高中物理第6章相对论与量子论初步第1节高速世界自我小测含解析鲁科版必修2

高速世界

我夯基我达标

1.开尔文宣布物理学的科学大厦已经基本形成,但仍有两朵乌云,这两朵乌云指（）

A.迈克尔孙—莫雷实验

B.热辐射实验

C.电子衍射

D.水星的发现

2.如果宇航员驾驶一艘飞船以接近于光速的速度朝一星体飞行,你可以根据下述哪些变化发觉自己是在运动（）

A.你的质量在减少

B.你的心脏跳动在慢下来

C.你永远不能由自身的变化知道你是否在运动

D.你在变大

3.一个长的标尺以相对论速度穿过一根几米长的管子,它们的长度都是在静止状态下测量的.以下哪种叙述最恰当地描述了标尺穿过管子的情况（）

A.标尺收缩变短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它

B.标尺收缩变短,因此在某些位置上,标尺从管子的两端伸出来

C.两者都收缩,且收缩量相等,因此在某个位置,管子恰好遮住标尺

D.所有这些都与观察者的运动情况有关

4.1905年,爱因斯坦在_____________实验的事实基础上提出了狭义相对论的两个基本假设——_____________原理和_____________原理.

5.为使电子的质量增加到静止质量的三倍,需要的速度为_____________.

我综合我发展

6.半人马星座α星是太阳系最近的恒星，它距地球为4.3×1016 m.设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座α星之间.若宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，飞船往返一次需多长时间？如以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多长？

7.在惯性系S中观察到有两个事件发生在某一地点，其时间间隔为4.0 s.从另一惯性系S′观察到这两个事件发生的时间间隔为 6.0 s.问从S′系测量到这两个事件的空间间隔是多少？（设S′系以恒定速率相对S系沿xx′轴运动）

参考答案

1思路解析：在经典力学的理论基本完善之时，有两个现象是无法解释的，即迈克尔孙—莫

雷实验与黑体辐射.

答案：AB

2思路解析：同一个物理过程经历的时间以及物体的长度，在不同的惯性系中观测测得的结果不同，这是相对论时空观的体现，是一种观测效应.不是时钟走得快或者慢了，也不是长度真的变长或缩短了.

答案：C

3思路解析：A 、B 、C 三个选项所列的情况都可能出现，这与观察者的运动情况有关. 答案：D

4答案：迈克尔孙—莫雷相对性光速不变

5思路解析：根据狭义相对论的质速关系m ＝m 0/22

1c

v -，代入数据求解. 答案：2.83×108

m/s

6思路解析：以地球上的时钟计算： Δt＝816

10

3999.0103.42⨯⨯⨯⨯=v s s ＝2.87×108s ＝9年 若以飞船上的时钟计算（原时）：因为 Δt＝2

)(1'

c v t -∆

所以得Δt′＝2

)(1c v

t -∆＝2.87×108×2999.01-s ＝1.28×107s ＝0.4年. 答案：9年 0.4年

7思路解析：由时间膨胀,

所以v ＝［1＝('t t ∆∆)2］1/2＝［1＝(6

4)2］1/2＝c c 3595= Δx′＝2

2

)(1)(1c v t v c v t

v x -∆-=-∆-∆＝＝vΔt′ |Δx′|＝vΔt′＝3

5c×6＝52×3×108m ＝1.34×109m.

8答案：1.34×109 m