课时跟踪检测(七)狭义相对论的其他结论 广义相对论简介
1.[多选]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:选BC 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。
2.[多选]下列问题需要用相对论来进行解释的是( )
A.“嫦娥一号”的运动轨迹的计算
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:选CD 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。
3.如图所示,鸡蛋和乒乓球都静止地面上,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:选A 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。
4.在适当的时候,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.可以穿透太阳及其他障碍物
C.在太阳引力场作用下发生了弯曲
D.经过太阳外的大气层时发生了折射
解析:选C 根据爱因斯坦的广义相对论可知,光线在太阳引力场作用下发生了弯曲,所以可以在适当的时候(如日全食时)通过仪器观察到太阳后面的恒星,故C正确,A、B、D均错。
5.下列对爱因斯坦质能方程的理解正确的是( )
A.E=mc2中能量E其实就是物体的内能
B.公式E=mc2适用于任何类型的能量
C.由ΔE=Δmc2知质量与能量可以相互转化
D.E=mc2不适合用来计算电池中的化学能
解析:选B E=mc2中能量E包括静质能E0和动能Ek,而非物体的内能,A错误;E=mc2也可以计算电池中的化学能,适用于任何类型的能量,B正确,D错误;物体具有的质量与质量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,则对应的质量会增加或减少,质量与能量并没有相互转化,C错误。
6.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:选B 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,没有能量从外界输入给摩托车。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。
7.星际火箭以0.8c的速率飞行,其静止质量为运动质量的________倍。
解析:设星际火箭的静止质量为m0′,运动质量为m′,则==0.6倍。
答案:0.6
8.(1)[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( )
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
(2)地球上一观察者,看见一飞船A以速度为2.5×108 m/s从他身边飞过,另一飞船B以速度为2.0×108 m/s跟随A飞行。求A上的乘客看到B的相对速度。
解析:(1)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对,B错误;物体静止时能量E0=m0c2,C对;物体速度为v时的动能Ek=mc2-m0c2=(m-m0)c2,选项D错误,E对。
(2)A上的乘客看地面以-2.5×108 m/s前后运动,在地面上看B以2.0×108 m/s向前运动,则A上乘客看B的速度为u== m/s
=-1.125×108 m/s。
答案:(1)ACE (2)1.125×108 m/s