高中物理粤教版 (2019)必修第二册第二节相对论时空观当堂检测题

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这是一份高中物理粤教版 (2019)必修第二册第二节相对论时空观当堂检测题，共5页。试卷主要包含了如图所示,观察者乙乘坐速度为0，2c等内容，欢迎下载使用。

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江苏淮安高二期末)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.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,列车上的观测者测定A、C两塔被照亮的顺序是 (　　)

A.同时被照亮 B.A先被照亮

C.C先被照亮 D.无法判断

3.如图所示,一列火车相对地面运动,地面上的人测得光源发出的闪光同时到达车厢的前壁和后壁。按照火车上的人测量,闪光先到火车的　　　　(填“前壁”或“后壁” )。

题组三　时间延缓

4.如图所示,有三个完全相同的时钟,时钟A放在地面上,时钟B、C分别放在两个火箭上,两个火箭分别以速度vB和vC朝同一方向飞行,vB<vC,对于地面上的观察者来说,以下说法中正确的是 (　　)

A.时钟A走得最慢 B.时钟B走得最慢

C.时钟C走得最慢 D.时钟C走得最快

5.(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

6.一列火车以接近光速的速度从我们身边飞驰而过,我们会感到车厢、车窗变短了,而车厢、车窗的高度没有变化,那么车厢内的人看到的路旁的电线杆间距将会 (　　)

A.变窄 B.变宽

C.不变 D.都有可能

7.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像是 (　　)

题组五　时空弯曲

8.2017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

答案全解全析

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.C　列车上的观察者看到的是由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的反射光先到达列车上的观察者处,看到C先被照亮,选项C正确。

3.答案　前壁

解析　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,所以光源与火车的前壁距离小;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,点光源与火车的前壁的距离小,闪光先到达前壁。

4.C　A放在地面上,在地面上的人看来,A钟没有变化,B、C两钟放在两个火箭上,根据爱因斯坦相对论可知,B、C变慢,由于vB<vC,C钟比B钟更慢,所以A钟最快,C钟最慢,选项C正确。

5.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。