PAGE4-1相對論的誕生2時間和空間的相對性1.關于狹義相對論的說法,不正確的是(D)A.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中,一切物理規律都是相同的B.狹義相對論認為在一切慣性系中,光在真空中的速度都等于c,與光源的運動無關C.狹義相對論只涉及無加速運動的慣性系D.狹義相對論任何狀況下都適用解析:狹義相對論適用于慣性系之間的時空理論.故D不正確.2.(多選)關于時間和空間,在學習狹義相對論后我們應相識到(CD)A.因為時間是肯定的,所以我們在不同的參考系中視察到的時間進程都是相同的B.空間與時間之間是沒有聯系的C.有物質才有空間和時間D.在一個確定的參考系中視察,運動物體的空間距離和時間進程跟物體的運動狀態有關解析:經典物理學認為空間和時間是脫離物質存在的,是肯定的,空間與時間之間也是沒有聯系的,在相對論力學中,時間和空間是和物質的運動相聯系的.只有在物質存在時才有空間和時間的概念,時間和空間是相互聯系且是相對的.故C,D正確.3.假設地面上有一火車以接近光速的速度運行,其內站立著一個中等身材的人,站在路旁的人視察車里的人,視察的結果是(D)A.這個人是一個矮胖子B.這個人是一個瘦高個子C.這個人矮但不胖D.這個人瘦但不高解析:由長度的相對性,沿著速度方向的長度會變短,垂直于速度方向的長度不變,得D正確.4.在狹義相對論中,下列說法中正確的是(A)A.經典物理學可視為相對論在低速運動時的特例B.真空中光速在不同的慣性參考系中是不相同的C.在高速運動狀況下,慣性參考系中的物理規律不肯定相同D.狹義相對論全面否定了經典物理學解析:相對論的出現,并沒有否定經典物理學,經典物理學是相對論在低速運動條件下的特別情形,所以A正確,D錯誤.依據狹義相對論的光速不變原理,真空中光速在不同的慣性參考系中是相同的,故B錯誤;依據狹義相對論的相對性原理,物理規律在全部慣性系中都具有相同的形式,故C錯誤.5.如圖所示,依據狹義相對論的觀點,火箭A是迎著光飛行的,火箭B是“追逐”著光飛行的,若火箭相對地面的速度為v,則兩火箭上的視察者測出的光速分別為(C)A.c+vc-v B.c-vc+vC.cc D.無法確定解析:依據光速不變原理,在一切慣性參考系中,測量到的真空中的光速c都一樣,因此在火箭A,B兩個慣性參考系中,視察者測量到的光速一樣大,均為c,故C正確.6.話說有兄弟兩個,哥哥乘坐宇宙飛船以接近光的速度離開地球去遨游太空,經過一段時間返回地球,哥哥驚異地發覺弟弟比自己要蒼老很多,則該現象的科學說明是(C)A.哥哥在太空中發生了基因突變,停止生長了B.弟弟思念哥哥而加速生長了C.由相對論可知,物體速度越大,在其上時間進程就越慢,生理過程也越慢D.這是神話,科學無法說明解析:依據相對論的時間延緩效應,當飛船速度接近光速時,時間會變慢,時間延緩效應對生理過程、化學反應等也是成立的.飛船運行的速度越大,時間延緩效應越明顯,人體新陳代謝越緩慢.故C正確.7.某火箭在地面上的長度為L0,放射后它在地面旁邊高速(約0.3c)飛過,關于地面上的人和火箭中的人視察到的現象,以下說法正確的是(B)A.下方地面上的人視察到火箭上的時間進程變快了B.下方地面上的人視察到火箭變短了C.火箭上的人視察到火箭變短了D.火箭上的人看到下方地面上的全部物體都變短了解析:由時間間隔的相對性知,下方地面上的人視察到火箭上的時間進程變慢了,A錯誤;由長度的相對性知,下方地面上的人視察到火箭變短了,火箭上的人視察到火箭長度沒變,B正確,C錯誤;火箭上的人看到在垂直運動方向上的物體的長度不變,D錯誤.8.(多選)下列說法正確的是(BCD)A.時間和空間都是肯定的,在任何參考系中一個事務發生的時間和一個物體的長度總不會變更B.在地面上的人看來,以10km/s的速度運動的飛船中的時鐘會變快,但是飛船中的宇航員卻看到時鐘是精確的C.在地面上的人看來,以10km/s的速度運動的飛船在運動方向上會變窄,而飛船中的宇航員卻感覺到地面上的人看起來比飛船中的人扁一些D.當物體運動的速度v?c時,“時間膨脹”和“長度收縮”效果可忽視不計解析:狹義相對論認為時空是相對的,即在不同的慣性參考系中時間和物體的長度不肯定相同,故A錯誤.在靜止的參考系看來運動中的參考系的時間會變慢,所以地面上的人認為飛船上的時鐘變慢,而宇航員與時鐘相對靜止,所以他看時鐘是精確的,故B正確.靜止的參考系看運動中的物體,在其運動方向上會收縮,所以地面上的人會認為飛船在運動方向上變窄,而運動又是相對的,地面上的人相對于宇航員也在運動,所以宇航員會認為地面上的人變扁,故C正確.在物體運動速度遠小于光速時,相對論效應可以忽視不計,故D正確.9.如圖所示,在一個高速轉動的巨大轉盤上放著A,B,C三個時鐘,下列說法正確的是(C)A.A時鐘走時最慢,B時鐘走時最快B.A時鐘走時最慢,C時鐘走時最快C.C時鐘走時最慢,A時鐘走時最快D.B時鐘走時最慢,A時鐘走時最快解析:A,B,C三個時鐘,C相對于地面的速度最大,A相對于地面的速度最小;由Δt=Δτ10.慣性系S中有一邊長為l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像是(C)解析:由相對論長度公式l=l01-11.在一飛船上測得飛船的長度為100m,高度為10m.當飛船以0.60c的速度從你身邊經過時,按你的測量,飛船有多高、多長?解析:因為長度收縮只發生在運動的方向上,與運動垂直的方向上沒有這種效應,故測得的飛船的高度仍為原來高度10m.設飛船原長為l0,觀測到飛船的長度為l,則依據尺縮效應有l=l01-(vc)

所以觀測到飛船的高度和長度分別為10m、80m.答案:10m80m12.一個靜止時長10m的飛行物以3km/s的速度從視察者的身邊拂過,視察者測得飛行物的長度應為多少?飛行物上的人測得飛行物的長度應為多少?假如飛行物的速度為光速的三分之一呢