2018-2019學年高中物理 第十五章 相對論簡介 第1-2節(jié) 相對論的誕生 時間和空間的相對性練習（含解析）新人教版選修3-4.docx

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1相對論的誕生2時間和空間的相對性 (30分鐘)1.根據(jù)伽利略相對性原理,可以得到下列哪項結(jié)論()A.力學規(guī)律在任何慣性系中都是相同的B.同一力學規(guī)律在不同的慣性系中可能不同C.在一個慣性參考系里不能用力學實驗判斷該參考系是否做勻速直線運動D.在一個慣性參考系里可以用力學實驗判斷該參考系是否做勻速直線運動答案：AC2.世界上各式各樣的鐘:砂鐘、電鐘、機械鐘、光鐘和生物鐘。既然運動可以使某一種鐘變慢,它一定會使所有的鐘都一樣變慢。這種說法是()A.對的,對各種鐘的影響必須相同B.不對,不一定對所有的鐘的影響都一樣C.A和B分別說明了兩種情況下的影響D.以上說法全錯答案：A3.下列關(guān)于經(jīng)典力學的時空觀與相對論時空觀的說法正確的是()A.相對論時空觀中,同時是絕對的,即在一個參考系中的觀察者在某一時刻觀察到的兩個事件,對另一參考系中的觀察者來說也是同時發(fā)生的B.在經(jīng)典力學的時空觀中,時間間隔是絕對的,即任何事件(或物體的運動)所經(jīng)歷的時間,在不同的參考系中測量都是相同的,而與參考系的選取無關(guān)C.在相對論時空觀中,空間距離是相對的,即如果各個參考系中用來測量長度的標準相同,那么空間兩點距離與參考系選取有關(guān)D.經(jīng)典力學的時空觀就是一個絕對的時空觀,時間與空間、物體的運動無關(guān)解析：經(jīng)典的時空觀認為,時間、空間均是絕對的,與物體的運動狀態(tài)無關(guān)。同時也是絕對的,即在一個參考系中同時發(fā)生的兩個事件,在不同參考系中觀察也是同時發(fā)生的。相對論的時空觀認為,時間、空間均是相對的,與物體的運動狀態(tài)有關(guān)。同時也是相對的。答案：BCD4.判斷下面說法正確的是()A.嫦娥三號飛向月球的過程中從衛(wèi)星上向前發(fā)出的光,對地速度一定比c大B.嫦娥三號飛向月球的過程中從衛(wèi)星上向后發(fā)出的光,對地速度一定比c小C.嫦娥三號飛向月球的過程中從衛(wèi)星上沿垂直于速度方向發(fā)出的光對地速度為cD.嫦娥三號飛向月球的過程中從衛(wèi)星上向任一方向發(fā)出的光對地速度都為c解析：光速不變原理為在不同的慣性參考系中,真空中的光速是相同的,即光在真空中沿任何方向的傳播速度也是相同的,故A、B項錯誤,C、D項正確。答案：CD5.如圖所示,假設一根10 m長的梭鏢以光速穿過一根10 m長的管子,它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的。以下敘述中最好地描述梭鏢穿過管子的情況的是()A.梭鏢收縮變短,因此在某些位置上,管子能完全遮住它B.管子收縮變短,因此在某些位置上,梭鏢從管子的兩端伸出來C.兩者都收縮,且收縮量相等,因此在某個位置,管子恰好遮住梭鏢D.所有這些都與觀察者的運動情況有關(guān)解析：如果你是在相對于管子靜止的參考系中觀察運動著的梭鏢,那么梭鏢看起來就比管子短,在某些位置梭鏢會完全處在管子內(nèi)部。然而當你和梭鏢一起運動時,你看到的管子就縮短了,所以在某些位置,你可以看到梭鏢兩端都伸出管子,選項D正確。答案：D6.話說有兄弟兩個,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)象的科學解釋是()A.哥哥在太空中發(fā)生了基因突變,停止生長了B.弟弟思念哥哥而加速生長了C.由相對論可知,物體速度越大,在其上時間進程就越慢,生理過程也越慢D.這是神話,科學無法解釋解析：根據(jù)相對論的時間延緩效應,當飛船速度接近光速時,時間會變慢,時間延緩效應對生命過程、化學反應等也是成立的。飛船運行的速度越大,時間延緩效應越明顯,人體新陳代謝越緩慢。答案：C7.導學號73884155假設甲在接近光速的火車上看地面上乙手中沿火車前進方向放置的尺,同時地面上的乙看甲手中沿火車前進方向放置的相同的尺。則下列說法正確的是()A.甲看到乙手中的尺長度比乙看到自己手中的尺長度大B.甲看到乙手中的尺長度比乙看到自己手中的尺長度小C.乙看到甲手中的尺長度比甲看到自己手中的尺長度大D.乙看到甲手中的尺長度比甲看到自己手中的尺長度小解析：由l=l01-v2c2可知,運動的觀察者觀察靜止的尺子,和靜止的觀察者觀察運動的尺子時,都出現(xiàn)尺縮效應,即都發(fā)現(xiàn)對方手中的尺子比自己手中的短了,故B、D正確,A、C錯誤。答案：BD8.一張長、寬均為5 m的宣傳畫,平行地貼于鐵路旁邊的墻上,一超高速列車以2108 m/s的速度接近此宣傳畫,這張畫由司機測量將成為什么樣子?解析：注意,垂直于速度方向的長度不變,仍然是5 m,運動方向上長度變短,即為l=l01-vc2=51-232 m3.7 m,所以,司機看到的畫面尺寸為5 m3.7 m,即形狀由正方形變成了長方形。答案：變成了尺寸為5 m3.7 m的長方形9.+介子是一種不穩(wěn)定粒子,平均壽命是2.610-8 s(在自己的參考系中測得)。(1)如果此粒子相對于實驗室以0.8c的速度運動,那么在實驗室坐標系中測量的+介子壽命多長?(2)+介子在衰變前運動了多長距離?解析：(1)+介子在實驗室中的壽命為t=1-v2c2=2.610-81-0.82 s=4.310-8 s。(2)該粒子在衰變前運動的距離為x=vt=0.831084.310-8 m=10.32 m。答案：(1)4.310-8 s(2)10.32 m10.導學號73884156半人馬座星是離太陽系最近的恒星,它距地球4.01016 m。設有一宇宙飛船自地球往返于半人馬座星之間。若宇宙飛船的速度為0.999c,按地球上的時鐘計算,飛船往返一次需多少時間?若以飛船上的時鐘計算,往返一次的時間又為多少?解析：以地球上的時鐘計算t=sv=24.010160.9993108 s=2.67108 s=8.46年;若以飛船上的時鐘計算:因為t=t1-vc2所以得t=t1-vc2=2.671081-0.9992 s=5.3105 s=60.9天。答案：8.46年60.9天