2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第五章第一节狭义相对论的基本原理 Word版含解析

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1、2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第五章第一节狭义相对论的基本原理Word版含解析1.著名物理学家“开尔文勋爵”威廉·汤姆孙曾自信地宣称：“科学的大厦已经基本完成”，但也承认，“明朗的天空中还有两朵小小的、令人不安的乌云”.他指的科学大厦是______________，两朵乌云是______________.答案：以经典力学、热力学与统计物理学、电磁场理论为主要内容的物理学形成了完整的科学体系一是黑体辐射，一是光的速度2.伽利略相对性原理是____________________________

2、___________________________.答案：力学规律在任何惯性系中都是相同的，或者说，任何惯性参考系都是平权的3.电磁波在空中的传播速度是_________________，以太存在吗？答案：C，不存在4.什么样的参考系为惯性系？答案：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系.相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系.5.狭义相对论为什么叫假设？答案：虽然这两个假设可以由麦克耳孙—莫雷实验直接推出，但毕竟是有限的几次实验，只有用这个假设得出大量的结论与事实相符时，它

3、们才能成为真正意义上的原理，这才是科学的态度.综合运用6.火箭以0.75c的速度离开地球，从火箭上向地球发射一个光信号.火箭上测得光离开的速度是c，根据过去熟悉的速度合成法则，光到达地球时地球上测得的光速是多少？根据狭义相对性原理呢？答案：由速度合成法则，地球上测得光速应为c-0.75c即0.25c；根据狭义相对性原理，光速应为c.7.如图5-1-3所示，在列车车厢的光滑水平面上有一个质量为m=5kg的小球，正随车厢一起以20m/s的速度匀速前进.现在给小球一个水平向前的F=5N的拉力作用，求经10s时，车厢里

4、的观察者和地面的观察者看到小球的速度分别是多少？图5-1-3解析：对车上的观察者：物体的初速v0=0,加速度a==1m/s22,10s时速度v1=at=10m/s.对地上的观察者：方法一：物体初速度v0=20m/s加速度相同a==1m/s.10s末速度v2=v0+at=30m/s.方法二：根据速度合成法则v2=v1+v0=（10+20)m/s=30m/s.答案：10m/s30m/s附送：2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第五章第三节质能方程与相对论速度合成定理Word版含解析1.如果物体高速运动

5、，速度的变换法则是什么？答案：速度变换公式为u=,其中v为参考系对地速度，u′为观察者相对于参考系运动的速度，u为观察者对地速度.2.上题中如果u′=0.6c,v=0.6c,它们的合速度为多大？答案：综合运用3.一物体静止时质量为m，当速度分别为v1=7.8km/s和v2=0.8c的速度飞行时，质量分别为多少？答案：m1=m,m2=.4.两个电子相向运动，每个电子对于实验室的速度都是，它们的相对速度是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？计算结果中的光速c和电子的静质量me不必代入数值.解析：设在实验室中

6、观察，甲电子向右运动，乙电子向左运动.若以乙电子为“静止”参考系，即O系，实验室（记为O′系)就以的速度向右运动，即O′系相对于O系速度为v=（图5-3-1）.甲电子相对于O′系的速度为u′=.这样，甲电子相对于乙电子的速度就是在O系中观测到的甲电子的速度u，根据相对论的速度合成公式，这个速度是图5-3-1u=.在实验室中观测，每个电子的质量是m′=.答案：,5.一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动.此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的衰变方向与粒子运动方向相同.求电子相对于

7、实验室参考系的速度.解析：已知v=0.05c，u′x=0.8c,由相对论速度叠加公式得ux==0.817c.答案：0.817c6.一个电子被电压为106V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？解析：Ek=eU=1.6×10-19×106J=1.6×10-13JEk=mc2-m0c2,m==2.69×10-30kg.由m=得v==2.82×108（m·s-1)≈0.94c答案：2.69×10-30kg,0.94c7.一个原来静止的电子，经过100V的电压加速后它的动能是多少？质量改变了百分之几？速度是多少？这时

8、能不能使用公式Ek=m0v2？解析：加速后电子的动能是Ek=qU=1.6×10-19×100J=1.6×10-17J,因为Ek=mc2-mec2,所以m-me=,因此.把数值代入，得=2.0×10-4,即质量改变了0.02%.这说明在100V电压加速后，电子的速度与光速相比仍然很小，因此可以用Ek=mev2这个公式.由Ek=mev2得电子的速度v=m/s=5.9×106m/s.这个速度