1、课时作业25相对论的诞生课时作业26时间和空间的相对性时间：45分钟一、选择题(14为单选，59为多选)1下列说法中不正确的是(C)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解析：若杆沿垂直于自身长度的方向运动，它的长度将不变2假设甲在接近光速的火车上看地面上乙的手中沿火车前进方向放置的尺，同时地面上的乙看甲的手中沿火车前进方向放置的相同的尺，则下
2、列说法正确的是(B)A甲看到乙的手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大B甲看到乙的手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小C乙看到甲的手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大D乙看到甲的手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同解析：由ll0可知，运动的观察者观察静止的尺和静止的观察者观察运动的尺子时，都发现对方手中的尺比自己手中的变短了，故B正确，A、C、D错误3下列说法中正确的是(D)A相对性原理能简单而自然的解释电磁学的问题B在真空中，若物体以速度v背离光源运动，则光相对物体的速度为cvC在真空中，若光源向着观察者以速度v运动，则光相对于观察者的速度为cvD迈克耳孙莫雷实验得出的结果是：不论光
3、源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的解析：麦克斯韦的电磁理论得出在不同的参考系中光速不变，而根据相对性原理，在不同的参考系中观测的光速应与参考系有关，两者是矛盾的，A错误根据迈克耳孙莫雷实验得出的结果是：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，因此D正确，B、C错误4在狭义相对论中，下列说法中哪些是正确的(C)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速；力学规律在任何惯性系中都是相同的；在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的A是正确的B是正确的C是正确的D是正确的解析：由伽利略相对性原理和爱因斯坦狭义相对论可知，说法均对，故正确答案为C.5通常我们把地球和相对地面静
4、止或匀速运动的物体参考系看成是惯性系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性系的有(BD)A停在地面上的汽车B绕地球做匀速圆周运动的飞船C在大海上匀速直线航行的轮船D进站时减速行驶的火车解析：绕地球做匀速圆周运动的飞船相对地面有向心加速度，进站时减速行驶的火车相对地面也有加速度6下列属于狭义相对论基本原理的叙述是(AC)A一切物理定律在不同的惯性参考系中都是相同的B在任何参考系中，物理规律都是相同的C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的D原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定解析：选项A、C属于狭义相对论的两条基本原理；选项B属于广义相对论的两条基本原理之一即广义相对性原理；选项D
5、不属于相对论原理7A、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(BD)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扬的长度相同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8用相对论的观点判断，下列说法正确的是(BCD)A时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件
6、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”效果可忽略不计解析：按照相对论的观点，时间和空间都是相对的，A错误；由t可知，运动的时钟变慢了，但飞船中的钟相对观察者静止，时钟准确，B正确；由ll0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正确当vc时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计，
7、故D也正确9下列说法中正确的是(ACD)A机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播B只要有电场和磁场，就能产生电磁波C当物体运动的速度接近光速时，时间和空间都要发生变化D当观测者靠近或远离波源时，感受到的频率会发生变化解析：机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播，选项A正确；电磁波是空间某处交替变化的电场和磁场产生的，选项B错误；根据狭义相对论的时空观，当物体运动的速度接近光速时，时空不是绝对的，而是相对的，即时间和空间都要发生变化，选项C正确；当观测者靠近或远离波源时，感受到的频率会发生变化，这是多普勒效应，选项D正确二、非选择题10宇宙射线中有一种特殊的微观粒子，在与该粒
8、子相对静止的惯性参考系中观测到，它平均经过2106 s(其固有寿命)就衰变为电子和中微子但是，这种粒子在大气中运动的速度非常大，可以达到v2.994108 m/s0.998c.请分析，该粒子在大气中可以运动多远的距离？答案：9 461 m解析：已知t2106 s，v2.994108 m/s.如果按照经典物理来看，该粒子从产生到衰变的这段时间里平均走过的距离仅为l2.9941082106 m599 m.根据狭义相对论，在地面的实验室中观测该粒子的“运动寿命”为t s3.16105 s.svt9 461 m11在2020年，有一太空船以0.8c的速度飞越“月球太空站”一科学家在月球上量得运动中的太空船长度为200 m，此太空船最后在月球上登陆，此科学家再度测量静止的太空船的长度，他测量的结果为多少？答案：333 m解析：在月球上测得运动的飞船的长度为l，静止的飞船长度为l0，依据狭义相对论的长度收缩效应，有ll0，所以l0333 m.