发布时间 : 星期日 文章人教版 高中物理 选修3-4 第十五章 第一节《相对论的诞生》同步练习更新完毕开始阅读aed2be97bf1e650e52ea551810a6f524cdbfcbf9
第一节相对论的诞生
一、多选题
1、关于狭义相对论的两个假设，下列说法正确的是( ) A．在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的 B．在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样 C．真空中的光速在不同的惯性参考中都是相同的 D．真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的 【答案】AC
【解析】狭义相对论的两个基本假设分别是狭义相对性原理和光速不变原理，选项A、C正确。
2、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】ABCD
【解析】经典的时空观认为，时间、空间均是绝对的，与物体的运动状态无关。同时也是绝对的，即在一个参考系中同时发生的两个事件，在不同参考系中观察也是同时发生的，故A、B、C、D均正确。
3、关于相对论的认识，下列说法正确的是( )
A．因为时间是绝对的，所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的 B．在一个确定的参考系中观察，运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关
C．同一力学规律在不同的惯性系中可能不同
D．在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样 E．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 F．真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的 【答案】BE
【解析】由狭义相对论的两个基本假设可知ACD错，B对，根据光速不变原理可知E对F错。
4、设某人在速度为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1.5c B．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5c C．在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是c D．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c 【答案】CD
【解析】根据狭义相对论的两个基本假设之一：光速不变原理可知，观察者在地面上，飞船中观测光的速度均为c，故C、D正确，A、B错误。
5、有两辆较长的火车A和B，火车A静止不动，中央有一个光源，在某时刻发出一个闪光。火车B以一较大的速度在平行于火车A的轨道上匀速运动，如图所示。关于火车A和火车B上的观察者观察到的现象，下列说法正确的是( )
A．火车A上的观察者看到闪光先到达火车A的前壁 B．火车A上的观察者看到闪光同时到达火车A的前、后壁 C．火车B上的观察者看到闪光不同时到达火车A的前、后壁 D．火车B上的观察者看到闪光同时到达火车A的前、后壁 【答案】BC
【解析】由于火车A静止，光源发出的光传播到前、后壁的距离相同，所以火车A上的观察者看到闪光同时到达火车A的前、后壁，选项A错误，选项B正确；火车B上的观察者感到火车A的前、后壁到光源的距离不同，而光速不变，所以火车B上的观察者看到闪光不同时到达火车A的前、后壁，选项D错误，选项C正确。
6、A、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vA>vB，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是( )
A．A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 B．A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
?v?【解析】由l?l01??? (其中l0是相对足球场静止时的长度)，可以看出，速度越
?c?大，“动尺变短”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
2以两飞机上的人观察到足球场的宽度相同。
7、如图所示，你站在水平木杆AB的中央附近，并且看到木杆落在地面上时是两端同时着地的，所以，你认为这木杆是平着落到了地面上；若此时飞飞小姐正以接近光速的速度从你前面掠过，她看到B端比A端先落地，因而她认为木杆是向右倾斜着落地的．她的看法是( )
A．正确的 B．错误的
C．她应感觉到木杆在朝她运动 D．她应感觉到木杆在远离她运动 【答案】 AC
【解析】 当飞飞小姐掠过木杆时，在她看来，木杆不仅在下落，而且还在朝她运动，正好像星体朝你的飞船运动一样．因此，在你看来同时发生的两个事件，在飞飞小姐看来首先在B端发生．到底在A和B处的两个事件是同时发生，还是在B处先发生？这一问题是没有意义的．因为运动是相对的，对运动的描述取决于选择的参考系．对于你来说木杆是平着下落的，对飞飞小姐来说木杆是向右斜着下落的，虽然难以置信，但你和她都是正确的．
二、填空题
1、甲、乙两人站在地面上时身高都是L0，甲、乙分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动，如图所示。此时乙观察到甲的身高L________L0；若甲向乙挥手，动作时间为t0，乙观察到甲动作时间为t1，则t1________t0(均选填“＞”、“＝”或“＜”)。
【答案】＝ ＞
【解析】在垂直于运动方向上长度不变，则有L＝L0；根据狭义相对论的时间延缓效应可知，乙观察到甲的动作时间变长，即t1＞t0。
2、爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的重大革命，因为它 【答案】 揭示了时间、空间并非绝对不变的属性
【解析】 爱因斯坦相对论揭示了时间、空间并非绝对不变的属性． 3、为经典力学作出最重要贡献的物理学家是 【答案】牛顿
【解析】英国科学家牛顿发现了牛顿第三个定律以及万有引力定律，为经典力学作出最重要贡献
4、有兄弟两人，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
【答案】 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 【解析】 根据狭义相对论的理论，运动的时钟会变“慢”，哥哥相对于弟弟而言以接近光速的速度运动，因而哥哥显得比弟弟年轻
5、如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为
【答案】 c
【解析】 由狭义相对论的基本假设：光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
6、如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者A观察到钟的面积为S，另一观察者B以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为S′。则S和S′的大小关系是S S′
【答案】S>S′
【解析】观察者B以0.8倍光速平行于y轴正方向运动，根据尺缩效应，观察到钟的面积为S′
三、计算题
1、假想在2015年，有一太空船以0.8c的速度飞向“月球太空站”。一科学家在月球上测量运动中的太空船长度为200m，此太空船最后在月球上登陆，此科学家再度测量静止的太空船的长度，测量的结果如何？
【答案】333m
【解析】设在月球上测得运动的太空船的长度为l，静止的太空船长度为l0， 依据狭义相对论的长度收缩效应有
?v?l?l01??? ?c?所以l0?2lcc?v22?200cc?0.64c22≈333m
2、远方的一颗星以0.8c的速度离开地球，测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化，