為__________歲，B的年齡為________歲.【導(dǎo)學(xué)號：78510077】【解析】設(shè)B在火箭慣性