1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价十八时间、长度的相对性相对论的速度变换公式质能关系(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.(多选)(2020内江高二检测)分别站在地面和匀速向前行驶的车厢中点的甲、乙两人,都看到了在车厢前、后壁发生的事件,下列说法正确的是()A.若乙观察两事件是同时的,则甲观察到前壁事件发生得早B.若乙观察两事件是同时的,则甲观察到后壁事件发生得早C.若甲观察两事件是同时的,则乙观察到前壁事件发生得早D.若甲观察两事件是同时的,则乙观察到后壁事件发
2、生得早【解析】选A、D。若乙观察两事件是同时的,即光从前、后壁到乙的时间相等,但对甲而言,光从前壁到甲的传播距离变小,用时少,因而认为前壁事件先发生,故A正确,B错误;同理若甲认为同时,乙一定认为前壁事件发生得晚,故D正确,C错误。2.(多选)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木杆前面掠过,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【解析】选A、C。当飞飞小姐掠过木杆时,在
3、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。故选A、C。3.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。4.(2020遂宁高二检测)假设地面上有一火车以接近光速的速度运行,其内站立着一个中等身材的人,站在路旁的人观察车里的人,观察的结果是()A.这个人是一个矮胖子B.这个人是一
4、个瘦高个子C.这个人矮但不胖D.这个人瘦但不高【解析】选D。根据长度的相对性,相对运动方向长度减小,垂直于运动方向上的长度不变,所以这个人瘦但不高,D正确。二、非选择题(10分,要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位。)5.长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关,物体在运动方向上长度缩短了。一艘宇宙飞船的船身长度为L0=90 m,相对地面以u=0.8c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L=L0=90 m=54 m,通过观测站的时间间隔为=2.251
5、0-7 s(2)宇航员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为=3.7510-7 s答案:(1)2.2510-7 s(2)3.7510-7 s6.(7分)(多选)下列对相对论的理解正确的是()A.根据狭义相对论可知,竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了B.根据狭义相对论可知,时间进程和空间距离与物体的运动状态有关C.通常由于物体的速度太小,质量的变化引不起我们的感觉,因此在分析地球上物体的运动时,不必考虑物体质量的变化D.根据狭义相对论可知,物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的【解析】选B、C、D。根据狭义相对论可知,高速运动的物体在运动方向上长度变短,A错误;根据狭义相对论可知运动物体的长
6、度(空间距离)和它上面物理过程的快慢(时间进程)都跟物体的运动状态有关,B正确;由m=可知,在v远小于光速时,质量的变化不明显,经典力学依然成立,C正确;由狭义相对论可知,物体的长度、时间间隔和物体的质量都是相对的,D正确。【总结提升】对狭义相对论中质量相对性的理解在相对论中,普遍存在一种误解,由公式m=能得到运动物体的质量总是随速度的增加而增大;当速度达到光速时,质量要趋于无穷大。这种理解是错误的,正确的理解:(1)由于物体的速度不可能达到光速,所以物体的质量不可能为无穷大。(2)物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候,而不一定是增加速度的时候。7.(13分)(2020资阳高二检测)人
7、马星座星是离太阳系最近的恒星,它距地球4.31016 m。设有一宇宙飞船自地球往返于人马星座星之间。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】以地球上的时钟计算:t= s2.87108 s=9年;若以飞船上的时钟计算:因为t=,所以得=t=2.87108 s1.28107 s=0.4年。答案:9年0.4年【加固训练】 1.(多选)下列说法正确的是()A.一根沿自身长度方向运动的杆,其长度总比静止时的长度小B.一根杆的长度静止时为l,不管杆如何运动,杆的长度均小于lC.在地面上的人看来,以10 km/s的速度运
8、动的飞船中时钟会变慢,但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的D.当物体速度为10 m/s时,“时间延缓”和“长度收缩”效果可忽略不计【解析】选A、C、D。只有在运动方向才有“长度收缩”效应,若杆沿垂直杆的方向运动,则杆的长度不变,故选项A正确,B错误;根据“时间延缓”效应可知,选项C正确;当物体的速度远远小于光速时,“时间延缓”和“长度收缩”效果可忽略不计,故选项D正确。2.若一宇宙飞船对地以速度v运动,宇航员在飞船内沿同方向测得光速为c,问在地面上的观察者看来,光速应为v+c吗?【解析】由相对论速度变换公式u=,式中u、v分别为v和c,代入公式求得光对地速度u=c。答案:在地面上的观察者看来,光速是c,不是v+c。关闭Word文档返回原板块
