2023粤教版新教材高中物理必修第二册同步练习--第二节　相对论时空观.docxVIP

第五章　牛顿力学的局限性与相对论初步 第二节　相对论时空观 基础过关练 　　　　　 　　　　 　　　　 题组一　狭义相对论的基本假设 1.(2021江苏淮安期末)如图所示,观察者乙乘坐速度为0.8c(c为光在真空中的速度)的列车追赶其正前方的观察者甲,甲乘坐的飞行器速度为0.5c。乙用列车车厢里的光源发出一束光和甲进行联络,由狭义相对论可知,甲和乙观测到该光束的传播速度分别为(　　) A.0.2c,c B.0.3c,0.2c C.c,c D.1.3c,0.3c 题组二　时空相对性 2.(2022江苏东海期中)如图所示,一列火车以速度v相对地面运动。如果地面上的人测得某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁,那么按照火车上人的测量,闪光(　　) A.先到达前壁 B.先到达后壁 C.同时到达前后壁 D.无法确定 题组三　时间延缓 3.(多选)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慢 B.飞船上的人观测到飞船上的钟较快 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 题组四　长度收缩 4.一张正方形宣传画,边长为5 m,平行贴于铁路旁的广告牌上,如图所示,假设一高速列车以0.6c速度驶过,在司机看来,宣传画是(　　) A.长4 m、高5 m的长方形 B.长6.25 m、高5 m的长方形 C.4 m×4 m的正方形 D.长5 m、高4 m的长方形 题组五　时空弯曲 5.2017年10月16日,全球多国科学家同步举行新闻发布会,宣布人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波,并同时“看到”这一壮观宇宙事件发出的电磁信号。在物理学中,引力波是指时空弯曲中的涟漪,通过波的形式从辐射源向外传播,这种波以引力辐射的形式传输能量。这一重大发现验证的科学理论是(　　) A.经典力学 B.量子理论 C.狭义相对论 D.广义相对论答案与分层梯度式解析 第五章　牛顿力学的局限性与相对论初步 第二节　相对论时空观 基础过关练 1.C　根据爱因斯坦狭义相对论知,在任何参考系中,光速不变,即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变,所以甲和乙观测到该光束的传播速度均为c,选项A、B、D错误,C正确。 2.A　地面上的人以地面为参考系,光向前、向后传播的速度相等,某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁,向前传播的路程与向后传播的路程相同,由于火车向前运动,所以光源到火车的前壁的距离小,车厢中的人认为,车厢是个惯性系,光向前、向后传播的速度相等,光源到火车前面的距离小,闪光先到达前壁,B、C、D错误,A正确。 3.BC　飞船上的人是以飞船为参考系,故地球是高速运动的,根据爱因斯坦相对论可知“时间延缓”,即飞船上的人观测到地球上的钟较慢,即飞船上的人观测到飞船上的钟较快,选项A错误,B正确;地球上的人以地球为参考系,认为飞船高速运动,同样根据爱因斯坦相对论可知“时间延缓”,飞船上的钟较慢,故地球上的人观测到地球上的钟较快,选项C正确,D错误。 4.A　正方形宣传画,边长为5 m,一超高速列车以0.6c的速度接近宣传画,根据相对论效应可得沿列车运动方向宣传画长度l=l01?v2c2=5×1?(0.6c)2c2 m=4 m,可知司机看来宣传画变成长4 m、高5 m的长方形, 5.D　从材料中的“引力波”和“时空弯曲”等内容可知,材料反映的科学理论是爱因斯坦的广义相对论,选项D正确。经典力学、量子理论和狭义相对论的内容与材料内容不符,选项A、B、C错误。