高二物理人教版选修3-4同步练习第十五章+相对论简介+第3-4节+Word版含答案

3　狭义相对论的其他结论　4　广义相对论简介
课后训练案巩固提升
(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.uC.u>u'+v D.以上均不正确
解析：由相对论速度变换公式知选项B正确。
答案：B
3.下列问题需要用相对论来进行解释的是(　　)
A.嫦娥三号的运行轨迹的计算
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：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。
答案：CD
4.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：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。
答案：BC
5.对于公式m=,下列说法正确的是(　　)
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
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=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.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=,
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=
≈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=≈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
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= kg
≈2.28×10-27 kg
所以≈2 505。
答案：2.28×10-27 kg　2 505倍