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）.docx

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.2 .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.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 53 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（）47 cA. -cB.-5535 5c,•而必诂答案C阡/4 1。

〃’解析由〃=可得一二——vu53,1 +—-二 CUc51+2-解得"=一行小负号说明与/方向相反. 力I4 . 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.5 .电子的静止质量汲=9. 11X1()71 kg.⑴试用焦耳和电子伏为单位来表示电子的静质能.⑵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&=i^c=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(2)由能量关系得 eU= {m—nh) c ,解得 m=呼+■仆=上 61:⑹；kg+9. 11 X IO-31 kg= 2. 69X1O_30 kg=®.=解得V 2◎6.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-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？⑵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 t=5. 0 s,根据时钟延缓效应可求出A tr ,由△ t=1=5. 0 s,解得A tr =4. 0行S,即从飞船上的时钟来看，还有4.0 S的时间允许它离开原来的航线.。