2018年高考物理 考点一遍过 专题72 相对论

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1、专题72相对论一、时间和空间的相对性1．“同时”的相对性（1）经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是相同的。（2）相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察不一定同时。2．“长度”的相对性（1）经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。（2）相对论的时空观：“长度”也具有相对性，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度小。3．时间间隔的相对性（1）经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的。（2）相对论的时间观：某两个事件，

2、在不同的惯性参考系中观察，它们的时间间隔是不同的。4．相对论时空观（1）经典时空观：空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间和时间之间也是没有联系的。（2）相对论时空观：空间和时间与物质的运动状态有关。二、狭义相对论1．狭义相对论的基本假设（1）在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。（2）真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的。2．时间间隔的相对性。3．长度的相对性。4．相对论的速度变换公式。5．相对论质量。6．质能方程E=mc2。三、对狭义相对论的理解1．惯性系：如果牛顿运动定律在某个参考系中成立，这个参考系叫做惯性系。相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。

3、2．光速的大小与选取的参考系无关，因为光速是从麦克斯韦方程组中推导出来的，无任何前提条件。3．狭义相对论认为物体的质量m与物体的速度v有关，其关系式为。四、广义相对论1．广义相对论的两个基本原理（1）广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是一样的。（2）等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的。2．广义相对论的几个结论：（1）光在引力场中传播时，将会发生偏折，而不再是直线传播；（2）引力场使光波发生频移；（3）引力场中时间会延缓，引力越强，时钟走得越慢；（4）有质量的物质存在加速度时，会向外辐射出引力波。分别站在地面和匀速向前行驶的车厢中点的甲、乙两人，都

4、看到了在车厢前、后壁发生的事件，下列说法正确的是A．若乙观察两事件是同时的，则甲观察到前壁事件发生的早B．若乙观察两事件是同时的，则甲观察到后壁事件发生的早C．若甲观察两事件是同时的，则乙观察到前壁事件发生的早D．若甲观察两事件是同时的，则乙观察到后壁事件发生的早【参考答案】AD【详细解析】乙观察两事件是同时的，即光从前后壁到乙的时间相等，但对甲而言，光从前壁到甲的传播距离变小，用时少，因而认为前壁事件先发生，故A正确，B错误；同理甲认为同时，乙一定认为前壁事件发生的晚，故D正确，C错误。【名师点睛】乙观察两事件是同时的，即光从前后壁到乙的时间相等，但对甲而言，光从前壁到甲的传播距离变小，

5、用时少，甲认为同时，乙一定认为前壁事件发生的晚。1．甲乘客乘坐在接近光速的火车上，乙观察者站在铁轨附近的地面上，甲、乙两人手中各持一把沿火车前进方向放置的米尺。则下列说法正确的是A．甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要长B．甲看到乙手中尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度要短C．乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要长D．乙看到甲手中尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度要短【答案】BD【名师点睛】此题考查狭义相对论的基本结论，根据狭义相对论的尺缩效应即在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点；要熟记并理解它，可以解决所有关于狭义相对论的问

6、题。2．某火箭在地面上的长度为L0，发射后它在地面附近高速（约0.3c）飞过，关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是A．下方地面上的人观察到火箭上的时间进程变长了B．下方地面上的人观察到火箭变短了C．火箭上的人观察到火箭变短了D．火箭上的人看到下方地面上的所有物体都变短了【答案】BD某物体运动时的质量比静止质量增加10%，则此物体在其运动方向上缩短了A．B．C．D．【参考答案】D【详细解析】根据爱因斯坦的质量速度关系公式，有：①，根据物体的长度与静止长度关系公式，有：②，联立①②解得：，即此物体在其运动方向上缩短了，故选D。【名师点睛】本题关键是记住两个公式：质量速度关系

7、公式，运动物体的长度与静止长度关系公式。1．某宇航员要到离地球10光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为8光年，则他所乘坐的飞船相对地球的速度为A．0.5cB．0.6cC．0.8cD．0.9c【答案】B【解析】根据爱因斯坦的狭义相对论，空间距离是相对的，根据距离的相对性公式列式求解即可。根据距离的相对性公式，有，代入数据，有：0.8=，解得v=0.6c，故B正确。2．质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的4倍时，