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1、课时跟踪检测（六）相对论的诞生 时间和空间的相对性课时跟踪检测（六）相对论的诞生 时间和空间的相对性 1下列说法中正确的是( ) A相对性原理能简单而自然地解释电磁学的问题 B在真空中，若物体以速度v背离光源运动，则光相对物体的速度为cv C在真空中，若光源向着观察者以速度v运动，则光相对于观察者的速度为cv D迈克耳孙莫雷实验得出的结论是不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一 样的 解析：选 D 相对性原理简单而自然，但在电磁学的领域里，涉及到相对哪个参考系才成 立的问题，故选项 A 错误；根据狭义相对论的光速不变原理，故选项 B、C 错误，D 正确。 2多选如果牛顿运动定律在参考系A
2、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 CA和B两个参考系中，一切物理定律都是相同的 D参考系B也是惯性参考系 解析：选 ACD 参考系A是惯性参考系，而参考系B相对于A做匀速直线运动，因而参考 系B也是惯性参考系，D 正确；根据狭义相对论知，在不同的惯性参考系中一切物理定律都是 相同的，A、C 正确，B 错误。 3多选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vAvB，对 于在飞机上的人观察结果，下列说法正确的是( ) AA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 BA飞机上的人观察到足
3、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 解析 ： 选 BD 由ll0(其中l0是相对足球场静止时的长度)， 可以看出， 速度越大，1(v c) 2 “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。 4如图所示，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，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是 ( ) A同时被照亮 BA先被照亮 CC先被照亮 D无法判断 解析：选 C 列车上的观察者看到
4、的是由B出发后经过A和C反射的光，由于列车在这段 时间内向C运动靠近C，而远离A，所以C反射光先到达列车上的观察者，看到C先被照亮， 故只有 C 正确。 5惯性系S中有一边长为l的正方形，如图所示。从相对S系沿x方向以接近光速飞行 的飞行器上测得该正方形的图像是( ) 解析：选 C 由相对论知识ll0得运动方向上的边的边长变短，垂直运动方1v c 2 向的边长不变，C 正确。 6多选如图所示，你站在水平木杆AB的中央附近，并且看到木杆落在地面上时是两 端同时着地的，所以，你认为该木杆是平着落到了地面上；若此时飞飞小姐正以接近光速的 速度从你前面掠过，她看到B端比A端先落地，因而她认为木杆是向右
5、倾斜着落地的。她的 看法是( ) A对的 B错的 C她应感觉到木杆在朝她运动 D她应感觉到木杆在远离她运动 解析：选 AC 当飞飞小姐掠过木杆时，在她看来，木杆不仅在下落，而且还在朝她运动， 正好像星体朝你的飞船运动一样。因此，在你看来同时发生的两个事件，在飞飞小姐看来首 先在B端发生；到底在A和B处的两个事件是同时发生，还是在B处先发生？这一问题是没 有意义的。因为运动是相对论，对运动的描述取决于选择的参考系。对于你来说木杆是平着 下落的，对飞飞小姐来说木杆是向右斜着下落的，虽然难以置信，但你和她都是正确的。 7一艘宇宙飞船的船身长度为L090 m，相对地面以u0.8c的速度在一观测站的上空
6、 飞过。 (1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？ (2)航天员测得船自身通过观测站的时间间隔是多少？ 解析 ： (1)观测站测得船身的长度为LL0 90 m54 m，通过观测站的时1u 2 c2 10.82 间间隔为 t 2.25107s。 L u 54 m 0.8c (2)航天员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为 t3.75107s。 L0 u 90 m 0.8c 答案：(1)2.25107 s (2)3.75107 s 8 假如有一对孪生兄弟A和B， 其中B乘坐速度为v0.9c的火箭飞往大角星(牧夫座)， 而后又飞回地球。根据A在地球上的观测，大角星离地球有 36 光年远，这次B往返飞行经历 时间为 80 年。如果B离开地球时，他们的年龄都为 20 岁，试问当B回到地球时，他们的年 龄各有多大？ 解析 ： 设B在飞船惯性系中经历的时间为 ， 根据动钟变慢效应得 t， 即 80 1(v c) 2 ，解得 34.9 年；所以B回到地球时的年龄为 2034.954.9(岁)；此 10.92 时A的年龄为 2080100(岁)。 答案：B为 54.9 岁 A为 100 岁