課時訓練22狹義相對論的其他結(jié)論廣義相對論簡介

1、文檔編碼 : CM3Y4A3H10T9 HE8F6I10T8I9 ZX2M8R6W8F8課時訓練 22 狹義相對論的其他 結(jié)論廣義相對論簡介課時訓練 22 狹義相對論的其他結(jié)論 廣義相對論簡介題組一 狹義相對論的其他結(jié)論1.在高速運動的火車上 ,設(shè)車對地面的速度為 v,車上的人以速度 u 沿著火車前進的方向相對火車運動 ,那么他相對地面的速度 u 與 u+v 的關(guān)系是 A.u=u+vB.uu+vD.以上均不正確解析 :依據(jù)經(jīng)典時空觀 ,u=u+v ,實際上 ,依據(jù)相對論速度變換公式 :u= ,1+ 1,所以嚴格地來說 ,應(yīng)當uu+v ,而經(jīng)典時空觀 u=u+v ,是在 uv. c2時的一種近似

2、 ,而只有在 uc 的積與 c2相比較不能忽視時 ,才能明顯地看出 uu+v ,故只有 B 正確；答案 :B 2.人造衛(wèi)星以第一宇宙速度 質(zhì)量和靜質(zhì)量的比是多少解析 : =7.110-10由 m= , 約 8 km/s運動 ,問它的 . 得 =1.000 000 000 35；答案 :1.000 000 000 35 3.依據(jù)牛頓其次定律 ,物體在恒力作用下由靜止開頭 做加速運動 ,可以獲得超過光速的速度 ,這種分析有 什么不對 . 第 2 頁解答 :物體在恒力作用下加速時 ,m 會增加；當 v 趨近光速 c 時,質(zhì)量 m 趨于無窮大 ,物體的加速度趨近于零；物體速率實際上不會再增加 題組二

3、廣義相對論簡介,故說法不對；4.多項以下問題需要用相對論來進行說明的是 A. “嫦娥” 一號的運動軌跡的運算 B.噴氣式飛機的空中運行 C.人造太陽的反應(yīng)過程D.紅矮星的演化過程 解析 :C 選項中的過程屬于微觀的情形,D 選項中的過程屬于高速的情形；答案 :CD 5.多項以下說法中正確選項 A.在任何參考系中 ,物理規(guī)律都是相同的 ,這就是廣義 相對性原理B.在不同的參考系中 ,物理規(guī)律都是不同的 ,例如牛頓 定律僅適用于慣性參考系C.一個均勻的引力場與一個做勻速運動的參考系等 價,這就是著名的等效原理D.一個均勻的引力場與一個做勻加速運動的參考系 等價 ,這就是著名的等效原理 答案 :AD

4、 6.關(guān)于宇宙起源 ,目前比較有影響的理論是什么 . 解答 :比較有影響的理論是大爆炸宇宙學 ,即認為我 們的宇宙是在約 150 億年以前從一個尺度微小的狀 態(tài)進展演化出來的； 1929 年美國天文學家哈勃發(fā)覺第 3 頁銀河系以外的大多數(shù)星系都在遠離我們而去 ,距離越遠,離開的速度越大；后來的分析說明 ,這是由于我們所處的宇宙正在膨脹 ,因此星系間距離在不斷增大 ,在任何地方看起來 ,其他星系都在遠離自己；建議用時 :30 分鐘 1.多項通常我們把地球和相對地面靜止或勻速運動的物體看成是慣性系 ,如以以下系統(tǒng)為參考系 ,就屬于非慣性系的有 A.停在地面上的汽車B.繞地球做勻速圓周運動的飛船C.

5、在大海上勻速直線航行的輪船D.進站時減速行駛的火車答案 :BD 2.多項在一列相對于地面的速度為 v 的高速行駛的火車上 ,車上的人以速度 u 沿著火車前進的方向相對火車運動 ,依據(jù)相對論的速度疊加公式 ,以下說法正確的是 A.人相對于地面的速度小于人的速度和火車速度之和B.人相對于地面的速度大于人的速度和火車速度之和C.只要人和火車的速度足夠大 可以超過光速,人相對于地面的速度D.不管人和火車的速度多大 小于光速,人相對于地面的速度都答案 :AD 第 4 頁3.已知電子的靜止能量為 0.511 MeV, 如電子的動能為 0.25 MeV,就它所增加的質(zhì)量 m 與靜止質(zhì)量 m0的比值近似為 A

6、.0.1 B.0.2 C.0.5 D.0.9 解析 :由題意知 E0=0.511 MeV, Ek=0.25 MeV, 由 E0=m0c2,Ek=mc2可得出0.5；答案 :C ,代入數(shù)據(jù)得4.把一個靜止質(zhì)量為 m0 的粒子 ,由靜止加速到 0.6cc為真空中的光速 ,需做的功為 A.0.18m0c2 B.0.25m0c2C.0.35m0c2 D.1.25m0c2解析 :加速到 0.6c 時,m= =1.25m0；粒子的動能為Ek=m-m0c2=0.25m0c2,由動能定理可得選項 B 正確；答案 :B 5.一輛由超強電池供電的電動車和一輛一般有軌電車,都被加速到接近光速；在我們的靜止參考系中進

7、行測量 ,哪輛車的質(zhì)量將增大 A.電動車B.有軌電車C.兩者都增加D.都不增加解析 :物體質(zhì)量的增大只發(fā)生在給它不斷輸入能量而使速度增大的時候 ,如水平速度的增大是由本身供應(yīng)第 5 頁能量 ,就物體質(zhì)量不增加 ,即 m= 的,故 B 正確 ,A、C、D 錯誤；答案 :B 與 E=mc2是統(tǒng)一6.多項在外層空間的宇宙飛船上 ,假如座艙正以加速度 a=10 m/s2向頭頂方向運動 ,這時,你以 v0=2 m/s的初速度豎直向上拋出一個小球 ,不計空氣阻力 ,以下結(jié)論正確選項 A.小球相對座艙向上做勻速直線運動B.小球相對座艙上升的最大高度是 0.2 m C.小球相對座艙先向上做減速運動 動即豎直上

8、拋運動 ,再向下做加速運D.小球相對座艙做豎直下拋運動 解析 :依據(jù)廣義相對性原理 ,在任何參考系 包括非慣 性系 中物理規(guī)律都是相同的；所以可以用原有的運 動學學問解答；答案 :BC 7.多項以下說法中 ,正確選項 A.由于太陽引力場的影響 ,我們有可能看到太陽后面 的恒星B.強引力作用可使光譜線向紫端偏移 C.引力場越強的位置 ,時間進程越快 D.由于物質(zhì)的存在 ,實際的空間是彎曲的 解析 :由廣義相對論我們知道 ,物質(zhì)的引力使光線彎 曲,因此選項 A、D 是正確的；在引力場中時間進程 變慢 ,而且引力越強 ,時間進程越慢 ,因此我們能觀看 到引力紅移現(xiàn)象 ,所以選項 B、C 不正確；第

9、6 頁答案 :AD 8.回旋加速器給帶電粒子加速時 無限制地增大 ,其緣由是 ,不能把粒子的速度A.加速器功率有限 ,不能供應(yīng)足夠大的能量B.加速器內(nèi)無法產(chǎn)生磁感應(yīng)強度足夠大的磁場C.加速器內(nèi)無法產(chǎn)生電場強度足夠大的電場D.速度增大使粒子質(zhì)量增大 ,粒子運行的周期與溝通電壓不再同步 ,無法再加速解析 :回旋加速器中帶電粒子運動的周期為 T= ,當粒子速度比較小時 ,可以認為其質(zhì)量是不變的 ,那么其周期也不變；但當粒子的速度很大,接近光速時 ,其質(zhì)量明顯增大 ,周期也發(fā)生了明顯變化 ,粒子運行的周期與溝通電壓不再同步 答案 :D ,無法再加速；9.已知太陽內(nèi)部進行猛烈的熱核反應(yīng) ,每秒鐘輻射的能量為 3.81026 J,就可算出太陽質(zhì)量每秒鐘削減多少. 解析 :由質(zhì)能方程知太陽每秒鐘因輻射能量而失去的質(zhì)量為 m= =4.2109 kg=4.2106 t；答案 :4.2106 t 10.設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為 m0,真空中光速為 c,當兩個質(zhì)子都以 0.9c 的速度相向運動時 ,試驗室中的觀看者觀看到的兩個質(zhì)子的總動能為多少 . 解析 :每個質(zhì)子以