《长度的相对性》长度的相对性

1单选题

根据相对论，下列说法正确的是（　　）

在不同的惯性参考系中，物理定律的数学形式是不同的

真空中的光速在不同惯性参考系中不相同的

一条沿身长度方向高速运动的杆子，其长度与静止时不同

一条沿垂直于自身长度的方向高速运动杆子，其长度与静止时不同

题目答案

答案解析

分析：

解题要掌握以下知识：1、物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．　2、长度的相对性：l=l_0$\sqrt {}$，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； 3、时间间隔的相对性：△t=$\frac {△σ}{$\sqrt {}$}$．时间延缓效应：在静止系中，同一地点发生的两事件的时间间隔称为固有时间，即τ．相对于物理事件运动的惯性系中测得两事件的时间间隔比固有时间长．

解答：

解：A、根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，物理定律的数学形式是相同的．所以A错误．B、根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的．故B错误．C、根据狭义相对论的相对性原理，一条沿身长度方向高速运动的杆子，其长度与静止时不同．故C正确．D、根据狭义相对论的相对性原理，一条沿身长度方向高速运动的杆子，其长度与静止时不同，但沿垂直于自身长度的方向高速运动杆子，其长度与静止时相同．故D错误．故选：C

点评：

考查相对论的内容应用，掌握时间变慢，长度缩短(注意要沿着运动方向)，并理解相对论与经典理论的区别．

2多选题

(多选)根据狭义相对论下列说法正确的是（　　）

在不同惯性参考系中，一切物理规律是相同的

一根竹竿沿着垂直于竹竿方向高速运动时，在地面上的人观察竹竿的长度会缩短

宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船上的时钟变慢了

宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船上的人观察飞船上的时钟变慢了

题目答案

答案解析

分析：

1、狭义相对论的两个基本假设：

①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．　

②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光(在真空中)的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．　

2、狭义相对论的几个基本结论：

①钟慢效应：运动的钟比静止的钟走得慢，而且，运动速度越快，钟走的越慢，接近光速时，钟就几乎停止了；

②尺缩效应：在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点．

③质量变大：质量(或能量)并不是独立的，而是与运动状态相关的，速度越大，质量越大．

解答：

解：A、根据相对性原理，物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．故A正确．

B、根据尺缩效应，在尺子长度方向上运动的尺子比静止的尺子短，尺子若沿垂直于尺子方向高速运动，尺子的长度不会变化．故B错．

C、根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船是在做高速运动，所以飞船上的时钟变慢了．故C正确．

D、根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，飞船的人观察飞船是不运动的，所以飞船上的时钟没有变慢了，正常走时．故D错．

故选AC．

点评：

此题考查狭义相对论的基本假设和几个基本结论，应该记住这几个结论并理解它们．此题属于基础题．

3多选题

(多选)根据爱因斯坦的狭义相对论可知，以下说法错误的是（　　）

在不同的惯性系中，一切物理规律都是相同的

坐在行驶汽车中的乘客观察路边的电线杆之间的距离比地面上相对静止的人观察的距离小

在任何惯性系中，光在真空中沿任意方向的传播速度都相同

狭义相对论任何情况下都适用

题目答案

答案解析

分析：

狭义相对论的两个基本假设是：光速不变原理和相对性原理；根据相对论，有运动延迟效应和长度缩短效应；在任何惯性系中，光速不变原理；

解答：

解：AC、狭义相对论的两个基本假设是：光速不变原理和相对性原理；即在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；在相对论中，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，故AC正确．

B、坐在行驶汽车中的乘客观察路边的电线杆之间的距离与地面上相对静止的人观察的距离相等，只有达到光速时，在速度方向长度才会缩短．故B错误．

D、狭义相对论只在非引力场条件下成立，而广义相对论在任何情况下都适用．故D错误．

本题选择错误的，故选：BD．

点评：

本题关键熟悉狭义相对论的基本假设和几个常用的相对论效应的规律，注意速度达到光速，且在速度方向长度才会缩短，且理解光速不变原理的内容．

4单选题

假如有一只火箭从“辽宁舰”上空沿“辽宁舰”的中轴线高速飞过，从火箭的角度观察，“辽宁舰”(　　)

变宽了

变窄了

变长了

变短了

题目答案

答案解析

分析：

本题考查相对论中的相对性的应用，要明确当两物体相对高速运动时，看到对方的长度均减小．

解答：

解：由于辽宁舰相对地火箭高速运动，故根据相对论原理可知，火箭上的人看到“辽宁舰”变短；但横向的宽度没有变化；

故选：D．

点评：

本题考查相对论的应用，对于相对论要注意参考系所起的作用，同时牢记相关结论．

5单选题

下列说法中正确的是（　　）

牛顿发现了万有引力定律，并测出了万有引力常量

由空气进入水中传播时，电磁波的波长变短，声波的波长变长

红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线

在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭明显变短了

题目答案

答案解析

分析：

本题根据物理学史和物理学常识进行答题．知道电磁波在真空中传播速度最大．波速公式v=λf．红外线的显著作用是热作用．

解答：

解：A、牛顿总结出了万有引力定律，但并没有测出引力常量，是卡文迪许测出了万有引力常量．故A错误．

B、由空气进入水中传播时，频率不变，波速变大，由公式v=λf，知电磁波的波长变短．声波的波速变大，频率不变，波长变大，故B正确．

C、红外线的显著作用是热作用，一切物体都在不停辐射红外线，故C错误．

D、在地面附近有一高速飞过的火箭，根据爱因斯坦相对论可知，地面上的人观察到火箭变短了，但不明显，故D错误．

故选：B．

点评：

本题考查了一些物理学概念或物理学史，对物理学史要与主干知识一起学习，加强记忆．

6单选题

下列说法中正确的是（　　）

机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，这是因为它们都可以在真空中传播

变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场

站在地面上的人观察一根相对地面沿杆长方向高速运动的杆，他发现杆的长度比静止时的长度小

狭义相对论的两个假设之一是真空中的光速在不同惯性参考系中是不相同的

题目答案

答案解析

分析：

电磁波和机械波都都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，这是波的特有现象．由电磁场的产生可知磁场与电场的关系．

由相对论的内容可知杆的长度变化；狭义相对论的两个基本假设：

①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．　

②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光(在真空中)的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．

解答：

解；A、电磁波和机械波都都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，这是波的特有现象．机械波的传播需要介质，在真空中不能传播，故A错误

B、均匀变化的电场产生恒定的磁场，只有周期性变化的电场才能形成周期性变化的磁场，故B错误；

C、站在地面上的人观察一根相对地面沿杆长方向高速运动的杆，他发现杆的长度比静止时的长度小，故C正确

D、狭义相对论的两个基本假设：

①物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．　

②在所有的惯性系中，光在真空中的传播速率具有相同的值C．这叫光速不变原理．它告诉我们光(在真空中)的速度c是恒定的，它不依赖于发光物体的运动速度．故D错误

故选C．

点评：

本题考查生活中的一些现象，在学习中要注意用学过的物理规律进行解释说明．

7单选题

下列说法正确的是（　　）

狭义相对论的长度变化公式为：l=l_0$\sqrt {}$

1pF=10_C/V

物体做受迫振动时，振动周期由物体的固有周期决定

传感器通常是把被测的电信息，按一定的规律转化为与之对应的非电信息的器件

题目答案

答案解析

分析：

根据相对论的尺缩效应解释长度的变化；根据法拉与皮法的单位换算的关系分析；当做受迫振动时周期为驱动力的频率；当驱动力的频率等于固有频率时，物体达共振；传感器把非电学量转化为电学量．

解答：

解：A、爱因斯坦狭义相对论的基本结论之一是运动物体长度会收缩，即l=l_0$\sqrt {}$，它是因时空条件不同而引起的观测效应．故A正确；

B、1pF=10_F=10_C/V．故B错误；

C、物体做受迫振动时的周期等于驱动力的周期．故C错误；

D、传感器通常是把被测的非电信息，按一定的规律转化为与之对应的电信息的器件．故D错误．

故选：A

点评：

该题考查到四个不相干的知识点的内容，但都是一些记忆性的知识点的内容，多加积累是做好这一类的题目关键．

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《长度的相对性》长度的相对性

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