2019高中物理第十五章课时作业（十九）相对论的诞生时间和空间的相对性（含解析） 4页

相对论的诞生时间和空间的相对性1．下列关于狭义相对性原理的说法中正确的是(　　)A．狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都成立B．狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都成立C．狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性系中都成立D．狭义相对性原理与伽利略相对性原理没有区别【解析】　根据狭义相对性原理的内容，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．一定要注意它和伽利略相对性原理的区别，即狭义相对性原理中的“规律”是一切物理规律，而经典相对性原理中的“规律”只是指经典物理学的规律，范围要小许多．【答案】　C2．(多选)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系中都是相同的D．真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的【解析】　狭义相对论的两个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．【答案】　AC3．(多选)根据经典力学的相对性原理，下列结论正确的是(　　)A．任何力学规律在惯性系中都是相同的B．同一力学规律在不同的惯性系中可能不同C．在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否在匀速运动D．在一个惯性参考系里可以用力学实验判断该参考系是否在匀速运动【解析】　经典力学的相对性原理是力学规律在任何惯性系中都是相同的，故A、C正确，B、D错误．【答案】　AC4．如图1512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(　　)图1512A．0.4c　　　　　　　　　B．0.5cC．0.9cD．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，可知D正确．【答案】　D5．(多选)在地面附近有一高速飞过的火箭，关于地面的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是(　　)A．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了nB．地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C．火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D．火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了【解析】　根据“尺缩效应”“动钟变慢”原理，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了，A错误，B正确；根据相对性，火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了，D正确；火箭上的人与火箭之间无相对运动，故火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化，C正确．【答案】　BCD6．(多选)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【解析】　由l＝l0(其中l0是相对足球场静止时的长度)，可以看出，速度越大，“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，所以两飞机上的人观察到足球场的宽度相同．【答案】　BD7．惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是(　　)【解析】　由相对论知识l＝l0得运动方向上的边的边长变短，垂直运动方向的边的边长不变，C图象正确．【答案】　C8．地面上A、B两个事件同时发生．如图1513所示，对于坐在火箭中沿两个事件发生地点A、B连线飞行的人来说，哪个事件先发生？图1513【解析】　以地面为参考系，A、B两个事件同时发生，即如在A、B连线中点C放一时钟，将同时接收到来自A、B的信号．设想该时钟以与火箭相同的速度飞行，则先接收到来自B的信号，后接收到来自A的信号，即以火箭(或火箭上的人)为参考系，B事件先发生．【答案】　B事件先发生9．在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4s，n若相对甲做匀速直线运动的乙测得时间间隔为5s，则乙相对于甲的运动速度是(　　)A.cB.cC.cD.c【解析】　由题意可知，Δt′＝4s，Δt＝5s，由公式Δt＝得v＝c＝c，所以B正确．【答案】　B10．(多选)如图1514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(　　)图1514A．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【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．【答案】　AC11．一艘宇宙飞船的船身长度为L0＝90m，相对地面以u＝0.8c的速度在一观测站的上空飞过．(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？【解析】　(1)观测站测得船身的长度为L＝L0＝90m＝54m，通过观测站的时间间隔为Δt＝＝＝2.25×10－7s.(2)宇航员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为Δt＝＝＝3.75×10－7s.【答案】　(1)2.25×10－7s　(2)3.75×10－7sn12．人马星座α星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.3×1016m，设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座α星之间，设宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，往返一次需多长时间？若以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？(结果保留2位小数)【解析】　若以地球上的时钟计算：Δt1＝＝s＝2.87×108s若以飞船上的时钟计算：Δt1＝有Δt2＝Δt1＝2.87×108×s＝1.28×107s【答案】　2.87×108s　1.28×107s