2024-2025學(xué)年高中物理第十五章相對(duì)論簡(jiǎn)介第1節(jié)第2節(jié)時(shí)間和空間的相對(duì)性練習(xí)含解析新人教版選修3-4

PAGE3-時(shí)間和空間的相對(duì)性1．(多選)下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀，正確的是()A．在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，同時(shí)是肯定的，即在一個(gè)參考系中的視察者在某一時(shí)刻視察到的兩個(gè)事務(wù)，對(duì)另一參考系中的視察者來(lái)說(shuō)也是同時(shí)發(fā)生的B．在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，時(shí)間間隔是肯定的，即任何事務(wù)(或物體的運(yùn)動(dòng))所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間，在不同的參考系中測(cè)量都是相同的，而與參考系的選取無(wú)關(guān)C．在經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀中，空間距離是肯定的，即假如各個(gè)參考系中用來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度的標(biāo)準(zhǔn)相同，那么空間兩點(diǎn)距離是肯定不變的量值，而與參考系的選取無(wú)關(guān)D．經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀不是一個(gè)肯定的時(shí)空觀，時(shí)間、空間與物體的運(yùn)動(dòng)有關(guān)解析：經(jīng)典的時(shí)空觀認(rèn)為，時(shí)間、空間均是肯定的，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)．同時(shí)也是肯定的，即在一個(gè)參考系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事務(wù)，在不同參考系中視察也是同時(shí)發(fā)生的，故A、B、C正確．答案：ABC2．(多選)在狹義相對(duì)論中，下列說(shuō)法正確的是()A．全部慣性系對(duì)物理基本規(guī)律都是等價(jià)的B．在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)C．在不同慣性系中，光在真空中沿不同方向傳播速度不相同D．質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果不隨物體與視察者的相對(duì)狀態(tài)的變更而變更解析：相對(duì)論的觀點(diǎn)認(rèn)為：在不同的慣性系中，一切物理規(guī)律都是相同的；且在一切慣性系中，光在真空中的傳播速度都相等；質(zhì)量、長(zhǎng)度、時(shí)間的測(cè)量結(jié)果會(huì)隨物體與視察者的相對(duì)狀態(tài)的變更而變更．故正確選項(xiàng)為A、B.答案：AB3．宇宙飛船相對(duì)于地面以速度v做勻速直線飛行，某一時(shí)刻飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個(gè)光訊號(hào)，經(jīng)過(guò)t時(shí)間(飛船上的鐘記錄的時(shí)間)后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有長(zhǎng)度為(c表示真空中光速)()A．ct B．vtC．(c－v)t D．(c＋v)t解析：依據(jù)狹義相對(duì)論的光速不變?cè)?，光相?duì)于飛船的速度為c，則飛船的固有長(zhǎng)度為l＝ct.答案：A4．(多選)假如牛頓運(yùn)動(dòng)定律在參考系A(chǔ)中成立，而參考系B相對(duì)于A做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則在參考系B中()A．牛頓運(yùn)動(dòng)定律同樣成立B．牛頓運(yùn)動(dòng)定律不能成立C．A和B兩個(gè)參考系中，一切物理定律都是相同的D．參考系B是慣性參考系解析：依據(jù)狹義相對(duì)性原理，在不同的慣性參考系中一切物理定律都是相同的，故A、C、D正確．答案：ACD5．如圖所示，沿平直鐵路途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兩鐵塔被照亮的依次是()A．同時(shí)被照亮 B．A先被照亮C．C先被照亮 D．無(wú)法推斷解析：火車上的視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，所以在火車上的視察者看來(lái)，光線先傳播到C，即C先被照亮，C正確．答案：C6．(多選)在地面旁邊有一高速飛過(guò)的火箭，關(guān)于地面上的人和火箭中的人視察到的現(xiàn)象，以下說(shuō)法正確的是()A．地面上的人視察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變快了B．地面上的人視察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變慢了C．火箭上的人視察到火箭的長(zhǎng)度和時(shí)間進(jìn)程均無(wú)變更D．火箭上的人看到地面上的物體長(zhǎng)度變小，時(shí)間進(jìn)程變慢了解析：依據(jù)“尺縮效應(yīng)”“動(dòng)鐘變慢”原理，地面上的人視察到火箭變短了，火箭上的時(shí)間進(jìn)程變慢了，A錯(cuò)誤，B正確；依據(jù)相對(duì)性，火箭上的人看到地面上的物體長(zhǎng)度變小，時(shí)間進(jìn)程變慢了，D正確；火箭上的人與火箭之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故火箭上的人視察到火箭的長(zhǎng)度和時(shí)間進(jìn)程均無(wú)變更，C正確．答案：BCD7．某宇航員要到離地球5光年的星球上去旅行，假如希望把這段路程縮短為3光年，則他所乘飛船相對(duì)地球的速度為()A．0.5c B．C．0.8c D．解析：由l＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，且eq\f(l,l0)＝eq\f(3,5)，可得v＝eq\f(4,5)c＝0.8c，故選項(xiàng)C正確．答案：C8．慣性系S中有一邊長(zhǎng)為l的正方形(如圖A所示)，從相對(duì)S系沿x方向以接近光速飛行的飛行器上測(cè)得該正方形的圖象是()解析：由相對(duì)論學(xué)問(wèn)l＝l0eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2)得運(yùn)動(dòng)方向上的邊的邊長(zhǎng)變短，垂直運(yùn)動(dòng)方向的邊的邊長(zhǎng)不變，C圖象正確．答案：C9．π＋介子是一種不穩(wěn)定粒子，平均壽命是2.6×10－8s(在自己的參考系中測(cè)得)．(1)假如此粒子相對(duì)于試驗(yàn)室以0.8c的速度運(yùn)動(dòng)，那么在試驗(yàn)室坐標(biāo)系中測(cè)量的π＋(2)π＋介子在衰變前運(yùn)動(dòng)了多長(zhǎng)距離？解析：(1)π＋介子在試驗(yàn)室中的壽命為Δt＝eq\f(Δτ,\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v,c)))2))＝eq\f(2.6×10