人教版选修34狭义相对论的其他结论　广义相对论简介 第1课时 作业.docx

15.3狭义相对论的其他结论_15.4广义相对论简介11905年，爱因斯坦创立了“相对论”，提出了著名的质能方程。下面涉及对质能方程理解的几种说法中正确的是()a若物体能量增大，则它的质量增大b若物体能量增大，则它的质量减小c若核反应过程质量减小，则需吸收能量d若核反应过程质量增大，则会放出能量解析：选a由emc2，若e增大，则m增大；若e减小，则m减小，故a正确、b错；若m减小，则e减小；若m增大，则e增大，故c、d错。2(多选)对于公式m，下列说法中正确的是()a公式中的m0是物体以速度v运动时的质量b当物体运动速度v0时，物体的质量mm0，即物体的质量改变了，故经典力学不适用c当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动d通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化解析：选cd公式中m0是静止质量，m是物体以速度v运动时的质量，a不对；由公式可知，只有当v接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化十分微小，故经典力学仍然适用，故b不对，c、d正确。3已知电子的静止能量为0.511 mev，若电子的动能为0.25 mev，则它所增加的质量m与静止质量m0的比值近似为()a0.1b0.2c0.5 d0.9解析：选c由题意em0c2即m0c20.5111061.61019 jemc2即mc20.251061.61019 j由得0.5，故c正确。4(多选)下列说法中正确的是()a物体的引力使光线弯曲b光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用c在强引力的星球附近，时间进程会变慢d广义相对论可以解释引力红移现象解析：选acd根据广义相对论的几个结论可知，选项a、c、d正确，b错误。5(多选)下列说法中正确的是()a由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星b强引力作用可使光谱线向红端偏移c引力场越强的位置，时间进程越快d由于物质的存在，实际的空间是弯曲的解析：选abd由广义相对论我们知道，物质的引力可以使光线弯曲，使空间弯曲，故选项a、d正确；在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项b正确、c错误。6(多选)以下说法中错误的是()a矮星表面的引力很强b时钟在引力场弱的地方比在引力场强的地方走得快些c在引力场越弱的地方，物体长度越长d在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移解析：选cd因矮星体积很小，质量却不小，所以矮星表面引力很强，故a正确；根据广义相对论的结论可知，引力场越强，时间进程越慢，故b正确，c错误；在引力场强的地方光谱线向红端偏移称为“引力红移”，故d错误。7(多选)广义相对论的两个基本原理是指()a光速不变原理b广义相对性原理c等效原理 d同时的相对性解析：选bc广义相对论的两个基本原理是广义相对性原理和等效原理，故选项b、c正确。8(多选)下列问题需要用相对论来进行解释的是()a“嫦娥一号”的运动轨迹的计算b喷气式飞机的空中运行c人造太阳的反应过程d红矮星的演变过程解析：选cd凡是高速、微观、强引力问题都需要用相对论来进行解释；c选项中的过程属于微观的情况，d选项中的过程属于强引力的情况。9如图1所示，鸡蛋和乒乓球都静止地面上，关于二者所具有的能量关系，下列说法中正确的是()图1a鸡蛋大 b乒乓球大c一样大 d无法进行比较解析：选a物体所具有的能量和其质量有关，根据质能方程，质量越大，所具有的能量越大，所以鸡蛋具有的能量大于乒乓球具有的能量。10在适当的时候，通过仪器可以观察到太阳后面的恒星，这说明星体发出的光()a经太阳时发生了衍射b可以穿透太阳及其他障碍物c在太阳引力场作用下发生了弯曲d经过太阳外的大气层时发生了折射解析：选c根据爱因斯坦的广义相对论可知，光线在太阳引力场作用下发生了弯曲，所以可以在适当的时候(如日全食时)通过仪器观察到太阳后面的恒星，故c正确，a、b、d均错。11下列对爱因斯坦质能方程的理解正确的是()aemc2中能量e其实就是物体的内能b公式emc2适用于任何类型的能量c由emc2知质量与能量可以相互转化demc2不适合用来计算电池中的化学能解析：选bemc2中能量e包括静质能e0和动能ek，而非物体的内能，a错误；emc2也可以计算电池中的化学能，适用于任何类型的能量，b正确，d错误；物体具有的质量与质量对应的能量称为质能，emc2表明质量与能量之间存在一一对应的关系，物体吸收或放出能量，则对应的质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化，c错误。12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()a摩托车 b有轨电车c两者都增加 d都不增加解析：选b对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入有轨电车；而摩托车的能量却是它自己带来的，没有能量从外界输入给摩托车。能量与质量相对应，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的增加而增大，故b选项正确。13以下说法中正确的是()a白矮星表面的引力很强b在引力场弱的地方时钟走得比引力场强的地方快些c引力场越弱的地方，物体的长度越短d在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移答案ab一列火车正以v50 m/s的速度高速行驶，列车内一乘客以相对列车u5 m/s的速度向前跑，站台上的观察者测得该乘客的速度是uvu55 m/s.若列车的速度是0.9c，乘客的速度是0.5c，那么站台上的观察者测得该乘客的速度是0.9c0.5c1.4c吗？答案不是光速c是极限速度14.下列关于爱因斯坦质能方程的说法中，正确的是()a只有运动的物体才具有质能，静止的物体没有质能b一定的质量总是和一定的能量相对应cemc2中能量e其实就是物体的内能d由emc2知质量与能量可以相互转化解析emc2表明质量与能量之间存在一一对应的关系，物体吸收或放出能量，则对应的质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化故选项b正确，d错误静止的物体也具有能量，称为静质能，e0m0c2，m0叫做静质量；emc2中的能量e包括静质能e0和动能ek，而非物体的内能，故选项a、c错误答案b15.现在有一个静止的电子，被电压为107 v的电场加速后，质量增大了多少？其质量为多少？(m09.11031 kg，c3108 m/s)解析由动能定理，加速后电子增加的动能为：ekeu1.61019107 j1.61012 j由ekmc2得电子增加的质量为：m kg1.781029 kg此时电子的质量为：mm0m(9.110311.781029) kg1.8711029 kg.答案1.781029 kg1.8711029 kg16宇航员能否根据“小球的加速下落”判断飞船是静止在一个引力场中，还是正处在一个没有引力场而加速上升的过程中？答案不能17.一粒子以0.05c的速率相对实验室参考系运动此粒子衰变时发射出一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c，电子的速度方向与粒子运动方向相同求电子相对于实验室参考系的速度解析已知v0.05c，u0.8c.由相对论速度变换公式得u，u0.817c.答案0.817c18设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍。则粒子运动时的质量等于其静止质量的多少倍？粒子运动速度是光速的多少倍？解析：依据爱因斯坦的质能方程emc2，宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍，则其质量等于其静止质量的k倍；再由相对论质量公式m得。答案：k19(1)(多选)一个物体静止时质量为m0，能量为e0；速度为v时，质量为m，能量为e，动能为ek，下列说法正确的是()a物体速度为v时的能量为emc2b物体速度为v时的能量为emv2c物体静止时能量e0m0c2d物体速度为v时的动能ekmc2e物体速度为v时的动能ek(mm0)c2(2)地球上一观察者，看见一飞船a以速度为2.5108 m/s从他身边飞过，另一飞船b以速度为2.0108 m/s跟随a飞行。求a上的乘客看到b的相对速度。解析：(1)由爱因斯坦质能方程可知，物体速度为v时的能量emc2，选项a对，b错误；物体静止时能量e0m0c2，c对；物体速度为v时的动能ekmc2m0c2(mm0)c2，选项d错误，e对。(2)a上的乘客看地面以2.5108 m/s前后运动，在地面上看b以2.0108 m/s向前运动，则a上乘客看b的速度为um/s1.125108 m/s答案：(1)