高中物理 15.1~2 相对论简介 15.1相对论的诞生 15.2 时间和空间的相对性每课一练 新人教版选修3-4

1、1第 15 章 第 12 节1(2010江苏东台中学高二检测) 以下说法正确的是()A不论光源与观察者做怎样的相对运动，光相对于观察者的速度都是一样的B观察者沿垂直于杆的方向运动时，观察到的杆的长度没有变化C “动钟变慢”是时钟的精度因运动而发生了变化D “动钟变慢”是两个不同的惯性系进行时间比较的一种效应答案：ABD2话说有兄弟两个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光速的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，该现象的科学解释是()A哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B弟弟思念哥哥而加速生长了C由相对论可知，物体速度越大，物体上的时间进程越慢，生理进程也越慢D这是神话，科学无法解释答案：C解析：这是“动钟变慢”效应3下列说法中不正确的是( )A一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学家的观点B一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小C一根杆的长度静止时为 l0，不管杆如何运动，杆的长度均小于 l0D如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了答案：C解析：若

2、杆沿垂直于自身长度的方向运动，它的 长度将不 变4A、B 两架飞机沿地面上一足球场的长轴方向在其上空高速飞过，且 vAvB，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是()AA 飞机上的人观察到足球场的长度比 B 飞机上的人观察到的大BA 飞机上的人观察到足球场的长度比 B 飞机上的人观察到的小C两飞机上的人观察到足球场的长度相同D两飞机上的人观察到足球场的宽度相同答案：BD解析：由 ll 0 (其中 l0 是相对足球场静止时的长度)，可以看出，速度越大， “动尺1 (vc)22变短”的效应越明显，选项 B 正确；但是足球场的短轴与飞机速度方向垂直，所以两飞机上的人观察到足球场的宽度相同5设某人在以速度为 0.5c 的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是()A飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为 1.5cB飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为 0.5cC在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是 cD在地面上任何地方的观察者看到的光速都是 c答案：CD6以速度 v 绕地球旋转的人造卫星，它的时间 t和地球上同时测量的时间 t 关系是_；卫星上的长度 l，在地球上测量的长度是_

3、答案：t l l .t1 (f(v,c)2 1 (f(v,c)27广州的一个人在听到收音机报时：“刚才最后一响是北京 7 点整”的时候，他在最后一响时，把表对到 7 点整，北京的表和广州的表一致吗？怎样才能使它们一致？答案：广州的人听到报时声时，北京的表已经到达 7 点整一段时间了，所以不一致，北京的表先到 7 点整要想两地的表一致，必须在北京和广州的连线中点报时，两地同时拨表，两个表才会一致8如图所示，在地面上 M 点固定一光源，在离光源等距的 A、B 两点上固定有两个光接收器，今使光源发出一闪光，问：(1)在地面参考系中观测，谁先接收到光信号？(2)在沿 AB 方向高速运动的火车参考系中观测，谁先接收到光信号？答案：(1)同时收到(2) B 先收到解析：(1)因光源离 A、B 两点等距，光向 A、B 两点传播速度相等，则光到达 A、B 两点所需要的 时间 相等，即在地面参考系中 观测 ，两接收器同时收到光信号(2) 对于火车参考系来说，光源和 A、B 两接收器都沿 方BA 向运动，当光源发出的光向 A、B 传播时， A 和 B 都沿 BA 方向运动了一段距离到达 A和 B.如图所示

4、，所以光到达 A的距离更长，到达 B的距离更短所以 B 比 A 先收到信号能力提升1(2010洛阳市高二检测)关于爱因斯坦的狭义相对论，下列说法正确的是()A狭义相对论的基本假设之一是光速不变原理B有些运动物体相对于观察者的速度可以大于真空中的光速C在地面参考系中，观察到在上海和北京同时有两个婴儿诞生，如果在沿北京上海3方向高速飞行的飞船上观测，他们也是同时诞生的D对于不同的惯性系，物理规律 (包括力学和电磁学的)都是不同的答案：A2下列关于经典力学的时空观，正确的是()A经典力学的时空观中，同时是绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的B在经典力学的时空观中，空间间隔是绝对的，即任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关C在经典力学的时空观中，时间间隔是绝对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点距离是绝对的不变的量值，而与参考系选取无关D经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关答案：ABCD3假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火

5、车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下列说法正确的是()A甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大B甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小C乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大D乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同答案：B4某宇航员要到离地球 5 光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为 3 光年，则他所乘飞船相对地球的速度为( )A0.5c B0.6c C0.8c D0.9c答案：C解析：由 tt 得，35 ，解得 v0.8 c.1 (vc)2 1 (vc)25用相对论的观点判断，下列说法正确的是()A时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B在地面上的人看来，以 10 km/s 的速度运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C在地面上的人看来，以 10km/s 的速度运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D当物体运动的速度 vc 时， “时间膨胀”和“长度收缩 ”效果可忽略不计4答案：BCD解析：

6、按照相对论的观点，时间 和空间都是相对的， A 错误；由 t 可知，运1 (f(v,c)2动的时钟变慢了，但飞船中的 钟相对观察者静止， 时钟准确，B 正确；由 ll 0 可知，地面1 v2c2上的人看飞船 ，和飞船上的人看地面上的人都沿运动方向 长度减小，C 正确当 vc 时， “时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计，故 D 也正确6一支静止时长 30 m 的火箭以 3 km/s 的速度从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度应为多少？火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的二分之一呢？答案：30 m30 m26 m30m解析：火箭相对于火箭上的人是静止的，所以不管火箭的速度是多少，火箭上人测得的火箭长度与静止时相同，为 l30 m，如果火箭的速度是 v310 3m/s，地面 观察者测得的火箭长为 ll 30 m30m.1 (vc)2 1 (31033108)2当火箭的速度为光速的二分之一时，l l 30 m26m.1 (vc)2 327宇宙射线中有一种叫做 子的粒子，在与 子相对静止的惯性参考系中观测到，它平均经过 2106 s(其固有寿命 )就衰变为电子和中微子但是，这种 子在大气中运动的速度非常大，可以达到 v2.99410 8m/s0.998c. 请分析， 子在大气中可以运动多远的距离？答案：9500m解析：已知 t210 6 s，v2.99410 8m/s.如果按照经典物理来看， 子从产生到衰变的这段时间里平均走过的距离仅为l2.99410 82106 m600m根据狭义相对论，在地面的实验 室中观测 子的“运动寿命”为t st1 v2c2 210 61 (0.998)23.1610 5 s因此 子在大气中运动的距离应为l2.99410 83.16105 m9500m

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