高中物理 第15章 相对论简介 34 狭义相对论的其他结论 广义相对论简介课时作业 新人教版选修34.doc

3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介a组(15分钟)1.如果你以接近于光速的速度朝一星体飞行(如图),你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动()a.你的质量在增加b.你的心脏跳动在慢下来c.你在变小d.你永远不能由自身的变化知道你的速度解析:根据广义相对论的几个结论,可知选项d正确。答案:d2.在高速运动的火车上,设车对地面的速度为v,车上的人以速度u沿着火车前进的方向相对火车运动,那么他相对地面的速度u与u+v的关系是()a.u=u+vb.uu+vd.以上均不正确解析:由相对论速度变换公式知选项b正确。答案:b3.下列问题需要用相对论来进行解释的是()a.嫦娥三号的运行轨迹的计算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: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。答案:cd4.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: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。答案:bc5.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:公式中的m0是物体静止时的质量,选项a错误;在v远小于光速时,一些质量的变化不明显,经典力学依然成立,选项b错误而c、d正确。答案:cd6.导学号38190151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c.e=mc2中能量e其实就是物体的内能d.由e=mc2知质量与能量可以相互转化解析:e=mc2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e0,e0=m0c2,m0叫作静质量;e=mc2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:b7.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: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。答案:b8.一观察者测出电子质量为2m0,求电子速度为多少?(m0为电子的静止质量)解析:m=2m0,代入公式m=,可得2m0=所以v=c0.866c=2.598108 m/s。答案:2.598108 m/s9.电子静止时质量为9.110-31 kg,被加速器加速后,其能量为1.28109 ev,问加速后电子的质量是多少?是静止质量的多少倍?解析:由e=mc2可得m= kg2.2810-27 kg所以2 505。答案:2.2810-27 kg2 505倍b组(15分钟)1.在日常生活中,我们并没有发现物体的质量随物体运动速度变化而变化,其原因是()a.运动中的物体,其质量无法称量b.物体的速度远小于光速,质量变化极小c.物体的质量太大d.物体质量并不随速度变化而变化解析:根据狭义相对论m=可知,在宏观物体的运动中,vc,所以m变化不大,而不是因质量太大或无法测量。答案:b2.一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e=mc2b.物体速度为v时的能量为e=mv2c.物体静止时能量e0=m0c2d.物体速度为v时的动能ek=mc2e.物体速度为v时的动能ek=(m-m0)c2解析:由爱因斯坦质能方程可知,物体速度为v时的能量e=mc2,选项a正确,b错误;物体静止时能量e0=m0c2,c正确;物体速度为v时的动能ek=mc2-m0c2=(m-m0)c2,选项d错误,e正确。答案:ace3.如图所示,鸡蛋和乒乓球都静止在地面上,关于二者所具有的能量关系,下列说法中正确的是()a.鸡蛋大b.乒乓球大c.一样大d.无法进行比较解析: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。答案:a4.火箭以c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c,其运动方向与火箭的运动方向相反。则粒子相对火箭的速度大小为()a.cb.c.cd.解析:由相对论的速度变换公式u=,可得-c=解得u=-c,负号说明与v方向相反,故选项c正确。答案:c5.地球以3104 m/s的速度绕太阳公转时,它的质量增大到静止质量的多少倍?如果物体的速度达到0.8c(c为真空中的光速),它的质量增大到静止质量的多少倍?解析:根据狭义相对论的质量公式m=,可得地球以3104 m/s的速度绕太阳公转时,它的质量为m地=1.000 000 005m地0,即增大到静止质量的1.000 000 005倍。物体的速度达到0.8c时,它的质量为m=1.666 666 667m地0,即增大到静止质量的1.666 666 667倍。答案:1.000 000 0051.666 666 6676.导学号38190152地球上一观察者,看见一飞船a以速度2.5108 m/s从他身边飞过,另一飞船b以速度2.0108 m/s跟随a飞行。求:(1)a上的乘客看到b的速度;(2)b上的乘客看到a的速度。解析:(1)a上的乘客看到地面的