2024-2025學(xué)年高中物理第十五章2時間和空間的相對性練習含解析新人教版選修3-4

PAGEPAGE52.時間和空間的相對性基礎(chǔ)鞏固1關(guān)于時間和空間,在學(xué)習狹義相對論后我們應(yīng)相識到()A.因為時間是肯定的,所以我們在不同的參考系中視察到的時間進程都是相同的B.空間與時間之間是沒有聯(lián)系的C.有物質(zhì)才有空間和時間D.在一個確定的參考系中視察,運動物體的空間距離和時間進程跟物體的運動狀態(tài)有關(guān)解析：經(jīng)典物理學(xué)認為空間和時間是脫離物質(zhì)存在的,是肯定的,空間與時間之間也是沒有聯(lián)系的;在相對論力學(xué)中,時間和空間是和物質(zhì)的運動相聯(lián)系的。只有在物質(zhì)存在時才有空間和時間的概念,時間和空間是相互聯(lián)系且是相對的。答案：CD2慣性系S中有一邊長為l的正方形(如圖所示)。從相對S系沿x軸方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得此正方形的圖形是()解析：由相對論學(xué)問可知,沿運動方向,物體的長度將變短,而其他方向物體長度不會發(fā)生變更,因此,C項正確,A、B、D項錯誤。答案：C3接近光速飛行的飛船和地球上各有一只相同的銫原子鐘,飛船和地球上的人觀測這兩只鐘的快慢,下列說法正確的有()A.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較快B.飛船上的人觀測到飛船上的鐘較慢C.地球上的人觀測到地球上的鐘較快D.地球上的人觀測到地球上的鐘較慢答案：AC4假設(shè)地面上有一火車以接近光速的速度運行,其內(nèi)站立著一個中等身材的人,站在路旁的人視察車里的人,視察的結(jié)果是()A.這個人是一個矮胖子B.這個人是一個瘦高個子C.這個人矮但不胖D.這個人瘦但不高解析：取路旁的人為慣性系。車上的人相對于路旁的人高速運動,依據(jù)尺縮效應(yīng),人在運動方向上將變窄,但在垂直于運動方向上沒有發(fā)生變更,故選項D正確。答案：D5某宇航員要到離地球5光年的星球上去旅行,假如希望把這路程縮短為3光年,則他所乘飛船相對地球的速度為()A.0.5c B.0.6cC.0.8c D.0.9c解析：由l=l01-v答案：C6如圖所示,沿平直鐵路途有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛,當鐵塔B發(fā)出一個閃光,列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的依次是()A.同時被照亮 B.A先被照亮C.C先被照亮 D.無法推斷解析：由“同時”的相對性可知,列車上的視察者視察到光信號先到達C,選項C正確。答案：C7相對論認為時間和空間與物質(zhì)的速度有關(guān);在高速前進中的列車的中點處,某乘客突然按下手電筒,使其發(fā)出一道閃光,該乘客認為閃光向前、向后傳播的速度相等,都為c,站在鐵軌旁邊地面上的視察者認為閃光向前、向后傳播的速度(選填“相等”或“不等”)。并且,車上的乘客認為,電筒的閃光同時到達列車的前、后壁,地面上的視察者認為電筒的閃光先到達列車的(選填“前”或“后”)壁。

解析：依據(jù)光速不變原理,站在鐵軌旁邊地面上的視察者認為閃光向前、向后傳播的速度相等;地面上的視察者認為,由于列車運動,電筒的閃光先到達列車的后壁。答案：相等后實力提升1用狹義相對論的觀點推斷,下列說法不正確的是()A.時間和空間都是肯定的,在任何參考系中一個事務(wù)發(fā)生的時間和一個物體的長度總不會變更B.在地面上的人看來,以10km/s的速度運動的飛船中的時鐘會變慢,但是飛船中的宇航員卻看到時鐘是精確的C.在地面上的人看來,以10km/s的速度運動的飛船在運動方向上會變窄,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.當物體運動的速度v?c時,“時間膨脹”和“長度收縮”效果可忽視不計解析：依據(jù)狹義相對論的觀點,時間和空間都是相對的;由Δt=Δτ1-vc2可知,運動的時鐘變慢了,但飛船中的時鐘相對視察者靜止,時鐘精確;由l=l01-vc2可知,地面上的人看飛船和飛船上的人看地面上的人都沿運動方向長度減小;當答案：A2A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面的某處,vA>vB,在地面上的人視察結(jié)果正確的是()A.火箭A上的時鐘走得最慢B.地面上的時鐘走得最慢C.火箭B上的時鐘走得最快D.火箭B上的時鐘走得最慢解析：因為當一個慣性系的速度比較大時,符合Δt=Δτ1-因為vA>vB,所以ΔtA>ΔtB,故選A。答案：A3甲在接近光速的火車上看乙手中沿火車前進方向放置的尺子,同時乙在地面上看甲手中沿火車前進方向放置的尺子,則下列說法正確的是()A.甲看到乙手中的尺子長度比乙看到自己手中的尺子長度大B.甲看到乙手中的尺子長度比乙看到自己手中的尺子長度小C.乙看到甲手中的尺子長度比甲看到自己手中的尺子長度大D.乙看到甲手中的尺子長度比甲看到自己手中的尺子長度小解析：依據(jù)長度的相對性原理可知B、D正確。答案：BD4A、B兩架飛機沿地面上一足球場的長度方向在其上空高速飛過,且vA>vB,在飛機上的人視察結(jié)果正確的是()A.A飛機上的人視察到足球場的長度比B飛機上的人視察到的大B.A飛機上的人視察到足球場的寬度比B飛機上的人視察到的小C.兩飛機上的人視察到足球場的長度相同D.兩飛機上的人視察到足球場的寬度相同解析：因為當一個慣性系的速度比較大時,依據(jù)l=l01-v答案：D★5如圖所示,在地面上M點固定一光源,在離光源等距的A、B兩點上固定有兩個光接收器,今使光源發(fā)出一閃光,問:(1)在地面參考系中觀測,誰先接收到光信號?(2)在沿AB方向高速運動的火車中觀測,誰先接收到光信號?解析：(1)因光源離A、B兩點等距,光向A、B兩點傳播速度相等,則光到達A、B兩點所須要的時間相等,即在地面參考系中觀測,兩接收器同時收到光信號。(2)對于