2017教科版高中物理选修346.46.5相对论的速度变换公式质能关系广义相对论点滴题组训练

6.4-6.5相对论的速度变换公式质能关系广义相对论点滴(选学)题组一相对论速度变换公式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．u<u′＋vC．u>u′＋vD．以上均不正确解析由相对论速度变换公式可知B正确．答案B2．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.C.cB．cD．解析由u＝，可得－c＝解得u′＝－答案Cc，负号说明与v方向相反．题组二质能方程3．下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是()A．只有运动物体才具有能量，静止物体没有能量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知质量和能量可以互相转化解析由爱因斯坦质能方程可知，物体具有的与质量相对应的能量称为质能．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，则对应其质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化，D项错误，B项正确；静止的物体也具有能量，称为静能量E0，E0＝m0c2，m0叫做静质量，E＝mc2中能量E包括静能量E0和动能Ek，而非物体的内能，A、C两项均错误．选B.答案B4．一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E＝mc2B．物体速度为v时的动能Ek＝C．物体速度为v时的动能Ek＝mc2mv2D．物体速度为v时的动能Ek＝(m－m0)c2答案AD5．已知太阳内部进行着激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.8×1026J，则可算出A．太阳的质量约为4.2×106t()B．太阳的质量约为8.4×106tC．太阳的质量每秒减小约为4.2×106tD．太阳的质量每秒减小约为8.4×106t解析由质能方程知太阳每秒钟内因辐射能量而失去的质量为Δm＝答案C＝4.2×109kg＝4.2×106t.6．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()A．0.1B．0.2C．0.5D．0.9解析由题意E0＝m0c2即m0c2＝0.511×106×1.6×10－19J①ΔE＝Δmc2即Δmc2＝0.25×106×1.6×10－19J②由得＝≈0.5，故只有C项正确．答案C题组三相对论质量7．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v＞0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，不必考虑质量的变化解析公式中的m0是物体静止时的质量，选项A错误；在v远小于光速时，质量的变化不明显，经典力学依然成立，选项C、D正确，B错误．答案CD8．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________倍，粒子运动速度是光速的________倍．解析依据爱因斯坦的质能方程E＝mc2，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＝答案k得＝.9．星际火箭以0.8c的速率飞行，其运动质量为静止质量的多少倍？解析设星际火箭的静止质量为m0，其运动时的质量m＝＝＝m0，即其运动质量为静止质量的倍．答案倍10．一被加速器加速的电子，其能量为3.00×109eV，试问(1)这个电子的动质量是其静质量的多少倍？(2)这个电子的速率是多少？(m0＝0.91×10－30kg，c＝3×108m/s)解析(1)由相对论质能关系E＝mc2和E0＝m0c2可得电子的动质量m与静质量m0之比为＝＝≈5.86×103.(2)由相对论质速关系m＝可得v＝[1－()2]c＝0.999999985c.答案(1)5.86×103(2)0.999999985c题组四广义相对论11．下列说法中正确的是()A．万有引力可以用狭义相对论作出正确的解释B．电磁力可以用狭义相对论作出正确的解释C．狭义相对论是惯性参考系之间的理论D．万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架解析由狭义相对论的基本原理和无法解决的问题知，正确答案为B、C、D.答案BCD12．关于广义相对论和狭义相对论之间的关系．下列说法正确的是()A．它们之间没有任何联系B．有了广义相对论，狭义相对论就没有存在的必要了C．狭义相对论能够解决时空弯曲问题D．为了解决狭义相对论中的参考系问题提出了广义相对论解析狭义相对论之所以称为狭义相对论，就是只能对于惯性参考系来讲的，时空弯曲问题是有引力存在的问题，需要用广义相对论进行解决．答案D13．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由广义相对论我们可知：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，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B正确，C错误．答案ABD14．在日全食的时候，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．