2018_2019学年高中物理第十五章相对论简介第3_4节狭义相对论的其他结论广义相对论简介练习含解析新人教版选修3_4.docx

‎3　狭义相对论的其他结论　4　广义相对论简介 ‎ (30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：D ‎2.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'+v B.u0时,物体的质量m>m0,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：CD ‎6.下列关于爱因斯坦质能方程的说法,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：B ‎7.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 - 4 -‎ 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=m‎0‎‎1-‎v‎2‎c‎2‎可知,在宏观物体的运动中,v≪c,所以m变化不大,而不是因质量太大或无法测量。‎ 答案：B ‎8.一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=mc2‎ B.物体速度为v时的能量为E=mv2‎ C.物体静止时能量E0=m0c2‎ D.物体速度为v时的动能Ek=mc2‎ E.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：ACE ‎9.导学号73884159地球以3×104 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=m‎0‎‎1-‎v‎2‎c‎2‎,‎ 可得地球以3×104 m/s的速度绕太阳公转时,它的质量为m地=‎m地0‎‎1-‎v‎2‎c‎2‎‎=‎m地0‎‎1-‎‎3×1‎‎0‎‎4‎‎3×1‎‎0‎‎8‎‎2‎ ‎≈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=m地0‎‎1-‎v‎2‎c‎2‎‎=‎m地0‎‎1-‎‎(0.8c‎)‎‎2‎c‎2‎≈1.666 666 667m地0,‎ 即增大到静止质量的1.666 666 667倍。‎ 答案：1.000 000 005　1.666 666 667‎ - 4 -‎ ‎10.电子静止时质量为9.1×10-31 kg,被加速器加速后,其能量为1.28×109 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=Ec‎2‎‎=‎‎1.28×1‎0‎‎9‎×1.6×1‎‎0‎‎-19‎‎(3×1‎‎0‎‎8‎‎)‎‎2‎ kg ‎≈2.28×10-27 kg 所以mm‎0‎‎=‎‎2.28×1‎‎0‎‎-27‎‎9.1×1‎‎0‎‎-31‎≈2 505。‎ 答案：2.28×10-27 kg　2 505倍 - 4 -‎