15.1 相对论的诞生15.2时间和空间的相对性-2020-2021学年高二物理针对训练（人教版选修3-4）

《15.1 相对论的诞生15.2时间和空间的相对性》针对训练 1．为经典力学作出最重要贡献的物理学家是 A．爱因斯坦 B．麦克斯韦 C．法拉第 D．牛顿 【答案】D 【解析】爱因斯坦提出了光子说与相对论，A错误；麦克斯韦提出了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，B错误；在研究电磁现象时，法拉第利用假设思想方法引入了“场”的概念，C错误；英国科学家牛顿发现了牛顿第三个定律以及万有引力定律，为经典力学作出最重要贡献，故D正确。 2．下列说法中不正确的是 A．一根杆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l0 D．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 【答案】C 【解析】若杆沿垂直于自身长度的方向运动，它的长度将不变。 3．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 A．0.5c　　B．0.6c　　C．0.8c　　D．0.9c 【答案】C 【解析】由Δt′＝Δt 得，3＝5 ，解得v＝0.8c。 4．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 【答案】AC 【解析】狭义相对论的两个基本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。 5．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vA>vB，对于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是 A．A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 B．A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 【答案】BD 【解析】由l＝l0 （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。 6．下列关于经典力学的时空观，正确的是 A．经典力学的时空观中，同时是绝对的，即在一个参考系中的观察者在某一时刻观察到的两个事件，对另一参考系中的观察者来说也是同时发生的 B．在经典力学的时空观中，空间间隔是绝对的，即任何事件（或物体的运动）所经历的时间，在不同的参考系中测量都是相同的，而与参考系的选取无关 C．在经典力学的时空观中，时间间隔是绝对的，即如果各个参考系中用来测量长度的标准相同，那么空间两点距离是绝对的不变的量值，而与参考系选取无关 D．经典力学的时空观就是一个绝对的时空观，时间与空间、物体的运动无关 【答案】ABCD 【解析】经典的时空观认为，时间、空间均是绝对的，与物体的运动状态无关。同时也是绝对的，即在一个参考系中同时发生的两个事件，在不同参考系中观察也是同时发生的，故A、B、C、D均正确。7．关于相对论的认识，下列说法正确的是 A．因为时间是绝对的，所以我们在不同的参考系中观察到的时间进程都是相同的 B．在一个确定的参考系中观察，运动物体的空间距离和时间进程跟物体的运动状态有关 C．同一力学规律在不同的惯性系中可能不同 D．在不同的惯性参考系中，力学规律都一样，电磁规律不一样 E．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的 F．真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的 【答案】BE 【解析】由狭义相对论的两个基本假设可知ACD错，B对，根据光速不变原理可知E对F错。 8．通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体参考系看成惯性系，若以下列系统为参考系，则其中属于非惯性系的有 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．以较大速度匀速运动的磁悬浮列车 【答案】B 【解析】绕地球做匀速圆周运动的飞船，相对地球做的是变加速曲线运动，因而是非惯性系，牛顿定律在非惯性系中不适用。 9．设某人在速度为0.5c的飞船上，打开一个光源，则下列说法正确的是 A．飞船正前方地面上的观察者看到这一光速为1.5c B．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5c C．在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是c D．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c 【答案】CD 【解析】根据狭义相对论的两个基本假设之一：光速不变原理可知，观察者在地面上，飞船中观测光的速度均为c，故C、D正确，A、B错误。 10．如图，假设一根10 m长的梭镖以