鲁科版（2019）物理必修第二册《第五章科学进步无止境》章末练习

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1、 第5章 科学进步无止境 同步练习一、基础巩固1.(多选)黑洞是质量非常大的天体,由于质量很大,引起了其周围的时空弯曲,从地球上观察,我们看到漆黑一片,那么关于黑洞,你认为正确的是( )A.内部也是漆黑一片,没有任何光B.内部的光由于引力的作用发生弯曲,不能从黑洞中射出C.如果有一个小的星体经过黑洞,将会被吸引进去D.人类还没有发现黑洞存在的证据2.假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行,其内站立着一个中等身材的人,站在路旁的人观察车里的人,观察的结果是( )A.这个人身体变高B.这个人身体变矮C.这个人身体变胖D.这个人身体变瘦3.关于爱因斯坦质能关系式,下列说法正确的是( )A.E=mc

2、2中的E是物体以光速c运动的动能B.E=mc2是物体的核能C.E=mc2是物体各种形式能的总和D.由E=mc2知,在核反应中,亏损的质量m与放出的能量E存在正比关系4.(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快B.飞船上的人观测到飞船上的钟较慢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5.某物体的速度使其质量增加10%,则此物体在其运动方向上其长度缩短了( )A.10%B.90%C.1011D.1116.一支静止时长l的火箭以v的速度从观察者的身边飞过。(1)火

3、箭上的人测得火箭的长度应为。(2)观察者测得火箭的长度应为。(3)如果火箭的速度为光速的二分之一,观察者测得火箭的长度应为。二、能力提升7.惯性系S中有一边长为l的正方形(如下图所示),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( )8.A、B两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处,vAvB,在火箭A上的人观察到的结果正确的是( )A.火箭A上的时钟走得最快B.地面上的时钟走得最快C.火箭B上的时钟走得最快D.火箭B上的时钟走得最慢9.半人马星座星是离太阳系最近的恒星,它距地球为4.31016m。设有一宇宙飞船自地球往返于半人马星座星之间。(1)地球上的人测得宇宙飞船的速

4、率为0.999c,按地球上时钟计算,飞船往返一次需要时间为s。(2)如以飞船上时钟计算,往返一次的时间为s。10.在静止系中的正立方体每边长L0,另一坐标系以相对速度v平行于正立方体的一边运动。问在后一坐标系中的观察者测得的立方体体积是多少?参考答案一、基础巩固1.答案：BC解析：黑洞之所以黑是因为光不能从其中射出,而不是内部没有光线,由于引力的作用,其光线弯曲程度很大,不能射出,因此内部应有光,A错误,B正确;当有一个小的星体经过黑洞时,由于黑洞质量很大,对小星体有很强大的万有引力,会把小星体吸引进去,C正确;人类已经发现黑洞存在的证明,D错误。2.答案：D解析：由公式l=l01-(vc)2

5、可知,在运动方向上,人的宽度要减小,在垂直于运动方向上,人的高度不变,故D正确。3.答案：D解析：爱因斯坦的质能关系E=mc2,只是说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系。物体的质量增大了,能量也增大;质量减小了,能量也减小。选项D正确。4.答案：AC解析：飞船上的人观察钟表时,是以飞船为参考系,看到地球上的钟表在高速运动,观察到地球上的钟慢,即飞船上的钟快,选项A正确,B错误;同理,地球上的人是以地球为参考系,观察结果是地球上的钟快,即飞船上的钟慢,选项C正确,D错误。5.答案：D解析：由质速关系得m=m01-(vc)2得m0m=1-v2c2=100110,又根据长度收缩效应公

6、式知l=l01-(vc)2,所以l=100110l0,l=l0-l=10110l0。故ll0=10110=111,选项D正确。6.答案：(1)l(2)l1-(vc)2(3)32l解析：(1)火箭上的人测得的火箭长度与火箭静止时测得的长度相同,即为l。(2)火箭外面的观察者看火箭时,有相对速度v,测量长度将变短,由相对论长度收缩效应公式知l=l1-(vc)2,其中c为真空中的光速。(3)将v=c2代入长度收缩效应公式得l=32l。二、能力提升7.答案：C解析：由l=l01-(vc)2可知沿速度方向,即x轴方向的长度变短了,而垂直于速度方向,即y轴上的边长不变,故C对。8.答案：A解析：在火箭A上的人看来,地面和火箭B