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2018-2019學(xué)年高中物理第十五章相對論簡介第3-4節(jié)狹義相對論的其他結(jié)論廣義相對論簡介練習(xí)含解析新人教版選修3 .docx

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3　狹義相對論的其他結(jié)論　4　廣義相對論簡介 (30分鐘) 1. 如果你以接近于光速的速度朝一星體飛行(如圖),你是否可以根據(jù)下述變化發(fā)覺自己是在運動(　　) A.你的質(zhì)量在增加 B.你的心臟跳動在慢下來 C.你在變小 D.你永遠不能由自身的變化知道你的速度解析：根據(jù)廣義相對論的幾個結(jié)論,可知選項D正確。答案：D 2.在高速運動的火車上,設(shè)車對地面的速度為v,車上的人以速度u沿著火車前進的方向相對火車運動,那么他相對地面的速度u與u+v的關(guān)系是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.u=u+v B.uu+v D.以上均不正確解析：由相對論速度變換公式知選項B正確。答案：B 3.下列問題需要用相對論來進行解釋的是(　　) A.嫦娥三號的運行軌跡的計算 B.噴氣式飛機的空中運行 C.人造太陽的反應(yīng)過程 D.紅矮星的演變過程解析：凡是高速、微觀、強引力問題都需要用相對論來進行解釋;C選項中的過程屬于微觀的情況,D選項中的過程屬于強引力的情況。答案：CD 4.廣義相對論的兩個基本原理是指(　　) A.光速不變原理 B.廣義相對性原理 C.等效原理 D.同時的相對性解析：廣義相對論的兩個基本原理是廣義相對性原理和等效原理,故選項B、C正確。答案：BC 5.對于公式m=m01-vc2,下列說法正確的是(　　) A.公式中的m0是物體以速度v運動時的質(zhì)量 B.當(dāng)物體運動速度v>0時,物體的質(zhì)量m>m0,即物體的質(zhì)量改變了,故經(jīng)典力學(xué)不適用 C.當(dāng)物體以較小的速度運動時,質(zhì)量變化十分微弱,經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用,只有當(dāng)物體以接近光速運動時,質(zhì)量變化才明顯,故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運動,而不適用于高速運動 D.通常由于物體的速度太小,質(zhì)量的變化引不起我們的感覺,在分析地球上物體的運動時,不必考慮質(zhì)量變化解析：公式中的m0是物體靜止時的質(zhì)量,選項A錯誤;在v遠小于光速時,一些質(zhì)量的變化不明顯,經(jīng)典力學(xué)依然成立,選項B錯誤而C、D正確。答案：CD 6.下列關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程的說法,正確的是(　　) A.只有運動的物體才具有質(zhì)能,靜止的物體沒有質(zhì)能 B.一定的質(zhì)量總是和一定的能量相對應(yīng) C.E=mc2中能量E其實就是物體的內(nèi)能 D.由ΔE=Δmc2知質(zhì)量與能量可以相互轉(zhuǎn)化解析：E=mc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對應(yīng)的關(guān)系,物體吸收或放出能量,則對應(yīng)的質(zhì)量會增加或減少,質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化。故選項B正確,D錯誤;靜止的物體也具有能量,稱為靜質(zhì)能E0,E0=m0c2,m0叫作靜質(zhì)量;E=mc2中的能量E包括靜質(zhì)能E0和動能Ek,而非物體的內(nèi)能,故選項A、C錯誤。答案：B 7.在日常生活中,我們并沒有發(fā)現(xiàn)物體的質(zhì)量隨物體運動速度變化而變化,其原因是(　　) A.運動中的物體,其質(zhì)量無法稱量 B.物體的速度遠小于光速,質(zhì)量變化極小 C.物體的質(zhì)量太大 D.物體質(zhì)量并不隨速度變化而變化解析：根據(jù)狹義相對論m=m01-v2c2可知,在宏觀物體的運動中,v?c,所以m變化不大,而不是因質(zhì)量太大或無法測量。答案：B 8.一個物體靜止時質(zhì)量為m0,能量為E0;速度為v時,質(zhì)量為m,能量為E,動能為Ek,下列說法正確的是(　　) A.物體速度為v時的能量為E=mc2 B.物體速度為v時的能量為E=mv2 C.物體靜止時能量E0=m0c2 D.物體速度為v時的動能Ek=mc2 E.物體速度為v時的動能Ek=(m-m0)c2 解析：由愛因斯坦質(zhì)能方程可知,物體速度為v時的能量E=mc2,選項A正確,B錯誤;物體靜止時能量E0=m0c2,C正確;物體速度為v時的動能Ek=mc2-m0c2=(m-m0)c2,選項D錯誤,E正確。答案：ACE 9.導(dǎo)學(xué)號73884159地球以3104 m/s的速度繞太陽公轉(zhuǎn)時,它的質(zhì)量增大到靜止質(zhì)量的多少倍?如果物體的速度達到0.8c(c為真空中的光速),它的質(zhì)量增大到靜止質(zhì)量的多少倍? 解析：根據(jù)狹義相對論的質(zhì)量公式 m=m01-v2c2, 可得地球以3104 m/s的速度繞太陽公轉(zhuǎn)時,它的質(zhì)量為m地=m地01-v2c2=m地01-310431082 ≈1.000 000 005m地0, 即增大到靜止質(zhì)量的1.000 000 005倍。物體的速度達到0.8c時,它的質(zhì)量為 m=m地01-v2c2=m地01-(0.8c)2c2≈1.666 666 667m地0, 即增大到靜止質(zhì)量的1.666 666 667倍。答案：1.000 000 005　1.666 666 667 10.電子靜止時質(zhì)量為9.110-31 kg,被加速器加速后,其能量為1.28109 eV,問加速后電子的質(zhì)量是多少?是靜止質(zhì)量的多少倍? 解析：由E=mc2可得 m=Ec2=1.281091.610-19(3108)2 kg ≈2.2810-27 kg 所以mm0=2.2810-279.110-31≈2 505。答案：2.2810-27 kg　2 505倍

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