2019高中物理 課下能力提升二十三 第十五章 第1、2節(jié) 相對(duì)論的誕生 時(shí)間和空間的相對(duì)性（含解析）新人教版選修3-4.doc

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相對(duì)論的誕生　時(shí)間和空間的相對(duì)性 一、選擇題 1．[多選]下面說(shuō)法中正確的是(　　) A．“嫦娥三號(hào)”飛向月球的過(guò)程中從衛(wèi)星上向前發(fā)出的光，對(duì)地速度一定比c大 B．“嫦娥三號(hào)”飛向月球的過(guò)程中從衛(wèi)星上向后發(fā)出的光，對(duì)地速度一定比c小 C．“嫦娥三號(hào)”飛向月球的過(guò)程中從衛(wèi)星上沿垂直于速度方向發(fā)出的光對(duì)地速度為c D．“嫦娥三號(hào)”飛向月球的過(guò)程中從衛(wèi)星上向任一方向發(fā)出的光對(duì)地速度都為c 2．如圖所示，強(qiáng)強(qiáng)乘速度為0.9c(c為光速)的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c，強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測(cè)到該光的傳播速度為(　　) A．0.4c　　　　　　　　 B．0.5c C．0.9c D．1.0c 3．一艘太空飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度為30 m，它以0.6c(c為光速)的速度沿長(zhǎng)度方向飛行越過(guò)地球，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30 m B．地球上的觀測(cè)者測(cè)得該飛船的長(zhǎng)度小于30 m C．飛船上的觀測(cè)者測(cè)得地球上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c D．地球上的觀測(cè)者測(cè)得飛船上發(fā)來(lái)的光信號(hào)速度小于c 4．如圖所示，沿平直鐵路線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(dāng)鐵塔 B 發(fā)出一個(gè)閃光，列車上的觀測(cè)者測(cè)得 A、C兩鐵塔被照亮的順序是(　　) A．同時(shí)被照亮 B．A先被照亮 C．C先被照亮 D．無(wú)法判斷 5．如圖所示，假設(shè)一根10 m長(zhǎng)的梭鏢以接近光速的速度穿過(guò)一根10 m長(zhǎng)的管子，它們的長(zhǎng)度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測(cè)量的。以下敘述中最好地描述了梭鏢穿過(guò)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(lái) C．兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個(gè)位置，管子恰好遮住梭鏢 D．所有這些都與觀察者的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān) 二、非選擇題 6．飛船在高空以c的速度向目標(biāo)飛行，從飛船上向目標(biāo)方向發(fā)射出一個(gè)光信號(hào)，則在地面的觀察者看來(lái)光信號(hào)的速度是1.1c嗎？ 答 案 1．解析：選CD　根據(jù)光速不變?cè)砜芍?，C、D正確。 2．解析：選D　由光速不變?cè)碇馑倥c參考系無(wú)關(guān)。 3．解析：選B　飛船上的觀測(cè)者相對(duì)飛船靜止，測(cè)得飛船的長(zhǎng)度為飛船靜止時(shí)的長(zhǎng)度l0＝30 m，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；地球上的觀測(cè)者與飛船有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，測(cè)得飛船的長(zhǎng)度l＝l0＜l0，故應(yīng)小于30 m，選項(xiàng)B正確；狹義相對(duì)論的一個(gè)基本假設(shè)是光速不變?cè)?，即飛船上和地球上的觀測(cè)者測(cè)得的光信號(hào)速度都等于c，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。 4．解析：選C　火車上的觀察者以火車為參考系，那么燈塔A、B、C均沿CA方向運(yùn)動(dòng)。B發(fā)出的光向A、C傳播的過(guò)程中，A是遠(yuǎn)離光線運(yùn)動(dòng)的，C是向著光線運(yùn)動(dòng)的，所以在火車上的觀察者看來(lái)，光線先傳播到C，即C先被照亮，C正確。 5．解析：選D　“尺縮”效應(yīng)公式l＝l0 中的l和l0是具有相對(duì)性的，到底是管子收縮變短還是梭鏢收縮變短，要看觀察者所處的參考系。如果是在相對(duì)于管子靜止的參考系中觀察運(yùn)動(dòng)著的梭鏢，那么梭鏢看起來(lái)就比管子短，在某些位置梭鏢會(huì)完全處在管子內(nèi)部。然而當(dāng)觀察者和梭鏢一起運(yùn)動(dòng)時(shí)，看到的管子就縮短了，所以在某些位置，可以看到梭鏢兩端都伸出管子。 6．解析：由經(jīng)典力學(xué)的相對(duì)性原理可知，光信號(hào)相對(duì)地面的速度v＝c＋c＝1.1c，但這一結(jié)論是錯(cuò)誤的。 根據(jù)狹義相對(duì)論知，真空中的光速相對(duì)于飛船為c，相對(duì)于地面也為c，對(duì)不同的慣性參考系都是相同的，這一判斷已被邁克耳孫—莫雷實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。 答案：在地面的觀察者看來(lái)光信號(hào)的速度為c，不是1.1c。