2024-2025学年高中物理第十五章2时间和空间的相对性练习含解析新人教版选修3-4

PAGEPAGE52.时间和空间的相对性基础巩固1关于时间和空间,在学习狭义相对论后我们应相识到()A.因为时间是肯定的,所以我们在不同的参考系中视察到的时间进程都是相同的B.空间与时间之间是没有联系的C.有物质才有空间和时间D.在一个确定的参考系中视察,运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关解析：经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的,是肯定的,空间与时间之间也是没有联系的;在相对论力学中,时间和空间是和物质的运动相联系的。只有在物质存在时才有空间和时间的概念,时间和空间是相互联系且是相对的。答案：CD2惯性系S中有一边长为l的正方形(如图所示)。从相对S系沿x轴方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得此正方形的图形是()解析：由相对论学问可知,沿运动方向,物体的长度将变短,而其他方向物体长度不会发生变更,因此,C项正确,A、B、D项错误。答案：C3接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟,飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢,下列说法正确的有()A.飞船上的人观测到飞船上的钟较快B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C.地球上的人观测到地球上的钟较快D.地球上的人观测到地球上的钟较慢答案：AC4假设地面上有一火车以接近光速的速度运行,其内站立着一个中等身材的人,站在路旁的人视察车里的人,视察的结果是()A.这个人是一个矮胖子B.这个人是一个瘦高个子C.这个人矮但不胖D.这个人瘦但不高解析：取路旁的人为惯性系。车上的人相对于路旁的人高速运动,依据尺缩效应,人在运动方向上将变窄,但在垂直于运动方向上没有发生变更,故选项D正确。答案：D5某宇航员要到离地球5光年的星球上去旅行,假如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.0.6cC.0.8c D.0.9c解析：由l=l01-v答案：C6如图所示,沿平直铁路途有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶,当铁塔B发出一个闪光,列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的依次是()A.同时被照亮 B.A先被照亮C.C先被照亮 D.无法推断解析：由“同时”的相对性可知,列车上的视察者视察到光信号先到达C,选项C正确。答案：C7相对论认为时间和空间与物质的速度有关;在高速前进中的列车的中点处,某乘客突然按下手电筒,使其发出一道闪光,该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等,都为c,站在铁轨旁边地面上的视察者认为闪光向前、向后传播的速度(选填“相等”或“不等”)。并且,车上的乘客认为,电筒的闪光同时到达列车的前、后壁,地面上的视察者认为电筒的闪光先到达列车的(选填“前”或“后”)壁。

解析：依据光速不变原理,站在铁轨旁边地面上的视察者认为闪光向前、向后传播的速度相等;地面上的视察者认为,由于列车运动,电筒的闪光先到达列车的后壁。答案：相等后实力提升1用狭义相对论的观点推断,下列说法不正确的是()A.时间和空间都是肯定的,在任何参考系中一个事务发生的时间和一个物体的长度总不会变更B.在地面上的人看来,以10km/s的速度运动的飞船中的时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是精确的C.在地面上的人看来,以10km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄,而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D.当物体运动的速度v≪c时,“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽视不计解析：依据狭义相对论的观点,时间和空间都是相对的;由Δt=Δτ1-vc2可知,运动的时钟变慢了,但飞船中的时钟相对视察者静止,时钟精确;由l=l01-vc2可知,地面上的人看飞船和飞船上的人看地面上的人都沿运动方向长度减小;当答案：A2A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面的某处,vA>vB,在地面上的人视察结果正确的是()A.火箭A上的时钟走得最慢B.地面上的时钟走得最慢C.火箭B上的时钟走得最快D.火箭B上的时钟走得最慢解析：因为当一个惯性系的速度比较大时,符合Δt=Δτ1-因为vA>vB,所以ΔtA>ΔtB,故选A。答案：A3甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子,同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子,则下列说法正确的是()A.甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度大B.甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度小C.乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度大D.乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中的尺子长度小解析：依据长度的相对性原理可知B、D正确。答案：BD4A、B两架飞机沿地面上一足球场的长度方向在其上空高速飞过,且vA>vB,在飞机上的人视察结果正确的是()A.A飞机上的人视察到足球场的长度比B飞机上的人视察到的大B.A飞机上的人视察到足球场的宽度比B飞机上的人视察到的小C.两飞机上的人视察到足球场的长度相同D.两飞机上的人视察到足球场的宽度相同解析：因为当一个惯性系的速度比较大时,依据l=l01-v答案：D★5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)在沿AB方向高速运动的火车中观测,谁先接收到光信号?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两点所须要的时间相等,即在地面参考系中观测,两接收器同时收到光信号。(2)对于