PAGEPAGE1第1課時相對論的誕生時間和空間的相對性[對點訓練]學問點一·相對性原理與兩個基本假設1．(多選)關于狹義相對論的兩個假設，正確的是()A．在不同的慣性參考系中，一切物理規律都是相同的B．在不同的慣性參考系中，力學規律都一樣，電磁規律不一樣C．真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的D．真空中的光速在不同的慣性參考系中是有差別的答案AC解析依據狹義相對論的兩個基本假設，A、C正確。2．(多選)假如牛頓定律在參考系A中成立，而參考系B相對于A做勻速直線運動，則在參考系B中()A．牛頓定律也同樣成立B．牛頓定律不能成立C．A和B兩個參考系中，一切物理定律都是相同的D．參考系B也是慣性參考系答案ACD解析依據狹義相對論原理，在不同的慣性參考系中一切物理定律都是相同的，則A、C、D正確。3．屬于狹義相對論基本假設的是：在不同的慣性系中()A．真空中光速不變B．時間間隔具有相對性C．物體的質量不變D．物體的能量與質量成正比答案A解析狹義相對論的兩條假設分別是：在任何慣性系中真空中的光速不變和一切物理規律相同，故A正確。學問點二·時間和空間的相對性4．下列說法中不正確的是()A．一根桿的長度不會因為視察者是否與桿做相對運動而不同，這是經典物理學家的觀點B．一根沿自身長度方向運動的桿，其長度總比桿靜止時的長度小C．一根桿的長度靜止時為l0，不管桿如何運動，桿的長度均小于l0D．假如兩根平行的桿在沿自己的長度方向上做相對運動，與它們一起運動的兩位視察者都會認為對方的桿縮短了答案C解析若桿沿垂直于自身長度的方向運動，它的長度將不變。5．慣性系s中有一邊長為l的正方形(如圖A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()答案C解析由相對論學問易得運動方向上的邊長變短，垂直運動方向的邊長不變，C圖象正確。6．能用來計時的鐘表有多種，如圖所示，從左到右依次為沙漏計時儀器、電子表、機械鬧表、生物鐘。由相對論的學問可知，物體的運動可以使得某一種計時儀器變慢，則也肯定能使全部的計時儀器變得一樣慢。則對上述表述理解正確的是()A．正確，對各式計時儀器的影響肯定相同B．錯誤，對各式計時儀器的影響不肯定相同C．AB兩個選項分別說明白兩種不同狀況下的影響D．以上答案均錯誤答案A解析依據愛因斯坦相對論的鐘慢效應可知，若鐘與視察者有相對運動，全部的鐘都變慢，而且變慢的程度均相同，與鐘的構造、原理無關，A正確。7．(多選)A、B兩架飛機沿地面上一足球場的長度方向在其上空高速飛過，且vA>vB，在飛機上的人視察結果正確的是()A．A飛機上的人視察到的足球場的長度比B飛機上的人視察到的大B．A飛機上的人視察到足球場的長度比B飛機上的人視察到的小C．兩飛機上的人視察到足球場的長度相同D．兩飛機上的人視察到足球場的寬度相同答案BD解析因為當一個慣性系的速度比較大時，依據l′＝l0eq\r(1－\f(v2,c2))，速度越大，l′越小。因為vA＞vB，所以lA′＜lB′。易錯點·狹義相對論中的光速不變原理8．(多選)設某人在速度為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視察者看到這一光速為1．5cB．飛船正后方地面上的視察者看到這一光速為0．5cC．在垂直飛船前進方向地面上的視察者看到這一光速是cD．在地面上任何地方的視察者看到的光速都是c易錯分析本題易誤選A、B是因為按經典力學的相對性原理可以得出A、B正確，而這兩個結論是錯誤的，與狹義相對論中的光速不變原理相沖突。答案CD解析依據狹義相對論的“光速不變原理”可知，真空中的光速在不同的慣性系中都是相同的，所以真空中的光速相對于飛船的速度為c，相對于地面的速度也為c。[提升訓練]一、選擇題1．(多選)下面說法正確的是()A．在以eq\f(1,1000)c豎直方向升空的火箭上向前發出的光，對地速度肯定比c大B．在以eq\f(1,1000)c豎直方向升空的火箭上向后發出的光，對地速度肯定比c小C．在以eq\f(1,1000)c豎直方向升空的火箭上沿水平方向發出的光對地速度為cD．在以eq\f(1,1000)c豎直方向升空的火箭上向任一方向發出的光對地速度都為c答案CD解析由狹義相對論可知：光速在不同慣性參考系中，總是相同的，故C、D正確。2．(多選)下列關于經典力學的時空觀，正確的是()A．經典力學的時空觀中，同時是肯定的，即在一個參考系中的視察者在某一時刻視察到的兩個事務，對另一參考系中的視察者來說也是同時發生的B．在經典力學的時空觀中，空間間隔是肯定的，即任何事務(或物體的運動)所經驗的時間，在不同的參考系中測量都是相同的，而與參考系的選取無關C．在經典力學的時空觀中，時間間隔是肯定的，即假如各個參考系中用來測量長度的標準相同，那么空間兩點距離是肯定的不變的量值，而與參考系選取無關D．經典力學的時空觀就是一個肯定的時空觀，時間與空間、物體的運動無關答案ABCD解析經典的時空觀認為，時間、空間均是肯定的，與物體的運動狀態無關，同時也是肯定的，即在一個參考系中同時發生的兩個事務，在不同參考系中視察也是同時發生的，故A、B、C、D均正確。3．假設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答案B解析K系認為靜止在K′系中的尺收縮，反之，K′系認為靜止在K系中的尺收縮。4．關于愛因斯坦的狹義相對論，下列說法正確的是()A．狹義相對論的基本假設之一是光速不變原理B．有些運動物體相對于視察者的速度可以大于真空中的光速C．在地面參考系中，視察到在上海和北京同時有兩個嬰兒誕生，假如在沿北京—上海方向高速飛行的飛船上觀測，他們也是同時誕生的D．對于不同的慣性系，物理規律(包括力學和電磁學的)都是不同的答案A解析在愛因斯坦的相對論中，它的兩個假設是：(1)在不同的慣性參考系中，一切物理規律都是相同的。(2)真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，故A正確，B、C、D錯誤。5．(多選)假設一列100m長的火車以接近光速的速度穿過一根100m長的隧道，它們的長度都是在靜止狀態下測量的，下列關于看到的現象推斷正確的是()A．相對隧道靜止的視察者會看到，火車變短，在某些位置上，隧道能完全遮住它B．相對隧道靜止的視察者會看到，隧道變短，在某些位置上，火車從隧道的兩端伸出來C．相對火車靜止的視察者會看到，火車變短，在某些位置上，隧道能完全遮住它D．相對火車靜止的視察者會看到，隧道變短，在某些位置上，火車從隧道的兩端伸出來答案AD解析相對于隧道靜止的視察者看到火車在運動，所以火車比隧道短，在某些位置火車會完全處在隧道內部，然而相對火車靜止的視察者會看到隧道在運動，所以隧道比火車短，在某些位置火車兩端都伸出隧道，A、D正確，B、C錯誤。二、非選擇題6．甲、乙兩人站在地面上時身高都是L0，甲、乙分別乘坐速度為0．6c和0．8c(c為光速)的飛船同向運動，如圖所示。此時乙視察到甲的身高L________L0；若甲向乙揮手，動作時間為t0，乙視察到甲動作時間為t1，則t1________t0。(均選填“＞”“＝”或“＜”)答案＝＞解析在垂直于運動方向上長度不變，則有L＝L0；依據狹義相對論的時間延緩效應可知，乙視察到甲的動作時間變長，即t1＞t0。7．遠方的一顆星以0．8c的速度離開地球，測得它輻射出來的閃光按5晝夜的周期改變，求在此星球上測其閃光