高二物理选修3-4同步练习：15-1、2 相对论的诞生和时间和空间的相对性

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1、基础夯实1．关于狭义相对论的说法，不正确的是(　　)A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B．狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D．狭义相对论任何情况下都适用答案：D解析：狭义相对论适用于惯性系之间的时空理论。2．下列说法中不正确的是(　　)A．一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学家的观点B．一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小C．一根杆的长度静止时为l0，不

2、管杆如何运动，杆的长度均小于l0D．如果两根平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了答案：C解析：若杆沿垂直于自身长度的方向运动，它的长度将不变。3．某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为3光年，则他所乘飞船相对地球的速度为(　　)A．0.5c　　　B．0.6c　　　C．0.8c　　　D．0.9c答案：C解析：由Δt′＝Δt得，3＝5，解得v＝0.8c。4．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

3、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答案：BD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。5．下列关于经典力学的时空观，正确的是(　　)A．经典力学的时空观中，同时是

4、绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的B．在经典力学的时空观中，空间间隔是绝对的，即任何事件(或物体的运动)所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关C．在经典力学的时空观中，时间间隔是绝对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点距离是绝对的不变的量值，而与参考系选取无关D．经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关答案：ABCD解析：经典的时空观认为，时间、空间均是绝对的，与物体

5、的运动状态无关。同时也是绝对的，即在一个参考系中同时发生的两个事件，在不同参考系中观察也是同时发生的，故A、B、C、D均正确。6．以速度v绕地球旋转的人造卫星，它的时间Δt′和地球上同时测量的时间Δt关系是____________________；卫星上的长度l′，在地球上测量的长度是____________________。答案：Δt＝　l＝l′。7.如图所示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器，今使光源发出一闪光，问：(1)在地面参考系中观测，谁先接收到光信号？(2)

6、在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测，谁先接收到光信号？答案：(1)同时收到　(2)B先收到解析：(1)因光源离A、B两点等距，光向A、B两点传播速度相等，则光到达A、B两点所需要的时间相等，即在地面参考系中观测，两接收器同时收到光信号。(2)对于火车参考系来说，光源和A、B两接收器都沿方向运动，当光源发出的光向A、B传播时，A和B都沿BA方向运动了一段距离到达A′和B′。如图所示，所以光到达A′的距离更长，到达B′的距离更短。所以B比A先收到信号。8．一支静止时长30m的火箭以3km/s的速度从观察者

7、的身边掠过，观察者测得火箭的长度应为多少？火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的二分之一呢？答案：30m　30m　26m　30m解析：火箭相对于火箭上的人是静止的，所以不管火箭的速度是多少，火箭上人测得的火箭长度与静止时相同，为l＝30m，如果火箭的速度是v＝3×103m/s，地面观察者测得的火箭长为l′＝l＝30×m≈30m。当火箭的速度为光速的二分之一时，l″＝l＝30×m＝26m。能力提升1．如图所示，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

8、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(　　)A．对的B．错的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答案：AC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