2025版高中物理第十五章3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介练习含解析新人教版选修3-4

PAGE3-3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介1.下列关于爱因斯坦质能方程的说法中,正确的是(B)A.只有运动的物体才具有质能,静止的物体没有质能B.肯定的质量总是和肯定的能量相对应C.E=mc2中能量E其实就是物体的内能D.由ΔE=Δmc2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,物体汲取或放出能量,则对应的质量会增加或削减,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叫做静质量;E=mc2中的能量E包括静质能E0和动能Ek2.一艘大船在安静的大洋中匀速行驶,一个人在其密闭的船舱内向各个不同的方向做立定跳远试验,并想由此来推断船航行的方向,假设他每次做的功相同,下列说法正确的是(C)A.假如向东跳得最远,则船向东行驶B.假如向东跳得最近,则船向东行驶C.他向各个方向跳的最大距离相同,但不能由此推断船行方向D.他向各个方向跳的最大距离不同,但不能由此推断船行方向解析:在一个惯性参考系内进行的任何力学试验都不能推断这个惯性系是否相对于另一个惯性参考系做匀速直线运动,匀速行驶的大船是一惯性系,由此可知C正确.3.(多选)对于公式m=m0A.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v>0时,物体的质量m>m0,即物体的质量变更了,故经典力学不适用C.当物体以较小速度运动时,质量变更非常微弱,经典力学理论仍旧适用,只有当物体以接近光速运动时,质量变更才明显,故经典力学适用于低速运动,而不适用于高速运动的物体D.通常由于物体的运动速度太小,质量的变更引不起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量变更解析:公式中m0是静止质量,m是物体以速度v运动时的质量,A错误.由公式可知,只有当v接近光速时,物体的质量变更才明显,一般状况下物体的质量变更非常微小,故经典力学仍旧适用,故B错误,C,D正确.4.依据爱因斯坦质能方程,以下说法错误的是(C)A.任何核反应,只要伴随能量的产生,则反应前后各物质的质量和肯定不相等B.太阳不断地向外辐射能量,因而太阳的总质量肯定不断减小C.虽然太阳不断地向外辐射能量,但它的总质量是不行变更的D.若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量,则地球的质量将不断增大解析:肯定的能量对应肯定的质量,核反应过程中,只要伴随能量的产生,则反应后各物体的质量和应削减,A正确;太阳不断向外辐射能量,因而太阳的总质量肯定不断减小,B正确,C错误;若地球向外辐射的能量小于它获得的能量,地球的总能量增加,其质量将不断增大,D正确.5.回旋加速器给带电粒子加速时,不能把粒子的速度无限制地增大,其缘由是(D)A.加速器功率有限,不能供应足够大的能量B.加速器内无法产生磁感应强度足够大的磁场C.加速器内无法产生电场强度足够大的电场D.速度增大使粒子质量增大,粒子运行的周期与交变电压不再同步,无法再加速解析:回旋加速器中带电粒子运动的周期为T=2π6.已知电子的静止能量为0.511MeV,若电子的动能为0.25MeV,则它所增加的质量Δm与静止质量m0的比值近似为(C)A.0.1 B.0.2 C.0.5 D.0.9解析:由题意E=m0c即m0c2=0.511×106×1.6×10-19JΔE=Δmc2即Δmc2=0.25×106×1.6×10-19J②由②①得Δmm0故只有C项正确.7.如图(甲)所示是一只兔子静止在草地上的状况,假设该兔子以接近光速的速度沿水平方向高速奔跑,在地面上的你看到的兔子的图像大体上应当是图(乙)中的(B)A.A图 B.B图 C.C图 D.以上说法都不对解析:当兔子沿着水平方向高速运动时,依据狭义相对论的尺缩效应,当物体速度很大时,运动的尺度将减小,即l′=l1-8.(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(ABD)A.物体速度为v时的能量为E=mc2B.物体静止时能量E0=m0cC.物体速度为v时的动能Ek=mc2D.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,物体静止时能量E0=m0c2,B正确;物体速度为v时的动能Ek=mc2-m0c2=(m-m0)c29.(多选)下列说法中正确的是(ABD)A.一条杆的长度不会因为视察者是否与杆做相对运动而不同,这是经典物理学家的观点B.一条沿自身长度方向运动的杆,其长度总比杆静止时的长度小C.一条杆的长度静止时为l0,不管杆如何运动,杆的长度均小于l0D.假如两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动,与它们一起