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1、相對論的誕生》同步練習(xí) 1. 關(guān)于相對論的認識，下列說法正確的是 ( ) A .因為時間是絕對的，所以我們在不同的參考系中觀察到的時 間進程都是相同的 B.在一個確定的參考系中觀察，運動物體的空間距離和時間進 程跟物體的運動狀態(tài)有關(guān) C .同一力學(xué)規(guī)律在不同的慣性系中可能不同 D .在不同的慣性參考系中，力學(xué)規(guī)律都一樣，電磁規(guī)律不一樣 E. 真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的 F. 真空中的光速在不同的慣性參考系中是有差別的 解析：由狹義相對論的兩個基本假設(shè)可知 ACD錯，B對，根據(jù)光 速不變原理可知E對F錯。 答案： BE 2. 通常我們把地球和相對地面靜止或勻速

2、運動的物體參考系看 成慣性系，若以下列系統(tǒng)為參考系，則其中屬于非慣性系的有 ( ) A .停在地面上的汽車 B.繞地球做勻速圓周運動的飛船 C .在大海上勻速直線航行的輪船 D .以較大速度勻速運動的磁懸浮列車 解析：繞地球做勻速圓周運動的飛船， 相對地球做的是變加速曲 線運動，因而是非慣性系，牛頓定律在非慣性系中不適用。 答案： B 3. 設(shè)某人在速度為0?5c的飛船上，打開一個光源，則下列說法正 確的是（ ） A .飛船正前方地面上的觀察者看到這一光速為 1.5c B.飛船正后方地面上的觀察者看到這一光速為 0.5c C .在垂直飛船前進方向地面上的觀察者看到這一光速

3、是 c D .在地面上任何地方的觀察者看到的光速都是 c 解析：根據(jù)狹義相對論的兩個基本假設(shè)之一：光速不變原理可知， 觀察者在地面上，飛船中觀測光的速度均為 c,故C、D正確，A、B 錯誤。 答案：CD 4. ―、-: : 如圖，假設(shè)一根10 m長的梭鏢以光速穿過一根10 m長的管子， 它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的。以下敘述中最好的描述了梭鏢 穿過管子的情況的是（ ） A .梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它 B.管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出 來 C .兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個位置，管子恰好遮 住梭鏢 D .所有這些都與觀

4、察者的運動情況有關(guān) 解析：“尺縮”效應(yīng)公式l= lo 1 - : 2中的I和o是具有相對性的， 到底是管子收縮變短還是梭鏢收縮變短，要看觀察者所處的參考系。 如果你是在相對于管子靜止的參考系中觀察運動著的梭鏢， 那么梭鏢 看起來就比管子短，在某些位置梭鏢會完全處在管子內(nèi)部。 然而當你 和梭鏢一起運動時，你看到的管子就縮短了，所以在某些位置，你可 以看到梭鏢兩端都伸出管子。 答案：D 5?假設(shè)甲在接近光速的火車上看地面上乙手中沿火車前進方向 放置的尺，同時地面上的乙看甲手中沿火車前進方向放置的相同的 尺，則下列說法正確的是（ ） A .甲看到乙手中的尺長度比乙看到自己手中的尺長度大

5、B.甲看到乙手中的尺長度比乙看到自己手中的尺長度小 C .乙看到甲手中的尺長度比甲看到自己手中的尺長度大 D .乙看到甲手中的尺長度與甲看到自己手中的尺長度相同 解析：由狹義相對論，甲、乙看到對方尺子都比自己的尺子長度 小。 答案：B 6. 慣性系S中有一邊長為I的正方形（如圖所示），從相對S系沿x 方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖象是 （ ） 解析：由相對論長度相對關(guān)系l= Io 1 - c2得，該正方形沿X 軸方向變短，在y方向長度不變，故得到C圖象。 答案：C 7. 在一慣性系中觀測，有兩個事件同時不同地，則在其他慣性 系中觀察，結(jié)果是（） A

6、 .一定同時 B.可能同時 C .不可能同時，但可能同地 D .不可能同時，也不可能同地 解析：根據(jù)狹義相對論原理可知，在其他慣性系中觀察，兩個事 件可能同時，可能不同時，選項 B正確。 答案：B 0/jc * 甲 （Mk 三匸衛(wèi)〉 乙 8. 甲、乙兩人站在地面上時身高都是 L。，甲、乙分別乘坐速度 為0.6C和0.8qc為光速）的飛船同向運動，如圖所示。此時乙觀察到甲 的身高L Lo；若甲向乙揮手，動作時間為to,乙觀察到甲動 作時間為如則ti to（均選填“〉”、“=”或“V” ）。 解析：在垂直于運動方向上長度不變，則有 L= Lo；根據(jù)狹義相 對論的時間延

7、緩效應(yīng)可知，乙觀察到甲的動作時間變長，即 ti> to。 答案：=> 能力精練 9. A、B兩火箭沿同一方向高速飛過地面某處， va>vb，在A火 箭上的人觀察結(jié)果正確的是（ ） A .火箭A上的時鐘走得最快 B.地面上的時鐘走得最快 C .火箭B上的時鐘走得最快 D .火箭B上的時鐘走得最慢 解析：根據(jù)相對論理論可知，相對觀察者速度越小的時鐘走得越 快，火箭A上的時鐘相對觀察者的速度最小，是零，選項 A正確。 答案：A 10. 有兩輛較長的火車A和B,火車A靜止不動，中央有一個光源， 在某時刻發(fā)出一個閃光?；疖嘊以一較大的速度在平行于火車A的軌 道上勻速運動，如圖所示

8、。關(guān)于火車 A和火車B上的觀察者觀察到的 現(xiàn)象，下列說法正確的是( ) /? A .火車A上的觀察者看到閃光先到達火車 A的前壁 B.火車A上的觀察者看到閃光同時到達火車 A的前、后壁 C .火車B上的觀察者看到閃光不同時到達火車 A的前、后壁 D .火車B上的觀察者看到閃光同時到達火車 A的前、后壁 解析：由于火車A靜止，光源發(fā)出的光傳播到前、后壁的距離相 同，所以火車A上的觀察者看到閃光同時到達火車 A的前、后壁，選 項A錯誤，選項B正確；火車B上的觀察者感到火車A的前、后壁到光 源的距離不同，而光速不變，所以火車 B上的觀察者看到閃光不同時 到達火車A的前、后壁，選項D錯

9、誤，選項C正確。 答案：BC 11. 長度測量與被測物體相對于觀察者的運動有關(guān)， 物體在運動 方向上長度縮短了。一艘宇宙飛船的船身長度為 Lo= 90 m,相對地 面以u = 0?8c的速度在一觀測站的上空飛過。 (1) 觀測站測得飛船的船身通過觀測站的時間間隔為多少？ (2) 宇航員測得船身通過觀測站的時間間隔為多少？ 解析：(1)觀測站測得船身的長度為： L = Lo 1- c90— 7 0?8x 3X 108 s= 3.75x 10 s。 答案：(1)2?25x 10—7 s (2)3?75x 10— 7 s 12. n介子是一種不穩(wěn)定粒子，平均壽命是 2.6X 10—

10、8 s(在它自 己的參考系中測得)。 如果此粒子相對于實驗室以0.8c的速度運動，那么在實驗室參 考系中測量n介子壽命多長？ 兀介子在衰變前運動了多長距離？ 解析：(1) △是/介子在自己參考系中的壽命，在實驗室參考系 中的壽命為 = 90x 54 1 — 0.82 m= 54 m,通過觀測站的時間為：ti = u= 0.8x3x 108 s= 2.25x 10— 7 s。 L0 At 2.6X 10 (2)宇航員測得飛船船身通過觀測站的時間為：t2 = u = (2)該粒子在衰變前運動的距離為 l = 0.8cAt= 0.8x3x 108x4.3x 10— 8 m= 10.32 m 答案：(1)4.3x 10— 8 s (2)10.32 m