2020-2021学年高中物理 第15章 相对论简介 1-2 相对论的诞生 时间和空间的相对性课时练习新人教版选修3-4

1、2020-2021学年高中物理 第15章 相对论简介 1-2 相对论的诞生 时间和空间的相对性课时练习新人教版选修3-42020-2021学年高中物理 第15章 相对论简介 1-2 相对论的诞生 时间和空间的相对性课时练习新人教版选修3-4年级：姓名：- 4 -相对论的诞生时间和空间的相对性(25分钟50分)一、选择题(本题共3小题,每小题7分,共21分)1.属于狭义相对论基本假设的是:在不同的惯性系中()a.真空中光速不变b.时间间隔具有相对性c.物体的质量不变d.物体的能量与质量成正比【解析】选a。狭义相对论基本假设为:一是在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;二是真空中的光速在不

2、同的惯性参考系中都是相同的,即光速不变原理,由此可知a属于狭义相对论基本假设,故a正确,b、c、d错误。2.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】选c。根据相对性原理,当正方形沿x轴方向以接近光速匀速飞行时,在运动方向上会出现长度收缩效应,而在垂直于运动方向上则不会出现长度收缩效应,故c正确。3.(多选)(2020南昌高二检测)用相对论的观点判断下列说法,正确的有()a.时间和空间都是绝对的,在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变b.在地面上的人看来,以3 km/s的速度升空的火箭中的时钟

3、会变快,但是火箭中的宇航员却看到时钟可能是准确的c.在地面上的人看来,以3 km/s的速度升空的火箭在运动方向上会变短,而火箭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vc时,“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计【解析】选c、d。经典力学理论的观点认为时间和空间都是绝对的,在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变;而相对论的观点认为时间和空间都是相对的,在不同的参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度会发生改变,故a错误。根据时间间隔的相对性:t=可知,时间延缓效应,因此地面上的人看飞船中的时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的,

4、故b错误;根据长度的相对性:l=l0,可知,在运动方向上长度缩短,所以在地面上的人看来,以3 km/s的速度运动的飞船在运动方向上会变窄,而飞船中的航天员却感到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些,故c正确;当低速宏观物体运动时,vc时,tt,ll0,可知“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计,故d正确。二、非选择题(14分)4.一张宣传画是边长为5 m的正方形,一高速列车以2108 m/s的速度接近此宣传画,在司机看来,这张宣传画是什么样子?【解析】l=l0=5 m3.7 m,在垂直运动方向上长度不变,所以看到的是一张3.7 m5 m的宣传画。答案:看到的是一张3.7 m5 m的宣传画。5.

5、(15分)(1)(多选)关于经典力学的时空观与相对论的时空观,下列说法正确的是()a.在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,对另一个参考系中的观察者来说也是同时的b.在相对论的时空观中,时间间隔是绝对的,即任何事件(或物体运动)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,空间距离是绝对的,即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同,那么空间两点的距离是绝对的不变的量值,而与参考系的选取无关d.相对论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e.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的(2)半人马星座星是离太阳系最近的恒星,它距地球约4.31016 m。设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座星之间,若宇宙飞船的速度为0.999c,按地球上的时钟计算,飞船往返一次需多少时间?如以飞船上的时钟计算,往返一次的时间又为多少?【解析】(1)选a、c、e。在经典力学的时空观中,同时是绝对的,选项a对;在相对论的时空观中,时间间隔是相对的,选项b错误;在经典力学的时空观中,空间距离是绝对的,选项c对;相对论的时空观是一个相对的时空观,选项d错误。真空中的光速在不同惯性参考系中都相同,e正确。(2