《相對(duì)論時(shí)空觀》同步練習(xí)2

1、相對(duì)論時(shí)空觀同步練習(xí)1 .有兩輛較長(zhǎng)的火車A和B,火車A靜止不動(dòng)，中央有一個(gè)光源，在某時(shí)刻發(fā)出一個(gè) 閃光.火車B以一較大的速度在平行于火車A的軌道上勻速運(yùn)動(dòng)，如圖6- 1 4所 示.關(guān)于火車A和火車B上的觀察者觀察到的現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ）B圖614A .火車A上的觀察者看到閃光先到達(dá)火車 A的前壁B. 火車A上的觀察者看到閃光同時(shí)到達(dá)火車 A的前、后壁C. 火車B上的觀察者看到閃光不同時(shí)到達(dá)火車 A的前、后壁D. 火車B上的觀察者看到閃光同時(shí)到達(dá)火車 A的前、后壁解析 由于火車A靜止，光源發(fā)出的光傳播到前、后壁的距離相同，所以火車 A 上的觀察者看到閃光同時(shí)到達(dá)火車 A的前、后壁，選項(xiàng)

2、A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；火車 B上的觀察者感到火車A的前、后壁到光源的距離不同，而光速不變，所以火車 B 上的觀察者看到閃光不同時(shí)到達(dá)火車 A的前、后壁，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確.答案 BC2.下列說法中不正確的是（）A .一條桿的長(zhǎng)度不會(huì)因?yàn)橛^察者是否與桿做相對(duì)運(yùn)動(dòng)而不同，這是經(jīng)典物理學(xué) 家的觀點(diǎn)B. 一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿，其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度小C. 一條桿的長(zhǎng)度靜止時(shí)為Io，不管桿如何運(yùn)動(dòng)，桿的長(zhǎng)度均小于IoD. 如果兩根平行的桿在沿自己的長(zhǎng)度方向上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，與它們一起運(yùn)動(dòng)的兩 位觀察者都會(huì)認(rèn)為對(duì)方的桿縮短了解析 若桿沿垂直于自身長(zhǎng)度的方向運(yùn)動(dòng)，它的長(zhǎng)度將不變，選項(xiàng)C不正確.答案 C

3、3 .假設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運(yùn)行， 其內(nèi)站立著一個(gè)中等身材的人，站在路旁的人觀察車?yán)锏娜?，觀察的結(jié)果是（）A .這個(gè)人是一個(gè)矮胖子B. 這個(gè)人是一個(gè)瘦高個(gè)子C 這個(gè)人矮但不胖D 這個(gè)人瘦但不高解析 取路旁的人為慣性系，車上的人相對(duì)于路旁的人高速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)尺縮效應(yīng)， 人在運(yùn)動(dòng)方向上將變窄，但在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上沒有發(fā)生變化，故選D.答案 D4用相對(duì)論的觀點(diǎn)判斷下列說法，其中正確的是（）A 時(shí)間和空間都是絕對(duì)的，在任何參考系中一個(gè)事件發(fā)生的時(shí)間和一個(gè)物體的 長(zhǎng)度總不會(huì)改變B .在地面上看，以10 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船中的時(shí)鐘會(huì)變快，但是飛船中的 宇航員卻看到時(shí)鐘是準(zhǔn)確的C. 在地面上

4、的人看來，以10 km/s的速度運(yùn)動(dòng)的飛船在運(yùn)動(dòng)方向上會(huì)變短，而 飛船中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些D .當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度v遠(yuǎn)小于c時(shí)，“長(zhǎng)度收縮”和“時(shí)間膨脹”效果可忽略不 計(jì)解析 時(shí)間和空間都是相對(duì)的，沒有絕對(duì)準(zhǔn)確的時(shí)間和空間，所以 A、B錯(cuò)誤； 由I二lo一 C2可知兩處的人都感覺IVIo,所以C正確；由尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng) 公式可知，當(dāng)v遠(yuǎn)小于C時(shí)，尺縮效應(yīng)和鐘慢效應(yīng)都可以忽略不計(jì)，所以 D正確. 答案 CD5.話說有兄弟兩個(gè)，哥哥乘坐宇宙飛船以接近光的速度離開地球去遨游太空，經(jīng)過 一段時(shí)間返回地球，哥哥驚奇地發(fā)現(xiàn)弟弟比自己要蒼老許多， 則該現(xiàn)象的科學(xué)解 釋是（）A

5、 .哥哥在太空中發(fā)生了基因突變，停止生長(zhǎng)了B. 弟弟思念哥哥而加速生長(zhǎng)了C. 由相對(duì)論可知，物體速度越大，在其上時(shí)間進(jìn)程就越慢，生理過程也越慢D. 這是神話，科學(xué)無法解釋解析 根據(jù)相對(duì)論的時(shí)間延緩效應(yīng)，當(dāng)飛船速度接近光速時(shí)，時(shí)間會(huì)變慢，時(shí)間 延緩效應(yīng)對(duì)生命過程、化學(xué)反應(yīng)等也是成立的.飛船運(yùn)行的速度越大，時(shí)間延緩 效應(yīng)越明顯，人體新陳代謝越緩慢.答案C6甲、乙兩人站在地面上時(shí)身高都是Lo,甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c（c為光速）的飛船同向運(yùn)動(dòng)，如圖6- 1-5所示此時(shí)乙觀察到甲的身高LLo;若甲向乙揮手，動(dòng)作時(shí)間為to，乙觀察到甲動(dòng)作時(shí)間為tl,貝吐10（均選填“”“=”或 “V”）圖

6、6-1-5解析 在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上長(zhǎng)度不變，則有 L二Lo;根據(jù)狹義相對(duì)論的時(shí)間延緩 效應(yīng)可知，乙觀察到甲的動(dòng)作時(shí)間變長(zhǎng)，即ti> to.答案 =>7如圖6- 1-6所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對(duì)地面的速度均為 v（v 接近光速c） 地面上測(cè)得它們相距為L(zhǎng),則A測(cè)得兩飛船間的距離 （選填“大于”、“等于”或“小于” ）L.當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào)，A測(cè)得該信號(hào)的速度為_圖6-1-6解析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)的尺子縮短，A測(cè)得兩飛船間的距離大于地面上測(cè)得的距離 L.根 據(jù)狹義相對(duì)論的光速不變假設(shè)，當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào)，A測(cè)得該信號(hào)的速度為c. 答案大于c（或光速）8.相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空

7、間與物質(zhì)的速度有關(guān)；在高速前進(jìn)中的列車的中點(diǎn)處，某乘 客突然按下手電筒，使其發(fā)出一道閃光，該乘客認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度 相等，都為c，站在鐵軌旁邊地面上的觀察者認(rèn)為閃光向前、向后傳播的速度_（填“相等”、“不等”）.并且，車上的乘客認(rèn)為，電筒的閃光同時(shí)到達(dá)列 車的前、后壁，地面上的觀察者認(rèn)為電筒的閃光先到達(dá)列車的 （填“前”后I閃光I前e路邊觀察者圖6-17解析 車廂中的人認(rèn)為，車廂是個(gè)慣性系，光向前向后傳播的速度相等，光源在 車廂中央，閃光同時(shí)到達(dá)前后兩壁.地面上人以地面為一個(gè)慣性系， 光向前向后 傳播的速度相等，向前傳播的路程長(zhǎng)些，至V達(dá)前壁的時(shí)刻晚些.答案相等后9地面上長(zhǎng)100 k

8、m的鐵路上空有一火箭沿鐵路方向以30 km/s的速度掠過，則火箭 上的人看到鐵路的長(zhǎng)度應(yīng)該為多少？如果火箭的速度達(dá)到0.6c，則火箭上的人看到的鐵路的長(zhǎng)度又是多少？解析 當(dāng)火箭速度較低時(shí)，長(zhǎng)度基本不變，還是100 km.當(dāng)火箭的速度達(dá)到0.6c時(shí)，由相對(duì)長(zhǎng)度公式I = 10, 1 - : 2代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)得：1 = (100X 1-0.62) km = 80 km.答案 100 km 80 km10. n介子是一不穩(wěn)定粒子，平均壽命是 2.6X 10-8 s(在它自己的參考系中測(cè)得)， 貝(1) 如果此粒子相對(duì)于實(shí)驗(yàn)室以0.8c的速度運(yùn)動(dòng)，那么在實(shí)驗(yàn)室參考系中測(cè)量它的 壽命為多長(zhǎng)？(2) 它在衰變前運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)距離？-8T解析(1)已知= 2.6x 10 s， v = 0.8c，根據(jù)=u2得它在實(shí)驗(yàn)室中的