2019-2020学年人教版选修3-4 15.1-2相对论的诞生 时间与空间的对称性 课时对点练（解析版）
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年人教版选修3-4 15.1-2相对论的诞生 时间与空间的对称性 课时对点练（解析版） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 123.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-12-09 14:00:32 | ||
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文档简介
课时对点练
一、选择题
考点一 经典的相对性原理与狭义相对论
1．(多选)根据伽利略相对性原理，可以得到下列结论( )
A．力学规律在任何惯性系中都是相同的
B．同一力学规律在不同的惯性系中可能不同
C．在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否在匀速运动
D．在一个惯性参考系里可以用力学实验判断该参考系是否在匀速运动
答案 AC
2．经典力学规律不适用于( )
A．子弹的飞行
B．飞船绕地球的运行
C．列车的运行
D．粒子以接近光速运动
答案 D
解析 经典力学的适用范围是宏观、低速情形，子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运行，经典力学能适用，故A、B、C错误；粒子以接近光速运动，对于微观的情形经典力学不适用，故D正确．
3．(多选)如果牛顿运动定律在参考系A中成立，而参考系B相对于A做匀速直线运动，则在参考系B中( )
A．牛顿运动定律也同样成立
B．牛顿运动定律不能成立
C．A和B两个参考系中，一切力学规律都是相同的
D．参考系B也是惯性参考系
答案 ACD
解析 根据狭义相对性原理，在不同的惯性参考系中一切力学规律都是相同的．
4．下列几种说法：
(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的．
(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关．
(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同．
关于上述说法( )
A．只有(1)(2)是正确的
B．只有(1)(3)是正确的
C．只有(2)(3)是正确的
D．三种说法都是正确的
答案 D
解析 狭义相对论认为：物体所具有的一些物理量可以因所选参考系的不同而不同，但它们在不同的惯性参考系中所遵从的物理规律却是相同的．光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，光速都是相同的．即光在真空中沿任何方向的传播速度都是相同的．
考点二 时间和空间的相对性
5.(2017·苏州高二检测)如图1所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔 B发出一个闪光，列车上的观察者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是( )
图1
A．同时被照亮
B．A先被照亮
C．C先被照亮
D．无法判断
答案 C
解析 列车上的观察者看到的是由B发出后经A和C反射的光，由于列车在这段时间内靠近C，而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观察者所在位置，故观察者看到C先被照亮，故C正确．
6．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．这个人是一个瘦高个子
C．这个人矮但不胖
D．这个人瘦但不高
答案 D
解析 取路旁的人为惯性系，车上的人相对于路旁的人高速运动，根据尺缩效应，人在运动方向上将变窄，但在垂直于运动方向上没有发生变化，故选D.
7．(多选)用相对论的观点判断，下列说法正确的是( )
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．在地面上看，以0.1c的速度运动的飞船中的时钟会变快，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0.1c的速度运动的飞船在运动方向上会变短，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v远小于c时，“长度收缩”和“时间膨胀”效果可忽略不计
答案 CD
解析 时间和空间都是相对的，没有绝对准确的时间和空间，所以A、B错误；由l＝l0可知两处的人都感觉l＜l0，所以C正确；由尺缩效应和时间延缓效应公式可知，当v远小于c时，尺缩效应和时间延缓效应都可以忽略不计，所以D正确．
8.如图2所示，在一个高速转动的巨大转盘上放着A、B、C三个时钟，下列说法正确的是( )
图2
A．A时钟走时最慢，B时钟走时最快
B．A时钟走时最慢，C时钟走时最快
C．C时钟走时最慢，A时钟走时最快
D．B时钟走时最慢，A时钟走时最快
答案 C
解析 A、B、C三个时钟中，C相对于地面的速度最大，A相对于地面的速度最小；由Δt＝可知，C时钟走时最慢，A时钟走时最快，故选项C正确．
9．如图3，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了梭镖穿过管子情况的是( )
图3
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
答案 D
解析 如果观察者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在管子内部．然而当观察者和梭镖一起运动时，观察者看到的管子就缩短了，所以在某些位置，观察者可以看到梭镖两端都伸出管子．则D正确，A、B、C错误．
二、非选择题
10．甲、乙两人站在地面上时身高都是L0，甲、乙分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动，如图4所示．此时乙观察到甲的身高L________L0；若甲向乙挥手，动作时间为t0，乙观察到甲动作时间为t1，则t1________t0(均选填“＞”“＝”或“＜”)．
图4
答案 ＝ ＞
解析 在垂直于运动方向上长度不变，则有L＝L0；根据狭义相对论的时间延缓效应可知，乙观察到甲的动作时间变长，即t1＞t0.
一、选择题
考点一 经典的相对性原理与狭义相对论
1．(多选)根据伽利略相对性原理，可以得到下列结论( )
A．力学规律在任何惯性系中都是相同的
B．同一力学规律在不同的惯性系中可能不同
C．在一个惯性参考系里不能用力学实验判断该参考系是否在匀速运动
D．在一个惯性参考系里可以用力学实验判断该参考系是否在匀速运动
答案 AC
2．经典力学规律不适用于( )
A．子弹的飞行
B．飞船绕地球的运行
C．列车的运行
D．粒子以接近光速运动
答案 D
解析 经典力学的适用范围是宏观、低速情形，子弹的飞行、飞船绕地球的运行、列车的运行，经典力学能适用，故A、B、C错误；粒子以接近光速运动，对于微观的情形经典力学不适用，故D正确．
3．(多选)如果牛顿运动定律在参考系A中成立，而参考系B相对于A做匀速直线运动，则在参考系B中( )
A．牛顿运动定律也同样成立
B．牛顿运动定律不能成立
C．A和B两个参考系中，一切力学规律都是相同的
D．参考系B也是惯性参考系
答案 ACD
解析 根据狭义相对性原理，在不同的惯性参考系中一切力学规律都是相同的．
4．下列几种说法：
(1)所有惯性系对物理基本规律都是等价的．
(2)在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关．
(3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速度都相同．
关于上述说法( )
A．只有(1)(2)是正确的
B．只有(1)(3)是正确的
C．只有(2)(3)是正确的
D．三种说法都是正确的
答案 D
解析 狭义相对论认为：物体所具有的一些物理量可以因所选参考系的不同而不同，但它们在不同的惯性参考系中所遵从的物理规律却是相同的．光速不变原理认为：在不同的惯性参考系中，光速都是相同的．即光在真空中沿任何方向的传播速度都是相同的．
考点二 时间和空间的相对性
5.(2017·苏州高二检测)如图1所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C.假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔 B发出一个闪光，列车上的观察者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是( )
图1
A．同时被照亮
B．A先被照亮
C．C先被照亮
D．无法判断
答案 C
解析 列车上的观察者看到的是由B发出后经A和C反射的光，由于列车在这段时间内靠近C，而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观察者所在位置，故观察者看到C先被照亮，故C正确．
6．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．这个人是一个瘦高个子
C．这个人矮但不胖
D．这个人瘦但不高
答案 D
解析 取路旁的人为惯性系，车上的人相对于路旁的人高速运动，根据尺缩效应，人在运动方向上将变窄，但在垂直于运动方向上没有发生变化，故选D.
7．(多选)用相对论的观点判断，下列说法正确的是( )
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．在地面上看，以0.1c的速度运动的飞船中的时钟会变快，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0.1c的速度运动的飞船在运动方向上会变短，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v远小于c时，“长度收缩”和“时间膨胀”效果可忽略不计
答案 CD
解析 时间和空间都是相对的，没有绝对准确的时间和空间，所以A、B错误；由l＝l0可知两处的人都感觉l＜l0，所以C正确；由尺缩效应和时间延缓效应公式可知，当v远小于c时，尺缩效应和时间延缓效应都可以忽略不计，所以D正确．
8.如图2所示，在一个高速转动的巨大转盘上放着A、B、C三个时钟，下列说法正确的是( )
图2
A．A时钟走时最慢，B时钟走时最快
B．A时钟走时最慢，C时钟走时最快
C．C时钟走时最慢，A时钟走时最快
D．B时钟走时最慢，A时钟走时最快
答案 C
解析 A、B、C三个时钟中，C相对于地面的速度最大，A相对于地面的速度最小；由Δt＝可知，C时钟走时最慢，A时钟走时最快，故选项C正确．
9．如图3，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了梭镖穿过管子情况的是( )
图3
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
答案 D
解析 如果观察者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在管子内部．然而当观察者和梭镖一起运动时，观察者看到的管子就缩短了，所以在某些位置，观察者可以看到梭镖两端都伸出管子．则D正确，A、B、C错误．
二、非选择题
10．甲、乙两人站在地面上时身高都是L0，甲、乙分别乘坐速度为0.6c和0.8c(c为光速)的飞船同向运动，如图4所示．此时乙观察到甲的身高L________L0；若甲向乙挥手，动作时间为t0，乙观察到甲动作时间为t1，则t1________t0(均选填“＞”“＝”或“＜”)．
图4
答案 ＝ ＞
解析 在垂直于运动方向上长度不变，则有L＝L0；根据狭义相对论的时间延缓效应可知，乙观察到甲的动作时间变长，即t1＞t0.