黑龙江省大庆市喇中高考物理复习 考题精选（134） 时间和空间的相对性.doc

高中物理考题精选（134）时间和空间的相对性1、惯性系s中有一边长为l的正方形，从相对s系沿x轴方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是图436中的_ab答案 c2、(1)如图所示，强强乘坐速度为0.9 c(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0.5 c，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_(填写选项前的字母)a0.4 c b0.5 c c0.9 c d1.0 c (2)图434是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片，照相机的镜头竖直向上照片中，水立方运动馆的景象呈现在半径r11 cm的圆形范围内，水面上的运动员手到脚的长度l10 cm，若已知水的折射率为n，请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h.(结果保留两个有效数字)答案 解析：(1)根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，d项正确(2)根据题意画出光路图，正确使用物像比是解决本题的关键设照片圆形区域的实际半径为r，运动员的实际长为l，光路如图435所示：图435由折射定律nsinsin90，几何关系sin，物像比，得hr，取l2.2 m，解得h2.1 m .(本题为估算题，在取运动员实际长度时可以有一个范围，但要符合实际，故求得h值可以不同，1.62.6 m均可)答案：(1)d(2)h2.1 m(1.62.6 m都算对) 3、判断下列说法正确的是( )a在以c竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大b在以c竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小c在以c竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光，对地速度为cd在以c竖直方向升空的火箭上向任一方向发出的光，对地速度都为c答案 解析：根据狭义相对论的基本假设光速不变原理，可知：真空中的光速相对于火箭的速度为c，相对于地面的速度也为c，对不同的惯性系是相同的，因此c、d正确，a、b错误答案：cd4、回旋加速器给带电粒子加速时，不能把粒子的速度无限制地增大，其原因是( )a加速器功率有限，不能提供足够大的能量b加速器内无法产生磁感强度足够大的磁场c加速器内无法产生电场强度足够大的电场d速度增大使粒子质量增大，粒子运行的周期与交变电压不再同步，无法再加速答案 d解析：回旋加速器中带电粒子运动的周期为t，当粒子速度比较小时，可以认为其质量是不变的，那么其周期也不变。但当粒子的速度很大，接近光速时，其质量明显增大，周期也发生了明显变化，粒子运行的周期与交变电压不再同步，无法再加速。5、设想有一艘飞船以v0.8c的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿其运动方向抛出一物体，该物体相对于飞船的速度为0.9c，从地面上的人看来，物体的速度为( )a1.7c b0.1c c0.99c d无法确定答案 c解析：根据相对论速度变换公式：u，得u0.99c，故选项c正确。6、一列速度接近光速的火车(静止时的长度比隧道的长度大)经过隧道时，站在地面上的人还看到两个闪电同时击中隧道的两端，但由于“动尺变短”效应，站在隧道旁边的人看到火车完全进入了隧道，刚好不会被闪电击中。但是，站在车上的人看到的却是隧道变得更短，不可能完全遮住整列火车，那么他看到的闪电会不会击中火车呢？答案 不会解析：这道题考查的是对同时的相对性的理解，站在隧道旁的人看到两个闪电是同时发生的，但站在火车里面的人看到的两个闪电却不是同时发生的，他看到的现象是：在火车前面的闪电先发生，经过一段时间后，火车后面的闪电才发生，而在这个时间间隔里面，列车已经前进了一段距离，所以车尾也不会被闪电击中。7、根据爱因斯坦的理论，一把米尺，在它与观察者有不同相对速度的情况下，米尺长度是不同的，它们之间的关系如图所示，由此可知，当米尺和观察者的相对速度达到0.8c(c为光速)时，米尺长度大约是_米。在日常生活中，我们无法察觉到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度_。答案 0.6太小解析：由题图可以对应看出，米尺的长度大约为0.6m，在日常生活中，我们无法观察到米尺长度变化的现象，是因为观察者相对于米尺的运动速度太小的缘故。8、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。因为运动是相对论，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。9、如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者a观察到钟的面积为s，另一观察者b以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为s。则s和s的大小关系是( )ass dsscss d无法判断答案 a解析：观察者b以0.8倍光速平行于y轴正方向运动，根据尺缩效应，观察到钟的面积为svb，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是( )aa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ba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ll0(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。16、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( )a0.5c b0.6cc0.8c d0.9c答案 c解析：由tt得，35，解得v0.8c。17、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。18、如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着a、b、c三个时钟，下列说法正确的是( ) aa时钟走得最慢，b时钟走得最快ba时钟走得最慢，c时钟走得最快cc时钟走得最慢，a时钟走得最快db时钟走得最慢，a时钟走得最快答案 c解析：a、b、c在同一转盘上，它们的角速度相同，由vr可知r越大，线速度v越大。t可知，v越大，t越大，也就是说钟走得越慢。从图中可以看出，a时钟的线速度最小，c时钟的线速度最大，故a时钟走得最快，c时钟走得最慢。19、有两只对准的标准钟，一只留在地面上，另一只放在高速飞行的飞船上，则下列说法正确的是 。 a飞船上的人看到自己的钟比地面上的钟走得慢 b地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得慢 c地面上的人看到自己的钟比飞船上的钟走得快 d因为是两只对准的标准钟，所以两钟走时快慢相同 答案 c20、宇宙飞船沿一直线飞行，相对地球地面的速度为v=0.5c（c为光速）时，地面上观察者测得飞船长为l，飞船的固有长度为l0，则ll0（选填“”、“”或“=”）答案 分析：根据相对论效应分析地球表面的人观测到的钟的快慢变化，以及长度的变化解：飞船以0.5c的速率飞行时，根据尺缩效应可知飞船长度变小，小于l故答案为：；21、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 abcd22、广州的一个人在听到收音机报时：“刚才最后一响是北京7点整”的时候，他在最后一响时，把表对到7点整，北京的表和广州的表一致吗？怎样才能使它们一致？答案 广州的人听到报时声时，北京的表已经到达7点整一段时间了，所以不一致，北京的表先到7点整要想两地的表一致，必须在北京和广州的连线中点报时，两地同时拨表，两个表才会一致23、以速度v绕地球旋转的人造卫星，它的时间t和地球上同时测量的时间t关系是_；卫星上的长度l，在地球上测量的长度是_答案 tll.24、设某人在以速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是( )a飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5cb飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cc在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cd在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c答案 cd25、某同学设计了一个测量物体质量的装置，如图所示，其中p为光滑水平面，k是轻质弹簧，a是质量为m的带夹子的标准质量金属块，q是待测质量的物体，已知该装置的弹簧振子做简谐运动的周期为t2，其中，m是振子的质量，k是与弹簧的劲度系数有关的常数，当只有a物体时，测得其振动周期为t1，将待测物体q固定在a上后振动周期为t2，则待测物体的质量为多大？答案 m解析：只有标准金属块a时，t12设q的质量为m0，当振子为q与a的整体时，t22/得整理得m0m26、甲、乙两人站在地面上时的身高都是l0，甲、乙分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动，如图所示此时乙观察到甲的身高l_l0；若甲向乙挥手，动作时间为t0，乙观察到甲动作时间为t1，则t1_t0(均选填“”“”或“解析：因飞船速度方向水平，在竖直方向无相对论效应，所以此时乙观察到甲的身高ll0，甲看自己挥手，是以自己为参考系，是不动的，乙看甲挥手，甲在做相对运动，所以t1大于t0.27、如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光_(填“先到达前壁”“先到达后壁”或“同时到达前后壁”)，同时他观察到车厢的长度比静止时变_(填“长”或“短”)了答案 先到达后壁(2分)短(2分) 28、如图所示，竖直墙上挂着一面时钟，地面上的静止的观察者a观测到钟的面积为s，另一观察者b以0.8倍光速平行y轴正方向运动，观察到钟的面积为s.则s和s的大小关系是 .（填写选项前的字母）as s bs = scs s d无法判断答案 a29、如图所示，某车沿水平方向高速行驶，车厢中央的光源发出一个闪光，闪光照到了车厢的前、后壁，则地面上的观察者认为该闪光 （选填“先到达前壁”、“先到达后壁”或“同时到达前后壁”），同时他观察到车厢的