知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

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

难度：较难

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2．如图所示，考虑几个问题：
（1）若参考系O′相对于参考系O静止，人看到的光速应是多少？
（2）若参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？
（3）若参考系O相对于参考系O′以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？

难度：中等

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3．一辆火车以速度v相对地面运动，在车厢的正中点装有一盏闪光灯，当它闪光时，有两个光子分别从左右传播，在火车的前后两端装有设备，使坐在车中的观察者能测知这两个光子何时到达两端，通过某种巧妙的装置，静止在地面上的另一观察者也能测知这两个光子的传播过程，若车厢长为l，则：
（1）车厢内的观察者测得两光子从闪光开始到达前后端各需要多少时间？时间差为多少？
（2）静止于地面的观察者测得两光子从闪光开始到达前后端，各需要多少时间？时间差为多少？

难度：较易

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4．远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，在地球上测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，求在此星球上测其闪光周期为多大？

难度：较易

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5．一张宣传画是边长为5m的正方形，一高速列车以2×10⁸m/s速度接近此宣传画，在司机看来，这张宣传画是什么样子？

难度：较易

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6．在一飞船上测得飞船的长度为100m，高度为10m，当飞船以0.60c的速度从你身边经过时，按你的测量，飞船有多高、多长？

难度：较易

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7． π介子是一种不稳定粒子，其平均本征寿命为2.6×10^-8s，相对于实验室以0.8c的速度运动．
（1）实验室坐标系中测得介子的寿命为多长？
（2）介子在衰变前运动了多长距离？

难度：较难

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8．两惯性系S′与S初始时刻完全重合，前者相对后者沿x轴正向以速度v高速运动．作为光源的自由质点静止于S′系中，以恒定功率P四周辐射（各向同性）光子．在S中观察，辐射偏向于光源前部（即所谓的前灯效应）．
（1）在S中观察，S′中向前的那一半辐射将集中于光源前部以x轴为轴线的圆锥内．求该圆锥的半顶角α．已知相对论速度变换关系为ux=
ux′+v
1+ux′v/c2
，式中u_x与u_x′分别为S，S′系中测得的速度x分量，c为光速．
（2）求S系中测得的单位时间内光源辐射的全部光子的总动量与总能量．

难度：中等

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9．我们能否取得大于光速c的速度？用激光器产生的光束照射月球时，在月球上形成一光斑，由于月球离地球的距离约为3.8×10⁸m，所以只要令激光器以1弧度/秒这一不大的角速度转动，就可使月球上的光斑以大于光速c的速度移动．这与物质的运动速度不能超过光速这一相对论结论是否发生矛盾？

难度：较易

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10．如图所示，考虑几个问题：
（1）若参考系O′相对于参考系O静止，人看到的光速应是多少？
（2）若参考系O′相对于参考系O以速度v向右运动，人看到的光速应是多少？
（3）若参考系O相对于参考系O′以速度v向左运动，人看到的光速又是多少？

难度：较难

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