課時(shí)訓(xùn)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(shí)訓(xùn)練 22 狹義相對論的其他 結(jié)論廣義相對論簡介課時(shí)訓(xùn)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(yùn)動(dòng)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(jìn)的方向相對火車運(yùn)動(dòng) ,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(shí)空觀 ,u=u+v ,實(shí)際上 ,依據(jù)相對論速度變換公式 :u= ,1+ 1,所以嚴(yán)格地來說 ,應(yīng)當(dāng)uu+v ,而經(jīng)典時(shí)空觀 u=u+v ,是在 uv. c2時(shí)的一種近似

2、 ,而只有在 uc 的積與 c2相比較不能忽視時(shí) ,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(yùn)動(dòng) ,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(yùn)動(dòng) ,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(shí) ,m 會(huì)增加；當(dāng) v 趨近光速 c 時(shí),質(zhì)量 m 趨于無窮大 ,物體的加速度趨近于零；物體速率實(shí)際上不會(huì)再增加 題組二

3、廣義相對論簡介,故說法不對；4.多項(xiàng)以下問題需要用相對論來進(jìn)行說明的是 A. “嫦娥” 一號的運(yùn)動(dòng)軌跡的運(yùn)算 B.噴氣式飛機(jī)的空中運(yùn)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(xiàng)中的過程屬于微觀的情形,D 選項(xiàng)中的過程屬于高速的情形；答案 :CD 5.多項(xiàng)以下說法中正確選項(xiàng) 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(gè)均勻的引力場與一個(gè)做勻速運(yùn)動(dòng)的參考系等 價(jià),這就是著名的等效原理D.一個(gè)均勻的引力場與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系 等價(jià) ,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(xué) ,即認(rèn)為我 們的宇宙是在約 150 億年以前從一個(gè)尺度微小的狀 態(tài)進(jìn)展演化出來的； 1929 年美國天文學(xué)家哈勃發(fā)覺第 3 頁銀河系以外的大多數(shù)星系都在遠(yuǎn)離我們而去 ,距離越遠(yuǎn),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(yuǎn)離自己；建議用時(shí) :30 分鐘 1.多項(xiàng)通常我們把地球和相對地面靜止或勻速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的飛船C.

5、在大海上勻速直線航行的輪船D.進(jìn)站時(shí)減速行駛的火車答案 :BD 2.多項(xiàng)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(jìn)的方向相對火車運(yùn)動(dòng) ,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(dòng)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(gè)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(shí),m= =1.25m0；粒子的動(dòng)能為Ek=m-m0c2=0.25m0c2,由動(dòng)能定理可得選項(xiàng) B 正確；答案 :B 5.一輛由超強(qiáng)電池供電的電動(dòng)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(jìn)

7、行測量 ,哪輛車的質(zhì)量將增大 A.電動(dòng)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(shí)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(cuò)誤；答案 :B 與 E=mc2是統(tǒng)一6.多項(xiàng)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(yùn)動(dòng) ,這時(shí),你以 v0=2 m/s的初速度豎直向上拋出一個(gè)小球 ,不計(jì)空氣阻力 ,以下結(jié)論正確選項(xiàng) A.小球相對座艙向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng) 動(dòng)即豎直上

8、拋運(yùn)動(dòng) ,再向下做加速運(yùn)D.小球相對座艙做豎直下拋運(yùn)動(dòng) 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(yùn) 動(dòng)學(xué)學(xué)問解答；答案 :BC 7.多項(xiàng)以下說法中 ,正確選項(xiàng) 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(qiáng)引力作用可使光譜線向紫端偏移 C.引力場越強(qiáng)的位置 ,時(shí)間進(jìn)程越快 D.由于物質(zhì)的存在 ,實(shí)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(xiàng) A、D 是正確的；在引力場中時(shí)間進(jìn)程 變慢 ,而且引力越強(qiáng) ,時(shí)間進(jìn)程越慢 ,因此我們能觀看 到引力紅移現(xiàn)象 ,所以選項(xiàng) 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(shí) 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(qiáng)度足夠大的磁場C.加速器內(nèi)無法產(chǎn)生電場強(qiáng)度足夠大的電場D.速度增大使粒子質(zhì)量增大 ,粒子運(yùn)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(yùn)動(dòng)的周期為 T= ,當(dāng)粒子速度比較小時(shí) ,可以認(rèn)為其質(zhì)量是不變的 ,那么其周期也不變；但當(dāng)粒子的速度很大,接近光速時(shí) ,其質(zhì)量明顯增大 ,周期也發(fā)生了明顯變化 ,粒子運(yùn)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(jìn)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(dāng)兩個(gè)質(zhì)子都以 0.9c 的速度相向運(yùn)動(dòng)時(shí) ,試驗(yàn)室中的觀看者觀看到的兩個(gè)質(zhì)子的總動(dòng)能為多少 . 解析 :每個(gè)質(zhì)子以