2021-2022学年沪科版选修3-4 第5章新时空观的确立 章末综合检测2（解析版）

1、2021-2022学年沪科版选修3-4第5章新时空观确实立章末综合检测1 （解析版）1.（多项选择）关于质量和长度，以下说法中正确的选项是（）A.物体的质量与位置、运动状态无任何关系，是物体本身的属性B.物体的质量与位置、运动状态有关，只是在速度较小的情况下，其影响可忽略不计C.物体的长度与运动状态无关，是物体本身的属性D.物体的长度与运动状态有关，只是在速度较小的情况下，其影响可忽略不计答案BD解析 由相对论原理可知B、D正确.如图2所示，假设一辆由超强力电池供电的摩托车和一辆普通有轨电车，都被加速到接 近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大（）图2A.摩托车B.有轨电车C

2、.两者都增加D.都不增加答案B解析 在相对论中普遍存在一种误解，即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大；当速 度接近光速时，质量要趋于无穷大.其实物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候, 而不一定是增加速度的时候.对有轨电车，能量通过导线从发电厂源源不断输入，而摩托车 的能源却是它自己带的.有能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车.能 量对应于质量，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度增加 而增大.3.火箭以m的速度飞离地球，在火箭上向地球发射一束高能粒子，粒子相对地球的速度为 5下，其运动方向与火箭的运动方向相反.那么粒子相对火箭的速度大小为

3、（）7 cA. -cB.-5535 5c,而必诂答案C阡/4 1。+解析由=可得一二。= TOC o 1-5 h z vu53,1 +-二 CUc51+2-解得=一行小负号说明与/方向相反. 力I. 一个以2义n)/s的速度运动着的球，半径为4试分析静止着的人观察球会是什么样 的形状？答案 长轴为2劣短轴为a的椭球体解析 由长度的相对公式，有/=/ 小一,丫一定，球沿运动方向上的长度减小，1= 213/1一(力2=24/1一(短带)2=8垂直于球运动方向，球的长度不变为2a.因此静 止的人观察球的形状会是长轴为2a,短轴为a的椭球体.电子的静止质量汲=9. 11X1()71 kg.试用焦耳和电

4、子伏为单位来表示电子的静质能.静止电子经过10 V电压加速后，其质量和速率各是多少？答案 (1)8.2X10 J 0.51 MeV(2)汲。解析(1)由质能关系得&=ic=9. 11X1O-31X (3X108)2 J_148.2X10-14= 8.2X10 14 J/ eV = 0.51 MeV.1. o X 10结果说明速度已非常大，所以由勿结果说明速度已非常大，所以由勿结果说明速度已非常大，所以由勿(2)由能量关系得 eU= mnh) c ,解得 m=呼+仆=上 61:；kg+9. 11 X IO-31 kg= 2. 69X1O_30 kg=.结果说明速度已非常大，所以由勿=解得V 26

5、.某列长为100 m的火车，假设以1/=2.7*1088人的速度做匀速直线运动，那么对地面上的观察者来说其长度缩短了多少?答案56. 4 m解析 根据公式/=/5知,长度缩短了M=r -i=r i-M=r -i=r i-M=r -i=r i-M=r -i=r i-代入数据可得A 7=56. 4 m.7.设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以。的速率向东飞行，5. 0 s后该飞船将与一个以 。的速率向西飞行的彗星相碰撞.试问：(1)飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动？从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线，以防止与彗星碰撞？答案(1)。(2)4.0 s解析(1)取地球为S系，飞船为S系，向东为x轴正向.那么S系相对S系的速度/=一c,彗星相对S系的速度必=c由相对论速度变换公式可求得慧星相对飞船的速率屋V- Uy=二=一即彗星以C的速率向飞船靠近.1+当C(2)把友=0时的飞船状态视为一个事件，把飞船与彗星相碰视为第二个事件.这两个 事件都发生在系中的同一地点(即飞船上)，地球上的观察者测得这两个事件的时间间隔一A，A