高中物理 第十五章 相对论简介 2时间和空间的相对性自我小测 新人教版选修3-41

时间和空间的相对性1用狭义相对论的观点判断，下列说法中不正确的是()。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10 km/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准确的C在地面上的人看来，以10 km/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vc时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计2话说有兄弟两个，哥哥乘坐宇宙飞船以接近光的速度离开地球去遨游太空，经过一段时间返回地球，哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多，则该现象的科学解释是()。A哥哥在太空中发生了基因突变，停止生长了B弟弟思念哥哥而加速生长了C由相对论可知，物体速度越大，在其上时间进程就越慢，生理过程也越慢D这是神话，科学无法解释3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，则下列说法中正确的是()。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4如图所示，假设一根10 m长的梭镖以光速穿过一根10 m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好地描述梭镖穿过管子的情况的是()。A梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来C两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖D所有这些都与观察者的运动情况有关5A、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vAvB，在飞机上的人观察结果正确的是()。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宽度比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6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()。A0.5cB0.6cC0.8c D0.9c7.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_m。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_。8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参考系中观测，谁先接收到光信号？参考答案1. 答案：A按照狭义相对论的观点，时间和空间都是相对的，A项错误；由可知，运动的时钟变慢了，但飞船中的时钟相对观察者静止，时钟准确，B项正确；由l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，C项正确；当vc时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计，故D项也正确。2. 答案：C根据狭义相对论的时间延缓效应，当飞船速度接近光速时，时间会变慢，时间延缓效应对生命过程、化学反应等也是成立的。飞船运行的速度越大，时间延缓效应越明显，人体新陈代谢越缓慢。3. 答案：BD4. 答案：D如果你是在相对于管子静止的参考系中观察运动着的梭镖，那么梭镖看起来就比管子短，在某些位置梭镖会完全处在管子内部。然而当你和梭镖一起运动时，你看到的管子就缩短了，所以在某些位置，你可以看到梭镖两端都伸出管子，正确选项为D。5. 答案：D因为当一个惯性系的速度比较大时，根据l知，沿飞行方向长度减小，而且速度越大，长度越小，故A、C选项均错误；而垂直于运动方向上，宽度是不随速度而变化的，因此B选项错误，D选项正确。6. 答案：C由l，且可得：v0.8c，故只有C项正确。7. 解析：由题图可以对应看出，米尺的长度大约为0.6 m，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。答案：0.6太小8. 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两点所需要的时间相等，即在地面参考系中观测，两接收器同时收到光信号。(2)对于火车参考系来说，光源和A、B两接收器都沿BA方向运动，当光源发出的光向A、B传播时，A和B都沿着BA方向运动了一段距离到达A和B，如图所示，所以光到达A的距离更长，到达B的距离短一些，即在火车参考系中观测，B比A先收到信号。答案：见解析