课时训练22狭义相对论的其他结论广义相对论简介

1、文档编码 : CM3Y4A3H10T9 HE8F6I10T8I9 ZX2M8R6W8F8课时训练 22 狭义相对论的其他 结论广义相对论简介课时训练 22 狭义相对论的其他结论 广义相对论简介题组一 狭义相对论的其他结论1.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 :依据经典时空观 ,u=u+v ,实际上 ,依据相对论速度变换公式 :u= ,1+ 1,所以严格地来说 ,应当uu+v ,而经典时空观 u=u+v ,是在 uv. c2时的一种近似

2、 ,而只有在 uc 的积与 c2相比较不能忽视时 ,才能明显地看出 uu+v ,故只有 B 正确；答案 :B 2.人造卫星以第一宇宙速度 质量和静质量的比是多少解析 : =7.110-10由 m= , 约 8 km/s运动 ,问它的 . 得 =1.000 000 000 35；答案 :1.000 000 000 35 3.依据牛顿其次定律 ,物体在恒力作用下由静止开头 做加速运动 ,可以获得超过光速的速度 ,这种分析有 什么不对 . 第 2 页解答 :物体在恒力作用下加速时 ,m 会增加；当 v 趋近光速 c 时,质量 m 趋于无穷大 ,物体的加速度趋近于零；物体速率实际上不会再增加 题组二

3、广义相对论简介,故说法不对；4.多项以下问题需要用相对论来进行说明的是 A. “嫦娥” 一号的运动轨迹的运算 B.喷气式飞机的空中运行 C.人造太阳的反应过程D.红矮星的演化过程 解析 :C 选项中的过程属于微观的情形,D 选项中的过程属于高速的情形；答案 :CD 5.多项以下说法中正确选项 A.在任何参考系中 ,物理规律都是相同的 ,这就是广义 相对性原理B.在不同的参考系中 ,物理规律都是不同的 ,例如牛顿 定律仅适用于惯性参考系C.一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等 价,这就是著名的等效原理D.一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系 等价 ,这就是著名的等效原理 答案 :AD

4、 6.关于宇宙起源 ,目前比较有影响的理论是什么 . 解答 :比较有影响的理论是大爆炸宇宙学 ,即认为我 们的宇宙是在约 150 亿年以前从一个尺度微小的状 态进展演化出来的； 1929 年美国天文学家哈勃发觉第 3 页银河系以外的大多数星系都在远离我们而去 ,距离越远,离开的速度越大；后来的分析说明 ,这是由于我们所处的宇宙正在膨胀 ,因此星系间距离在不断增大 ,在任何地方看起来 ,其他星系都在远离自己；建议用时 :30 分钟 1.多项通常我们把地球和相对地面静止或匀速运动的物体看成是惯性系 ,如以以下系统为参考系 ,就属于非惯性系的有 A.停在地面上的汽车B.绕地球做匀速圆周运动的飞船C.

5、在大海上匀速直线航行的轮船D.进站时减速行驶的火车答案 :BD 2.多项在一列相对于地面的速度为 v 的高速行驶的火车上 ,车上的人以速度 u 沿着火车前进的方向相对火车运动 ,依据相对论的速度叠加公式 ,以下说法正确的是 A.人相对于地面的速度小于人的速度和火车速度之和B.人相对于地面的速度大于人的速度和火车速度之和C.只要人和火车的速度足够大 可以超过光速,人相对于地面的速度D.不管人和火车的速度多大 小于光速,人相对于地面的速度都答案 :AD 第 4 页3.已知电子的静止能量为 0.511 MeV, 如电子的动能为 0.25 MeV,就它所增加的质量 m 与静止质量 m0的比值近似为 A

6、.0.1 B.0.2 C.0.5 D.0.9 解析 :由题意知 E0=0.511 MeV, Ek=0.25 MeV, 由 E0=m0c2,Ek=mc2可得出0.5；答案 :C ,代入数据得4.把一个静止质量为 m0 的粒子 ,由静止加速到 0.6cc为真空中的光速 ,需做的功为 A.0.18m0c2 B.0.25m0c2C.0.35m0c2 D.1.25m0c2解析 :加速到 0.6c 时,m= =1.25m0；粒子的动能为Ek=m-m0c2=0.25m0c2,由动能定理可得选项 B 正确；答案 :B 5.一辆由超强电池供电的电动车和一辆一般有轨电车,都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进

7、行测量 ,哪辆车的质量将增大 A.电动车B.有轨电车C.两者都增加D.都不增加解析 :物体质量的增大只发生在给它不断输入能量而使速度增大的时候 ,如水平速度的增大是由本身供应第 5 页能量 ,就物体质量不增加 ,即 m= 的,故 B 正确 ,A、C、D 错误；答案 :B 与 E=mc2是统一6.多项在外层空间的宇宙飞船上 ,假如座舱正以加速度 a=10 m/s2向头顶方向运动 ,这时,你以 v0=2 m/s的初速度竖直向上抛出一个小球 ,不计空气阻力 ,以下结论正确选项 A.小球相对座舱向上做匀速直线运动B.小球相对座舱上升的最大高度是 0.2 m C.小球相对座舱先向上做减速运动 动即竖直上

8、抛运动 ,再向下做加速运D.小球相对座舱做竖直下抛运动 解析 :依据广义相对性原理 ,在任何参考系 包括非惯 性系 中物理规律都是相同的；所以可以用原有的运 动学学问解答；答案 :BC 7.多项以下说法中 ,正确选项 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紫端偏移 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 :由广义相对论我们知道 ,物质的引力使光线弯 曲,因此选项 A、D 是正确的；在引力场中时间进程 变慢 ,而且引力越强 ,时间进程越慢 ,因此我们能观看 到引力红移现象 ,所以选项 B、C 不正确；第

9、6 页答案 :AD 8.回旋加速器给带电粒子加速时 无限制地增大 ,其缘由是 ,不能把粒子的速度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 ,粒子运行的周期与沟通电压不再同步 ,无法再加速解析 :回旋加速器中带电粒子运动的周期为 T= ,当粒子速度比较小时 ,可以认为其质量是不变的 ,那么其周期也不变；但当粒子的速度很大,接近光速时 ,其质量明显增大 ,周期也发生了明显变化 ,粒子运行的周期与沟通电压不再同步 答案 :D ,无法再加速；9.已知太阳内部进行猛烈的热核反应 ,每秒钟辐射的能量为 3.81026 J,就可算出太阳质量每秒钟削减多少. 解析 :由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为 m= =4.2109 kg=4.2106 t；答案 :4.2106 t 10.设质子的质量为 m0,真空中光速为 c,当两个质子都以 0.9c 的速度相向运动时 ,试验室中的观看者观看到的两个质子的总动能为多少 . 解析 :每个质子以