基础夯实
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 答案：D
解析：狭义相对论适用于惯性系之间的时空理论。 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l0
D．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
答案：C
解析：若杆沿垂直于自身长度的方向运动，它的长度将不变。 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．0.6c C．0.8c D．0.9c
答案：C 解析：由Δt′＝Δt?v?2
1－??得，3＝5?c?
?v?2
1－??，解得v＝0.8c。 ?c?
4．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vA>vB，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 答案：BD 解析：由l＝l0?v?2
1－??(其中l0是相对足球场静止时的长度)，?c?
可以看出，速度越大，“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。
5．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
答案：ABCD
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均正确。
6．以速度v绕地球旋转的人造卫星，它的时间Δt′和地球上同时测量的时间Δt关系是____________________；卫星上的长度l′，在地球上测量的长度是____________________。
答案：Δt＝
Δt′v1－??2
c
l＝l′
v21－??。
c
7.如图所示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器，今使光源发出一闪光，问：
(1)在地面参考系中观测，谁先接收到光信号？
(2)在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测，谁先接收到光信号？
答案：(1)同时收到 (2)B先收到
解析：(1)因光源离A、B两点等距，光向A、B两点传播速度相等，则光到达A、B两点所需要的时间相等，即在地面参考系中观测，两接收器同时收到光信号。(2)对于火车参考系来说，光源和A、B两→方向运动，当光源发出的光向A、B传播时，A和B接收器都沿BA
都沿BA方向运动了一段距离到达A′和B′。如图所示，所以光到达A′的距离更长，到达B′的距离更短。所以B比A先收到信号。
8．一支静止时长30 m的火箭以3 km/s的速度从观察者的身边掠过，观察者测得火箭的长度应为多少？火箭上的人测得火箭的长度应为多少？如果火箭的速度为光速的二分之一呢？
答案：30 m 30 m 26 m 30m
解析：火箭相对于火箭上的人是静止的，所以不管火箭的速度是多少，火箭上人测得的火箭长度与静止时相同，为l＝30 m，如果火箭的速度是v＝3×103m/s，地面观察者测得的火箭长为l′＝l?v?2
1－??＝30×?c?
?3×103?21－?8?m≈30m。 ?3×10?
?v?231－??＝30×m?c?2
当火箭的速度为光速的二分之一时，l″＝l＝26m。
能力提升
1．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，你认为这木杆是平着落到了
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 答案：AC
解析：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。
2．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
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
