江苏省泰州中学高二物理选修3-4同步练习：15-1、2_相对论的诞生和时间和空间的相对性

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作1．牛顿运动定律不．适用下列哪些情况( ) A ．研究原子核外部电子绕核运动的情况B ．研究“神舟”十号的升空过程C ．研究地球绕太阳公转D ．研究超音速飞机的运动解析：选A.经典力学不适用于微观世界，故A 错误；B 、C 、D 三个选项中，各种运动的速率都是比较大的，但相对于光速来说都是低速运动，完全可以用牛顿运动定律研究其规律，故选A.2．关于狭义相对论的说法，不．正确的是( ) A ．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B ．狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c ，与光源的运动无关C ．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D ．狭义相对论任何情况下都适用解析：选D.由狭义相对论的两个基本假设可知，A 、B 均正确，狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系(广义相对论则涉及有加速运动的惯性系)，故C 正确、D 错误．3．在一惯性系中观测，有两个事件同时不同地，则在其他惯性系中观察，结果是( )A ．一定同时B ．可能同时C ．不可能同时，但可能同地D ．不可能同时，也不可能同地解析：选B.两个相对静止的惯性系观测结果相同，其他则不同，故B 正确．4．(2013·南通中学高二检测)用相对论的观点判断，下列说法不．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 ．在地面上的人看来，高速运动的飞船中的时钟会变慢，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，高速运动的飞船在运动方向上会变窄，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 ≪c 时，“时间膨胀”和“长度收缩”效果可忽略不计 解析：选A.时间和空间都是相对的，故选项A 的说法错误；根据“时间膨胀”和“长度收缩”效应，选项B 、C 的说法正确；当速度v ≪c 时，1－⎝⎛⎭⎫v c 2≈1，所以“时间膨胀”和“长度收缩”效应可忽略不计，故选项D 说法正确．5．(2013·高考江苏卷)如图所示，两艘飞船A 、B 沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v (v 接近光速c )．地面上测得它们相距为L ，则A 测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L .当B 向A 发出一光信号，A 测得该信号的速度为________．解析：根据长度的相对性得L ＝L 01－⎝⎛⎭⎫v c 2 所以A 测得两飞船间的距离L 0＝L 1－⎝⎛⎭⎫v c 2 >L . 根据狭义相对论的基本假设，光信号的速度为光速c .答案：大于 c (或光速)。

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15.1 相对论的诞生 15。

2 时间和空间的相对性基础夯实一、选择题。

1．关于狭义相对论的说法,不正确的是（）A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B．狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D．狭义相对论任何情况下都适用2．下列说法中不正确的是( ）A．一根杆的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l0D．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．0.6cC．0.8c D．0。

9c4．(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v A〉v B，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5．（多选)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、物体的运动无关二、非选择题。

人教版物理高二选修3-4 15.1相对论的诞生同步练习姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、多选题 (共14题；共37分)1. （3分）甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺，同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺，则下列说法正确的是（）A . 甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度大B . 甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度小C . 乙看到甲手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度大D . 乙看到甲手中的尺长度比乙看到自己手中尺长度小2. （2分）下列说法中正确的是（）A . 无线信号能绕过障碍物传播到接收终端是利用了干涉原理B . 光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大C . 载人飞船设计时需设法减少发射过程中与航天员身体固有频率相近的超低频振动D . 静止在地面上的人观察一条沿自身长度方向高速运动的，观察到的长度比杆静止时的短3. （3分）在地面附近有一高速飞过的火箭．关于地面上的人和火箭中的人观察到的现象中正确的是（）A . 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变快了B . 地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了C . 火箭上的人观察到火箭的长度和时间进程均无变化D . 火箭上的人看地面物体长度变小，时间进程变慢了4. （2分）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 . 0.5CB . 0.6CC . 0.8CD . 0.9C5. （3分）下列说法正确的是（）A . 当一列声波从空气中传入水中时波长一定会变长B . 在机械横波传播方向上的某个质点的振动速度就是波的传播速度C . 爱因斯坦由狭义相对论预言了引力波的存在D . a、b两束光照射同一双缝干涉装置在屏上得到的干涉图样中，a光的相邻亮条纹间距小于b光的相邻亮条纹间距，则可以判断同一介质对a光的折射率比b光大E . 电磁波是横波，可以观察到其偏振现象6. （3分）下列说法中正确的是（）A . 在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理B . 在不同的参考系中，物理规律都是不同的，例如牛顿运动定律仅适用于惯性参考系C . 一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理D . 一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理7. （3分）根据爱因斯坦的质能方程，可以说明（）A . 任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B . 太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C . 虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D . 若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大8. （2分）(2016·江苏模拟) 下列说法中正确的是（）A . 振动的物体通过平衡位置时，其合外力一定为零B . 电磁波、超声波均可在真空中传播C . 可见光在同一玻璃砖中传播时，波长越长、波速越小D . 以0.75c的速度靠近地球的火箭向地球发出的光，在地球上测得其速度为c9. （3分）下列说法中正确的是（）A . 根据牛顿的万有引力定律可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将变为原来的4倍B . 按照广义相对论可以知道，当星球质量不变、半径变为原来的时，引力将大于原来的4倍C . 在天体的实际半径远大于引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异很大D . 在天体的实际半径接近引力半径时，根据爱因斯坦的引力理论和牛顿的引力理论计算出的力差异不大10. （3分） (2018高一下·西山期中) 爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大革命，主要是因为（）A . 否定了经典力学的绝对时空观B . 揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性C . 打破了经典力学体系的局限性D . 使人类对客观世界的认识开始从宏观世界深入到微观世界11. （2分）下列说法正确的是（）A . 光的偏振现象说明光是电磁波B . 当声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率小于声源振动的频率C . 麦克斯韦的电磁场理论说明有电场就会产生磁场，有磁场就会产生电场D . 根据狭义相对论，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时要小一些12. （3分）下列说法中，正确的是（）A . 由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B . 强引力作用可使光谱线向红端偏移C . 引力场越强的位置，时间进程越慢D . 由于物质的存在，实际的空间是弯曲的13. （3分）(2019·衡阳模拟) 下列说法正确的是_____。

1 相对论的诞生2时间和空间的相对性一、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]AC2．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1A．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 ＝l 01－(v c)2可知两处的人都感觉l ＜l 0，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2A ．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 ＝Δτ1－(v c )2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10m 长的梭镖以光速穿过一根10m 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3A ．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L 0，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 ________L 0；若甲向乙挥手，动作时间为t 0，乙观察到甲动作时间为t 1，则t 1________t 0(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.。

1相对论的诞生 2时间和空间的相对性记一记相对论的诞生时间和空间的相对性1个理论——狭义相对论2个假设——狭义相对性原理、光速不变原理2个相对性——时间和空间的相对性辨一辨1.静止或匀速直线运动的参考系是惯性系．(√)2．由于在任何惯性系中力学规律都是相同的,因此,研究力学问题时可以选择任何惯性系．(√) 3．在不同的惯性系中,光速是不相同的．(×)4．在一个惯性系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对另一个惯性系做匀速直线运动．(√) 5．在狭义相对论时空观中空间和时间与物质的运动状态无关．(×)想一想1.运动的时钟变慢是不是因为时钟的构造因运动而发生了改变？提示：运动的时钟变慢是在两个不同的惯性系中进行时间比较的一种效应,不是因为时钟的结构或精度因运动而发生了改变．2．尺子沿任何方向运动其长度都缩短吗？提示：尺子沿其长度方向运动时缩短,在垂直于运动方向长度不变．思考感悟：练一练1.有下列几种说法：①所有惯性系统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①②是正确的B．只有①③是正确的C．只有②③是正确的 D．三种说法都是正确的解析：狭义相对论认为,物体所具有的一切物理量可以因所选参考系的不同而不同,但它们在不同的参考系中所遵循的物理规律却是相同的,即①②都正确．光速不变原理认为,在不同的惯性参考系中,一切物理定律都是相同的,即光在真空中沿任何方向的传播速度都相同．答案：D2．以下说法中正确的是( )A．经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的B．经典物理规律也适用于高速运动的物体C．力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的D．力学规律在任何惯性系里都是等价的解析：经典物理规律适用低速宏观的物体,A、B两项错误；由伽俐略相对性原理可判断,C项错误,D 项正确．答案：D3．下列判断正确的是( )A．“电磁波的速度是c”是相对于地球而言的B．“电磁波的速度是c”是相对于某一特殊参考系而言的C．真空中的光速在不同参考系中都是相同的D．以上说法都不对解析：由狭义相对性原理可判断C项正确．答案：C4．如果有一列火车,以很高的速度运动,车窗沿运动方向为长,垂直运动方向为宽,根据相对论的知识,地面上的人发现( )A．火车窗口比静止时要长 B．火车窗口比静止时要短C．火车窗口比静止时要宽 D．火车窗口比静止时要窄解析：由于尺缩效应,在运动的方向上,长度要缩短,所以车窗的长度比静止时要短,但是与运动方向垂直的宽不会变化,故B项正确．答案：B5．下列说法正确的是( )A．电磁波不能产生衍射现象B．电磁波和机械波都只能在介质中传播C．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度D．光在真空中运动的速度在不同惯性系中测得的数值可能不同解析：干涉和衍射是波特有的性质,电磁波也可以发生衍射现象,故A项错误；电磁波可以在真空中传播,故B项错误；由于波源与接受者的相对位移的改变,而导致接受频率的变化,称为多普勒效应,所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度,故C项正确；根据光速不变原理,知在不同惯性系中,光在真空中传播速度大小相等,故D项错误．答案：C要点一相对性原理与两个基本假设1.(多选)关于狭义相对论的两个假设,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系中都是相同的D．真空中的光速在不同的惯性参考系中是有差别的解析：根据狭义相对论的两个基本假设,A、C两项正确．答案：AC2．(多选)如果牛顿定律在参考系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．牛顿定律也同样成立B．牛顿定律不能成立C．A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：根据狭义相对论原理,在不同的惯性参考系中一切物理定律都是相同的,故A、C、D三项正确．答案：ACD3．属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )A．真空中光速不变B．时间间隔具有相对性C．物体的质量不变D．物体的能量与质量成正比解析：狭义相对论的两条假设分别是：在任何惯性系中真空中的光速不变和一切物理规律相同,故A项正确．答案：A4．在地面附近有一高速飞行的火箭,关于地面上的观察者和火箭中的工作人员观察到的现象,下列说法正确的是( )A．地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变慢了B．地面上的人观察到火箭变长了,火箭上的时间进程变慢了C．火箭中的工作人员观察到火箭的长度不变而时间进程却变化了D．地面上的人观察到火箭变长了,火箭上的时间进程变快了解析：根据狭义相对论的“尺缩效应”和“钟慢效应”可判断,A项正确．答案：A要点二时间和空间的相对性5.下列说法中不正确的是( )A．一根杆的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l0D．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解析：若杆沿垂直于自身长度的方向运动,它的长度将不变．答案：C6．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方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是( )解析：由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C项正确．答案：C7．能用来计时的钟表有多种,如图所示,从左到右依次为沙漏计时仪器、电子表、机械闹表、生物钟．由相对论的知识可知,物体的运动可以使得某一种计时仪器变慢,则也一定能使所有的计时仪器变得一样慢．则对上述表述理解正确的是( )A．正确,对各式计时仪器的影响一定相同B．错误,对各式计时仪器的影响不一定相同C．AB两个选项分别说明了两种不同情况下的影响D．以上答案均错误解析：根据爱因斯坦相对论的钟慢效应可知,若钟与观察者有相对运动,所有的钟都变慢,而且变慢的程度均相同,与钟的构造、原理无关,A项正确．答案：A8．(多选)A、B两架飞机沿地面上一足球场的长度方向在其上空高速飞过,且v A>v B,在飞机上的人观察结果正确的是( )A．A飞机上的人观察到的足球场的长度比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解析：因为当一个惯性系的速度比较大时,根据l′＝l 01－v 2c 2,速度越大,l′越小．因为v A ＞v B ,所以l A ′＜l B ′. 答案：BD基础达标 1.(多选)下面说法正确的是( )A ．在以11 000c 竖直方向升空的火箭上向前发出的光,对地速度一定比c 大 B ．在以11 000c 竖直方向升空的火箭上向后发出的光,对地速度一定比c 小 C ．在以11 000c 竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光对地速度为c D ．在以11 000c 竖直方向升空的火箭上向任一方向发出的光对地速度都为c 解析：由狭义相对论可知：光速在不同惯性参考系中,总是相同的,故C 、D 两项正确．答案：CD2．(多选)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 四项均正确．答案：ABCD3．假设甲在接近光速的火车上看地面上乙手中沿火车前进方向放置的尺,同时地面上的乙看甲手中沿火车前进方向放置的相同的尺,则下列说法正确的是( )A．甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度大B．甲看到乙手中的尺长度比乙看到自己手中的尺长度小C．乙看到甲手中的尺长度比甲看到自己手中的尺长度大D．乙看到甲手中的尺长度与甲看到自己手中的尺长度相同解析：K系认为静止在K′系中的尺收缩,反之,K′系认为静止在K系中的尺收缩．答案：B4．关于爱因斯坦的狭义相对论,下列说法正确的是( )A．狭义相对论的基本假设之一是光速不变原理B．有些运动物体相对于观察者的速度可以大于真空中的光速C．在地面参考系中,观察到在上海和北京同时有两个婴儿诞生,如果在沿北京—上海方向高速飞行的飞船上观测,他们也是同时诞生的D．对于不同的惯性系,物理规律(包括力学和电磁学的)都是不同的解析：在爱因斯坦的相对论中,它的两个假设是：(1)在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的．(2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,故A项正确,B、C、D三项错误．答案：A5．(多选)假设一列100 m长的火车以接近光速的速度穿过一根100 m长的隧道,它们的长度都是在静止状态下测量的,下列关于看到的现象判断正确的是( )A．相对隧道静止的观察者会看到,火车变短,在某些位置上,隧道能完全遮住它B．相对隧道静止的观察者会看到,隧道变短,在某些位置上,火车从隧道的两端伸出来C．相对火车静止的观察者会看到,火车变短,在某些位置上,隧道能完全遮住它D．相对火车静止的观察者会看到,隧道变短,在某些位置上,火车从隧道的两端伸出来解析：相对于隧道静止的观察者看到火车在运动,所以火车比隧道短,在某些位置火车会完全处在隧道内部,然而相对火车静止的观察者会看到隧道在运动,所以隧道比火车短,在某些位置火车两端都伸出隧道,A、D两项正确,B、C两项错误．答案：AD6．(多选)通常我们把地球和相对地面静止或做匀速直线运动的物体参考系看成是惯性系,若以下列系统为参考系,则属于非惯性系的有( )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．进站时减速行驶的火车解析：“绕地球做匀速圆周运动的飞船”、“进站时减速行驶的火车”不是相对地面静止或做匀速直线运动的物体．答案：BD7．一艘大船在平静的大洋中匀速行驶,一个人在其密闭的船舱内向各个不同的方向做立定跳远实验,并想由此来判断船航行的方向,假设他每次做的功相同,下列说法正确的是( )A．如果向东跳得最远,则船向东行驶B．如果向东跳得最近,则船向东行驶C．他向各个方向跳的最大距离相同,不能由此判断船行方向D．他向各个方向跳的最大距离不同,但不能由此判断船行方向解析：由狭义相对论的相对性原理：在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的,所以这个人不能判断船行方向；根据功能关系,可判断他向各个方向跳的最大距离相同,故C项正确．答案：C8．话说有兄弟两个,哥哥乘坐宇宙飞船以接近光的速度离开地球去遨游太空,经过一段时间返回地球,哥哥惊奇地发现弟弟比自己要苍老许多,则该现象的科学解释是( )A．哥哥在太空中发生了基因突变,停止生长了B．弟弟思念哥哥而加速生长了C．由相对论可知,物体速度越大,在其上的时间进程就越慢,生理过程也越慢D．这是神话,科学无法解释解析：根据相对论的时间延缓效应,当飞船速度接近光速时,时间会变慢．时间延缓效应对生命过程、化学反应等也是成立的．飞船运行的速度越大,时间延缓效应越明显,人体的新陈代谢越缓慢．答案：C9．图示是一个边长为1 m的正方体木箱,现在让这个正方体木箱沿水平方向匀速向右运动,运动速度很大,为0.99c,那么这个木箱看上去应该是( )A．边长不相等的长方体B．边长都缩短的正方体C．近似一块薄木板D．以上说法都不对解析：由于木箱运动得很快,速度已经接近光速,所以在沿着运动方向上的尺缩效应很明显,而其他两个方向上没有尺缩效应,看上去应该是一块薄木板．答案：C能力达标10.(多选)关于时间和空间,在学习狭义相对论后我们应认识到( )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．空间与时间之间是没有联系的C．有物质才有空间和时间D．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解析：经典物理学认为空间和时间是脱离物质存在的,是绝对的,空间与时间之间是没有联系的,在相对论中,时间和空间是和物质的运动相联系的,只有在物质存在时才有空间和时间的概念,时间和空间是相互联系且是相对的．C、D两项正确．答案：CD11．(多选)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1.5cB．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC．在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是cD．在地面上任何地方的观察者看到的光速都是c解析：根据狭义相对论的“光速不变原理”可知,真空中的光速在不同的惯性系中都是相同的,所以真空中的光速相对于飞船的速度为c,相对于地面的速度也为c.C、D两项正确．答案：CD12．如图,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( )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解析：如果你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．然而当你和梭镖一起运动时,你看到的管子就缩短了,所以在某些位置,你可以看到梭镖两端都伸出管子,故D项正确,A、B、C三项错误．答案：D13．甲、乙两人站在地面上时身高都是L 0,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,如图所示．此时乙观察到甲的身高L________L 0；若甲向乙挥手,动作时间为t 0,乙观察到甲动作时间为t 1,则t 1________t 0.(均选填“＞”“＝”或“＜”)解析：在垂直于运动方向上长度不变,则有L ＝L 0；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t 1＞t 0.答案：＝ ＞14．远方的一颗星以0.8c 的速度离开地球,测得它辐射出来的闪光按5昼夜的周期变化,求在此星球上测其闪光周期为多长？解析：因为Δt＝Δτ1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2,所以Δτ＝Δt 1－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2,Δt＝5昼夜,v ＝0.8c, 代入数据解得Δτ＝5×1－0.82＝3昼夜．答案：3昼夜。

15.1.2 新提升·课时作业基础达标1．有下列几种说法：①所有惯性系统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①②是正确的 B．只有①③是正确的C．只有②③是正确的 D．三种说法都是正确的【解析】狭义相对论认为，物体所具有的一切物理量可以因所选参考系的不同而不同，但它们在不同的参考系中所遵循的物理规律却是相同的，即①②都正确．光速不变原理认为，在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是相同的，即光在真空中沿任何方向的传播速度都相同．【答案】 D2．以下说法中正确的是( )A．经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的B．经典物理规律也适用于高速运动的物体C．力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的D．力学规律在任何惯性系里都是等价的【解析】经典物理规律适用低速宏观的物体，B错，A错；由伽俐略相对性原理，可判断C错，D 对．【答案】 D3．下列判断正确的是( )A．“电磁波的速度是c”是相对于地球而言的B．“电磁波的速度是c”是相对于某一特殊参考系而言的C．真空中的光速在不同参考系中都是相同的D．以上说法都不对【解析】由狭义相对性原理可判断C正确．【答案】 C4．关于牛顿力学的适用范围，下列说法正确的是( )A．适用于宏观低速物体 B．适用于微观高速物体C．适用于宏观高速物体 D．适用于微观低速物体【解析】牛顿力学适用了宏观低速的物体，A正确．【答案】 A5．下列关于狭义相对性原理的说法中正确的是( )A．狭义相对性原理是指力学规律在一切参考系中都相同B．狭义相对性原理是指一切物理规律在一切参考系中都相同C．狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性参考系中都相同D．狭义相对性原理与经典相对性原理没有区别【解析】经典力学的相对性原理是指一切力学规律在所有惯性系中都是相同的，而狭义相对性原理是指一切物理规律在所有惯性参考系中都相同．一定要注意它和经典力学的相对性原理的区别．即狭义相对性原理中的“规律”是指一切物理规律，而经典力学的相对性原理中的“规律”只是指力学规律，范围比前者小许多．【答案】 C6．(多选)通常我们把地球和相对地面静止或做匀速运动的物体参考系看成是惯性系，若以下列系统为参考系，则属于非惯性系的有( )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．进站时减速行驶的火车【解析】“绕地球做匀速圆周运动的飞船”、“进站时减速行驶的火车”不是相对地面静止或做匀速直线运动的物体．【答案】BD7．(多选)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1.5cB．飞船正后方地面上的观察者看到这一光速为0.5cC．在垂直飞船前进方向地面上的观察者看到这一光速是c高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

15.1 相对论的诞生15.2 时间和空间的相对性知识梳理一、相对论的诞生1．经典的相对性原理(1)惯性系：牛顿运动定律能够成立的参考系。

相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系。

(2)伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的。

2．狭义相对论的两个基本假设(1)实验基础：不论光源与观测者做怎样的相对运动，光速都是一样的。

(2)两个基本假设1．静止或匀速直线运动的参考系是惯性系()2．由于在任何惯性系中力学规律都是相同的，因此，研究力学问题时可以选择任何惯性系()3．在不同的惯性系中，光速是不相同的()4．在一个惯性系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对另一个惯性系做匀速直线运动()[注意]要会判断一个参考系是惯性参考系还是非惯性参考系，我们通常选大地是惯性参考系，相对于地面静止或做匀速直线运动的物体都是惯性参考系；相对于地面做变速运动的物体都是非惯性参考系。

二、时间和空间的相对性1．“同时”的相对性(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是同时的。

(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性。

2．长度的相对性(1)经典的理论：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同。

(2)相对论的理论：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小，但在垂直于杆的运动方向上，杆的长度没有变化。

(3)相对长度公式：l ＝l 01－⎝⎛⎭⎫v c 2。

3．时间间隔的相对性(1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的。

(2)相对论的时空观：惯性系速度越大，惯性系中的时间间隔进行得越慢。

非但如此，惯性系中的一切物理、化学和生命过程都变慢了。

(3)相对时间间隔公式：Δt ＝Δτ1－⎝⎛⎭⎫v c 2。

4．相对论的时空观(1)经典时空观：空间和时间是脱离物质存在的，是绝对的，空间和时间之间也是没有联系的。

1相对论的诞生2时间和空间的相对性[学科素养与目标要求]科学观念：1.知道经典的相对性原理，知道狭义相对论的实验基础和它的两个基本假设.2.知道狭义相对论的几个主要结论.3.了解经典时空观与相对论时空观的主要区别．科学思维：会应用相对论的几个主要结论进行简单的计算．科学态度与责任：体会相对论的建立对人类认识世界的影响．一、相对论的诞生1．经典的相对性原理(1)惯性系：牛顿运动定律能够成立的参考系．相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也是惯性系．(2)伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的． 2．相对性原理与电磁规律迈克耳孙—莫雷实验证明了光速是不变的，这与传统的速度合成法则是矛盾的． 3．狭义相对论的两个基本假设(1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的． (2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的． 二、时间和空间的相对性 1．“同时”的相对性(1)经典的时空观：在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察也是同时的．(2)相对论的时空观：“同时”具有相对性，即在同一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件，在另一个惯性系中观察不一定是同时的． 2．长度的相对性(1)经典的时空观：一条杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同． (2)狭义相对论认为“动尺变短”：狭义相对论中的长度公式为l ＝l 01－(vc)2，但垂直于杆的运动方向上，杆的长度不变． 3．时间间隔的相对性(1)经典的时空观：某两个事件，在不同的惯性系中观察，它们的时间间隔总是相同的． (2)狭义相对论认为“动钟变慢”：时间间隔的相对性公式为Δt ＝Δτ1－(v c)2.4．经典时空观和狭义相对论时空观(1)经典时空观：空间和时间脱离物质而存在，是绝对的，空间和时间没有联系，即与物质的运动状态无关．(2)狭义相对论时空观：有物质才有时间和空间，空间和时间与物质运动状态有关．判断下列说法的正误．(1)一根杆的长度不会因为观察者是否与杆做相对运动而不同，这是经典物理学的观点．(√)(2)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.(×)(3)“动钟变慢”是时钟的精度因运动而发生了变化．(×)(4)高速运动的飞船中的宇航员发现地面的时钟变慢了．(√)一、经典的相对性原理与狭义相对论1．如图所示，小球相对于参考系O以速度v0向右抛出，人相对于参考系O′静止，当参考系O′相对于参考系O静止、以速度v向右运动和以速度v向左运动时，人观察到小球的速度分别为多大？答案分别为v0、v0－v、v0＋v2．如图所示，光源相对于参考系O静止，人相对于参考系O′静止，当参考系O′相对于参考系O静止、以速度v向右运动和以速度v向左运动时，人观察到的光源发出光的传播速度分别为多大？答案人观察到的光速都是c1．惯性系与非惯性系的确定：我们通常选取大地为惯性系，相对于地面静止或做匀速运动的物体都是惯性系，相对于地面做变速运动的物体都是非惯性系．2．光的传播速度与惯性系的选取无关．在任何情况下，真空中的光速都是c.例1关于狭义相对论，下列说法不正确的是()A．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的B．狭义相对论认为在一切惯性系中，光在真空中的速度都等于c，与光源的运动无关C．狭义相对论只涉及无加速运动的惯性系D．狭义相对论任何情况下都适用答案 D解析根据狭义相对论的基本假设可知，选项A、B正确；狭义相对论只涉及惯性参考系，不涉及非惯性参考系，选项D错误，C正确．针对训练(2017·攀枝花高二检测)关于爱因斯坦认为的空间和时间关系，下列说法中正确的是()A．时间和空间是分离的，即绝对时间和绝对空间B．时间和空间与物体的运动无关C．时间和空间在本质上是统一的D．时间是相对的，空间是绝对的答案 C解析爱因斯坦认为时间和空间在本质上是统一的，时间和空间不是分离的，它们都是相对的，故C项正确．二、时间和空间的相对性如图所示，一列车以速度v经过站台，站台中部的观察者C看到列车车头正好到达站台最右端的A人时，车尾正好到达站台最左端的B人．(1)若此时站台上的观察者C看到A、B两人同时面向列车举起手中的小红旗，那么站在列车中点的观察者C ′看到A 、B 两人是同时举旗的吗？如果不是同时举旗，他会看到哪个人先举旗？(2)站台上的观察者C 看到列车长度刚好和站台长度相同，列车上的观察者C ′认为列车长度和站台长度相同吗？如果不相同，他认为列车长还是站台长？(3)假定列车上的观察者C ′举起小红旗向站台上的A 、B 两人挥动致意，他认为自己从举起小红旗到放下小红旗的时间为t ，站台上的观察者C 观察到他举旗的时间也为t 吗？如果不是t ，他认为这个时间比t 长还是短？答案 (1)不是同时举旗，他看到A 人先举旗 (2)列车长度和站台长度不相同，他认为列车长 (3)不是t ，他认为这个时间比t 长1．“动尺变短”：狭义相对论中的长度公式l ＝l 01－(vc)2中，l 0是相对于杆静止的观察者测出的杆的长度，而l 可以认为是杆沿自己的长度方向以速度v 高速运动时，静止的观察者测量的长度．2．“动钟变慢”：时间间隔的相对性公式Δt ＝Δτ1－(v c )2中，Δτ是相对事件发生地静止的观察者测量同一地点的两个事件发生的时间间隔，而Δt 是相对于事件发生地以速度v 高速运动的观察者测量同一地点的同样两个事件发生的时间间隔． 3．分析时间间隔和长度变化时应注意的问题：(1)时间间隔、长度的变化，都是由于物质的相对运动引起的一种观测效应，它与所选取的参考系有关，物质本身的结构并没有变化．(2)两个事件的时间间隔和物体的长度，必须与所选取的参考系相联系，在没有选取参考系的情况下讨论时间的长短及空间的尺寸，是没有任何意义的．例2(多选)(2017·江苏卷)接近光速飞行的飞船和地球上各有一只相同的铯原子钟，飞船和地球上的人观测这两只钟的快慢，下列说法正确的有()A．飞船上的人观测到飞船上的钟较快B．飞船上的人观测到飞船上的钟较慢C．地球上的人观测到地球上的钟较快D．地球上的人观测到地球上的钟较慢答案AC解析由狭义相对论“动钟变慢”原理可知，飞船上的人认为地球上的钟是运动的，而飞船上的钟是静止的，所以飞船上的人观测到飞船上的钟较快，地球上的钟较慢，A正确，B错误；地球上的人认为地球上的钟是静止的，而飞船上的钟是运动的，所以地球上的人认为飞船上的钟较慢，地球上的钟较快，C 正确，D 错误．例3 地面上长100 km 的铁路上空有一火箭沿铁路方向以30 km/s 的速度掠过，则火箭上的人看到铁路的长度应该为多少？如果火箭的速度达到0.6c ，则火箭上的人看到的铁路的长度又是多少？ 答案 100 km 80 km解析 当火箭速度较低时，长度基本不变，还是100 km.当火箭的速度达到0.6c 时，由相对论长度公式l ＝l 01－(vc)2，代入相应的数据解得l ＝100×1－0.62 km ＝80 km.[学科素养] 例2、例3考查了学生对时间和空间的相对性的了解程度，体现了“物理观念”的学科素养．又通过题目中的相对论效应，让学生体会到相对论的建立对人类认识世界的影响，体现了“科学态度与责任”的学科素养.1．(经典相对性原理)以下说法中正确的是()A．经典物理中的速度合成公式在任何情况下都是适用的B．经典物理规律也适用于高速运动的物体C．力学规律在一个静止的参考系和一个匀速运动的参考系中是不等价的D．力学规律在任何惯性系里都是等价的答案 D解析在所有惯性系中，一切力学规律都是等价的，故D正确，C错误；经典物理规律是狭义相对论在低速状态下的一个近似，所以经典物理规律只适用于低速运动的物体，而经典物理中的速度合成公式也只适用于低速情况，故A、B均错误．2．(狭义相对论)(多选)下面说法正确的是()A．在以11 000c竖直方向升空的火箭上向前发出的光，对地速度一定比c大B．在以11 000c竖直方向升空的火箭上向后发出的光，对地速度一定比c小C．在以11 000c竖直方向升空的火箭上沿水平方向发出的光对地速度为cD．在以11 000c竖直方向升空的火箭上向任一方向发出的光对地速度都为c答案CD解析根据狭义相对论的基本假设——光速不变原理可知：真空中的光速相对于火箭的速度为c，相对于地面的速度也为c，即对不同的惯性参考系光速是相同的，因此C、D正确，A、B错误．3．(空间的相对性)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图1所示)．从相对S系沿x轴方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得此正方形的图形是()图1答案 C解析从相对S系沿x轴方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察S系中的正方形，根据相对论效应可知，沿x轴方向正方形的边长缩短，而沿y轴方向正方形边长没有改变，则其形状变成长方形，故C正确，A、B、D错误．4．(时间的相对性)如图2所示，A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在以速度v B和v C朝同一方向飞行的两枚火箭上，且v B＜v C.地面上的观察者认为哪个时钟走得最慢？哪个时钟走得最快？图2答案 C 时钟走得最慢 地面上的时钟走得最快解析 根据公式Δt ＝Δτ1－⎝⎛⎭⎫v c 2可知，相对于观察者的速度v 越大，其上的时间进程越慢，地面上的观察者认为C 钟走得最慢，因为它相对于观察者的速度最大；由Δt ＝Δτ1－(v c )2知Δτ<Δt ，故地面上的时钟走得最快.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AC2．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1A．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 ＝l 01－(v c)2可知两处的人都感觉l ＜l 0，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2A ．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 ＝Δτ1－(v c )2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3A ．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.。