【題目】光速的測(cè)定在光學(xué)的發(fā)展史上具有非常特殊而重要的意義。它不僅推動(dòng)了光學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展,也打破了光速無限的傳統(tǒng)觀念,引發(fā)了一場(chǎng)物理革命,愛因斯坦提出了相對(duì)論。

(1)最初的光速值是根據(jù)丹麥科學(xué)家羅默的理論測(cè)出的。羅默對(duì)木星系進(jìn)行了長(zhǎng)期系統(tǒng)的觀察和研究。他發(fā)現(xiàn),離木星最近的衛(wèi)星--木衛(wèi)一繞木星運(yùn)行,隔一段時(shí)間就會(huì)被木星遮食一次,這個(gè)時(shí)間間隔在一年之內(nèi)的各個(gè)時(shí)間里并不是完全相同的。羅默在解釋這個(gè)現(xiàn)象時(shí)說,這是因?yàn)楣獯┰降厍蜍壍佬枰獣r(shí)間,最長(zhǎng)時(shí)間可達(dá)22min,已知地球軌道半徑R=1.5×108km.請(qǐng)根據(jù)羅默的數(shù)據(jù)算出光速的大小。

(2)如圖所示是邁克爾遜用轉(zhuǎn)動(dòng)八面鏡法測(cè)光速的實(shí)驗(yàn)示意圖,圖中P可旋轉(zhuǎn)的八面鏡,S為發(fā)光點(diǎn),T是望遠(yuǎn)鏡,平面鏡O與凹面鏡B構(gòu)成了反射系統(tǒng)。八面鏡距反射系統(tǒng)的距離為AB=L(L可長(zhǎng)達(dá)幾十千米),且遠(yuǎn)大于OB以及S和T到八面鏡的距離。現(xiàn)使八面鏡轉(zhuǎn)動(dòng)起來,并緩慢增大其轉(zhuǎn)速,當(dāng)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)達(dá)到n0時(shí),恰能在望遠(yuǎn)鏡中第一次看見發(fā)光點(diǎn)S,由此邁克爾遜測(cè)出光速c.請(qǐng)寫出測(cè)量光速的表達(dá)式。

(3)一車廂以速度v在水平地面上行駛,車廂底部有一光源,發(fā)出一光信號(hào),射到車頂。已知在車廂里的觀察者測(cè)量到這一過程所用的時(shí)間為△t0,如圖(a)所示。另外一個(gè)觀察者站在地面,他測(cè)量到的這一過程所用的時(shí)間為△t,如圖(b)所示。研究表明不論觀察者是站在車廂里還是在車廂內(nèi)地面上,車廂的高度L0都是不變的,光在車廂里和車廂內(nèi)地面上傳播的速度都是c,試判斷△t和△t0哪一個(gè)更大一些,從中可以得出什么結(jié)論。

【答案】(1)2.3×105km/s;(2)。(3)運(yùn)動(dòng)的參照系里時(shí)鐘變慢。

【解析】

(1)已知光穿越地球軌道需要時(shí)間,最長(zhǎng)時(shí)間可達(dá)22min和地球軌道半徑,利用c=可計(jì)算光速的大小.

(2)由第一次看見發(fā)光點(diǎn)可知,光傳播2L的距離所用的時(shí)間等于八面鏡轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)所用的時(shí)間,然后利用v=即可求出光速的表達(dá)式.

(3)由速度公式求得△t0,運(yùn)用勾股定理求得△t,然后二者比較即可.

(1)根據(jù)速度公式c===2.3×105km/s.

(2)由第一次看見發(fā)光點(diǎn)可知,光傳播2L的距離所用的時(shí)間等于八面鏡轉(zhuǎn)過18轉(zhuǎn)所用的時(shí)間,t=.可得光速為:c==16n0L.

(3)在車廂內(nèi)觀察t0=,在地面上觀察(vt)2+=(ct)2

t=>=t0

結(jié)論:運(yùn)動(dòng)的參照系里時(shí)鐘變慢。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】某小組同學(xué)分別測(cè)出了甲、乙電動(dòng)小車作直線運(yùn)動(dòng)的路程和時(shí)間,并依據(jù)數(shù)據(jù)作出了相應(yīng)的路程—時(shí)間圖像,如圖(a)、(b)所示.

(1)觀察圖(a)可知,甲車在作________直線運(yùn)動(dòng).甲車通過 0.6 m的路程所用時(shí)間為__________s.

(2)觀察圖(b)可知,在AB對(duì)應(yīng)的時(shí)間段內(nèi),乙車通過的路程為____________m.

(3)比較圖(a)、(b)可知,甲車的速度________乙車的速度(選填“大于”、“等于”或“小于”)

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【題目】電源電壓3 V保持不變,把標(biāo)有“3 V 3 W”的燈L1和標(biāo)有“3 V 1.5 W”的燈L2按如圖的方式連接,當(dāng)開關(guān)S閉合后,則下列說法中正確的是()

A. L1消耗的實(shí)際功率是3 W

B. L2消耗的實(shí)際功率是1.5 W

C. 兩燈消耗的總功率是1 W

D. 電壓表的示數(shù)與電源電壓之比是1∶2

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,下列分析正確的是( )

A. 只閉合S1時(shí),L2發(fā)光、L1不發(fā)光,A2測(cè)L2電流

B. 只閉合S2時(shí),L1發(fā)光、L2不發(fā)光,A1測(cè)L1電流

C. 閉合S1S2時(shí),L1L2并聯(lián),A2測(cè)L2電流

D. 閉合S1S2時(shí),L1、L2串聯(lián),A1、A2示數(shù)相等

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】探究并聯(lián)電路中的電流關(guān)系

實(shí)驗(yàn)過程:按照如圖所示電路圖連接好電路,將電流表每次分別________聯(lián)接入A、B、C三處,閉合開關(guān),讀取電流表示數(shù).

結(jié)  論:并聯(lián)電路中,干路電流等于____________________

注  意:(1)當(dāng)并聯(lián)的兩個(gè)燈泡規(guī)格相同時(shí),通過兩燈的電流相同,故兩個(gè)用電器中的電流相等時(shí),兩個(gè)用電器可能串聯(lián),也可能并聯(lián).

(2)當(dāng)并聯(lián)的兩個(gè)燈泡規(guī)格不相同時(shí),通過兩燈的電流不同,但是干路電流總等于支路電流之和.

說  明:(1)當(dāng)串聯(lián)電路中有兩個(gè)以上的用電器時(shí),以上結(jié)論仍然成立,即I1=I2=I3=…= I n

(2)當(dāng)并聯(lián)電路中有多個(gè)用電器并聯(lián)時(shí),以上結(jié)論仍然成立,表達(dá)式為:I= I1+ I2+…+I(xiàn)n.

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】喜迎十九大回顧五年來中國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展.神舟飛船成功實(shí)現(xiàn)了發(fā)射、空間實(shí)驗(yàn)和回收工作,下面幾幅圖是當(dāng)時(shí)的一些情景,請(qǐng)你根據(jù)圖示回答問題:

(1)火箭剛發(fā)射時(shí),高溫火焰向下噴射到發(fā)射臺(tái)的地面,很多物體遇到這樣的高溫將會(huì)_____;為了保護(hù)發(fā)射臺(tái),在發(fā)射臺(tái)底建了一個(gè)大水池,讓火焰噴射到水中,利用水的_____來吸收巨大的熱量.我們?cè)陔娨暽峡吹交鸺账查g,伴有迅速擴(kuò)展的龐大的白色氣團(tuán)是_____形成的(填物態(tài)變化的名稱).

(2)火箭與大氣摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱,為保護(hù)火箭不至于被燒毀,在火箭頭部有一層特殊材料,利用這種材料在高溫下會(huì)熔化和汽化來_____(吸熱/放熱),從而起到保護(hù)作用.

(3)地面各個(gè)測(cè)控站能準(zhǔn)確用一種波對(duì)飛船進(jìn)行遙控,這種波_____(是/不是)超聲波,因?yàn)?/span>_____

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電源電壓保持不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)時(shí),下列說法正確的是(

A. 電壓表V的示數(shù)和電流表A1的示數(shù)比值變大

B. 電壓表V的示數(shù)和電流表A2的示數(shù)的比值不變

C. 電壓表V和電流表A1的示數(shù)都不變,電流表AA2的示數(shù)變小

D. 電流表A的示數(shù)不變,電流表A2的示數(shù)變小,電流表A1的示數(shù)變大

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】在探究通電電阻的電流與電壓的關(guān)系時(shí),同學(xué)們進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn).

1)實(shí)驗(yàn)前開關(guān)應(yīng)________,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處于________,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P,電壓表的示數(shù)變________,電流表的示數(shù)變________

2)當(dāng)滑片P移到某一位置時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)分別如圖所示,則電壓表的讀數(shù)為________ V,電流表的讀數(shù)為________ A

3)移動(dòng)滑片P,讀取了多組電壓值和電流值,分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出,通過定值電阻的電流與其兩端電壓成正比.實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器的作用是(寫出兩條):________、________

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科目:初中物理 來源: 題型:

【題目】電阻觸摸屏在筆記本電腦及手機(jī)等設(shè)備上已普遍使用,當(dāng)手指在觸摸屏表面施以一定的壓力時(shí),觸摸屏通過分別識(shí)別觸摸點(diǎn)的水平與豎直位置,從而確定觸摸的位置.

(1)其工作原理利用了在材料、橫截面積一定時(shí),導(dǎo)體的長(zhǎng)度越長(zhǎng),導(dǎo)體的電阻就越 _______ 的規(guī)律.

(2)以豎直方向?yàn)槔?/span>,觸摸屏相當(dāng)于一根電阻絲,觸摸時(shí),觸摸點(diǎn)P將電阻絲分為上下兩部分,設(shè)上部分電阻為R1,下部分電阻為R2,結(jié)構(gòu)可等效為如圖所示電路,電源電壓不變.當(dāng)觸摸點(diǎn)在豎直方向移動(dòng)時(shí),若測(cè)得R2兩端電壓增大,則可知R2阻值 _______,觸摸點(diǎn)P到屏下端的距離 ______ .(均選填增大”“減小不變”)

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