← Вернуться в журнал

Готовые ответы

Проверено

Основы специальной теории относительности

Все задания собраны по порядку. Правильные варианты выделены — можно быстро свериться и разобрать ошибки.

11 заданийОтветы отмеченыПо порядку теста
01

Несколько вариантов

Задание 1 из 11

Какие утверждения о движении релятивистской частицы противоречат классическим законам механики?

Варианты ответаВерных вариантов: 2
Относительная скорость частиц, движущихся навстречу друг другу, меньше суммы значений этих скоростей.Верно
Движение с ускорением приводит к равномерному увеличению импульса тела в инерциальной системе отсчёта.
Импульс частицы прямо пропорционален скорости её движения.
Существуют ИСО, в которых продольный и поперечный размеры шарообразной частицы могут отличаться друг от друга.Верно
Существуют ИСО, в которых полная энергия частицы равна нулю.
02

Числовой ответ

Задание 2 из 11

Определите энергию покоя частицы. Быстрый нейтрон движется в вакууме со скоростью 0,850{,}85 с. Чему равна энергия покоя нейтрона? Массу покоящегося нейтрона примите равной 1,6710271{,}67⋅10^{-27} кг. \ поле ответа 1 1010⋅10^{-10} Дж

Правильный ответЧисловое значение
1,5
Показать объяснение

Используйте формулу Эйнштейна для определения энергии покоя.

03

Один вариант

Задание 3 из 11

Сравните результаты эксперимента, проводимого в различных ИСО. Программа космического полёта предусматривает проведение физических экспериментов. Как будут отличаться результаты эксперимента по исследованию взаимодействия электрических зарядов, проводимого на Земле и в космическом корабле в то время, когда он движется относительно Земли с постоянной скоростью? Экспериментальные установки на корабле и в земной лаборатории одинаковы.

Варианты ответаПравильный вариант отмечен
Результаты опытов будут сильно отличаться.
Результаты эксперимента не будут отличаться.Верно
Результаты опытов будут зависеть от скорости космического корабля относительно Земли.
Результаты опытов будут зависеть от направления движения космического корабля относительно Земли.
Результаты эксперимента будут мало отличаться.
04

Один вариант

Задание 4 из 11

Оцените возможные размеры объекта в различных ИСО. Стержень длиной 22 см покоится в некоторой инерциальной системе отсчёта. В другой инерциальной системе отсчёта его длина может стать равной…

Варианты ответаПравильный вариант отмечен
23 см.
бесконечности.
любой.
20 см.Верно
05

Числовой ответ

Задание 5 из 11

Определите время разлёта частиц. Две микрочастицы, рождённые в результате ядерного превращения, летят из одной точки в противоположных направлениях со скоростями относительно лабораторной установки 0,720{,}72 c. \ Через какое время они удалятся друг от друга на расстояние s=270s = 270 м? \ поле ответа 1 мкс

Правильный ответЧисловое значение
0,63
Показать объяснение

В данном случае, поскольку нас интересует скорость удаления частиц друг от друга в лабораторной системе отсчёта, нужно использовать классическое сложение скоростей, так как мы рассматриваем их движение относительно лаборатории, а не друг друга. Используйте эту скорость для нахождения времени.

06

Один вариант

Задание 6 из 11

Найдите кинетическую энергию релятивистской частицы. Какова кинетическая энергия позитрона, если его полная энергия в 2,72{,}7 раза больше энергии покоя? Масса покоя позитрона — mпозm_{поз}

Варианты ответаПравильный вариант отмечен
7,29mпозc27{,}29m_{поз} ⋅c^2
2,7mпозc22{,}7m_{поз} ⋅c^2
mпозc2m_{поз} ⋅c^2
0,37mпозc20{,}37m_{поз} ⋅c^2
1,7mпозc21{,}7m_{поз} ⋅c^2Верно
07

Числовой ответ

Задание 7 из 11

Определите время распада π+-мезона. π+π^+-мезоны (пионы) представляют собой нестабильные частицы, имеющие в собственной системе отсчёта среднее время жизни τ0=26τ_0 = 26 нс. Через какое время распадётся π+π^+-мезон по часам в системе отсчёта, относительно которой он движется со скоростью 0,90{,}9 с? \ поле ответа 1 нс

Правильный ответЧисловое значение
60
Показать объяснение

Воспользуйтесь формулой СТО для замедления времени.

08

Один вариант

Задание 8 из 11

Определите относительную скорость фотонов. Два сверхзвуковых самолёта движутся с одинаковыми скоростями u на взаимно перпендикулярных курсах. Определите относительную скорость фотонов, испускаемых их сигнальными установками в направлении движения.image.pngОткрыть изображение ↗

Варианты ответаПравильный вариант отмечен
2(u+c)\sqrt{2} (u+c)
2(u+c)2(u+c)
cВерно
c+2uc + \sqrt{2} u
c2uc - \sqrt{2} u
09

Числовой ответ

Задание 9 из 11

Определите длительность космического полёта для земных наблюдателей. Космонавты в корабле, движущемся со скоростью 2,11052{,}1⋅10^5 км/с относительно Земли, зафиксировали время полёта до планеты — 2,52{,}5 года. Сколько времени длился полёт по данным Центра управления полётами на Земле? \ поле ответа 1 лет/года

Правильный ответЧисловое значение
3,5
Показать объяснение

Вспомните формулу, из которой следует, что часы, движущиеся относительно ИСО, идут медленнее неподвижных часов и показывают меньший промежуток времени между событиями (замедление времени).

10

Несколько вариантов

Задание 10 из 11

Сравните размеры и скорости объектов в различных ИСО. Две спицы, длины которых относятся как L1L2=1,5\frac{L_1}{L_2} = 1{,}5 (в системах, где они покоятся), кажутся неподвижному наблюдателю одинаковой длины. Выберите все верные утверждения.

Варианты ответаВерных вариантов: 2
Если посадить другого наблюдателя на одну из спиц, то для него габариты неподвижного наблюдателя покажутся больше, чем на самом деле.
Значение кажущейся длины спиц примерно равно 0,75L10{,}75L_1.
Кажущаяся наблюдателю длина обеих спиц меньше, чем их собственная длина.Верно
Скорость второй спицы меньше, чем первой.Верно
При движении со скоростями, близкими к скорости света, продольный размер всех предметов (в направлении движения) сокращается, а поперечный — возрастает.
11

Соответствие

Задание 11 из 11

Установите соответствие между физическими величинами, описывающими движение релятивистской частицы, и выражающими их формулами.

Правильные соответствияПар: 4
Левая часть: Ответ в виде изображенияОткрыть изображение ↗
Соответствует: Энергия покоя
Левая часть: Ответ в виде изображенияОткрыть изображение ↗
Соответствует: Полная энергия
Левая часть: Ответ в виде изображенияОткрыть изображение ↗
Соответствует: Кинетическая энергия
Левая часть: Ответ в виде изображенияОткрыть изображение ↗
Соответствует: Модуль импульса
Вернуться в журнал11 класс · III четверть · 23 неделя