2019高中物理 第十五章 课时作业（十九）相对论的诞生 时间和空间的相对性（含解析）新人教版选修3-4

相对论的诞生 时间和空间的相对性1下列关于狭义相对性原理的说法中正确的是()A狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都成立B狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都成立C狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性系中都成立D狭义相对性原理与伽利略相对性原理没有区别【解析】根据狭义相对性原理的内容，在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的一定要注意它和伽利略相对性原理的区别，即狭义相对性原理中的“规律”是一切物理规律，而经典相对性原理中的“规律”只是指经典物理学的规律，范围要小许多【答案】C2(多选)关于狭义相对论的两个假设，下列说法正确的是()A在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的D真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的【解析】狭义相对论的两个假设分别是狭义相对性原理和光速不变原理，选项A、C正确【答案】AC3(多选)根据经典力学的相对性原理，下列结论正确的是()A任何力学规律在惯性系中都是相同的B同一力学规律在不同的惯性系中可能不同C在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否在匀速运动D在一个惯性参考系里可以用力学实验判断该参考系是否在匀速运动【解析】经典力学的相对性原理是力学规律在任何惯性系中都是相同的，故A、C正确，B、D错误【答案】AC4如图1512所示，强强乘坐速度为0.9c(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0.5c，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()图1512A0.4cB0.5cC0.9c Dc【解析】由狭义相对论的基本假设：光速不变原理，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，可知D正确【答案】D5(多选)在地面附近有一高速飞过的火箭，关于地面的人和火箭中的人观察到的现象，以下说法正确的是()A地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了B地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了【解析】根据“尺缩效应”“动钟变慢”原理，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了，A错误，B正确；根据相对性，火箭上的人看到地面上的物体长度变小，时间进程变慢了，D正确；火箭上的人与火箭之间无相对运动，故火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化，C正确【答案】BCD6(多选)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vAvB，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【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【答案】BD7惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是()【解析】由相对论知识ll0得运动方向上的边的边长变短，垂直运动方向的边的边长不变，C图象正确【答案】C8地面上A、B两个事件同时发生如图1513所示，对于坐在火箭中沿两个事件发生地点A、B连线飞行的人来说，哪个事件先发生？图1513【解析】以地面为参考系，A、B两个事件同时发生，即如在A、B连线中点C放一时钟，将同时接收到来自A、B的信号设想该时钟以与火箭相同的速度飞行，则先接收到来自B的信号，后接收到来自A的信号，即以火箭(或火箭上的人)为参考系，B事件先发生【答案】B事件先发生9在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s，若相对甲做匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s，则乙相对于甲的运动速度是()A.c B.cC.c D.c【解析】由题意可知，t4 s，t5 s，由公式t得vcc，所以B正确【答案】B10(多选)如图1514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()图1514A正确的B错误的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【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的，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【答案】AC11一艘宇宙飞船的船身长度为L090 m，相对地面以u0.8c的速度在一观测站的上空飞过(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？【解析】(1)观测站测得船身的长度为LL090 m54 m，通过观测站的时间间隔为t2.25107 s.(2)宇航员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为t3.75107 s.【答案】(1)2.25107 s(2)3.75107 s12人马星座星是离太阳系最近的恒星，它距地球4.31016m，设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座星之间，设宇宙飞船的速度为0.999c，按地球上的时钟计算，往返一次需多长时间？若以飞船上的时钟计算，往返一次的时间又为多少？(结果保留2位小数)【解析】若以地球上的时钟计算：t1 s2.87108 s若以飞船上的时钟计算：t1有t2t12.87108 s1.28107 s【答案】2.87108 s1.28107 s5