2019高中物理第十五章課時作業(yè)(二十)狹義相對論其他結(jié)論廣義相對論簡介(含解析)

狹義相對論的其余結(jié)論廣義相對論簡介[全員參加·基礎(chǔ)練]1．(多項選擇)以下問題需要用相對論來進行解說的是( )A．嫦娥一號的運轉(zhuǎn)軌跡的計算B．噴氣式飛機的空中運轉(zhuǎn)C．人造太陽的反響過程D．紅矮星的演變過程【分析】C選項中的過程屬于微觀的狀況，D選項中的過程屬于高速的狀況．【答案】CD2．愛因斯坦提出了質(zhì)能方程，揭露了質(zhì)量與能量的關(guān)系．對于質(zhì)能方程，以下說法正確的是( )A．質(zhì)量和能量能夠互相轉(zhuǎn)變B．當物體向外開釋能量時，其質(zhì)量必然減小，且減小的質(zhì)量m與開釋的能量E知足E＝mc2C．假如物體的能量增添了E，那么它的質(zhì)量相應(yīng)減小m，并且E＝mc22D．mc是物體能夠放出能量的總和【分析】愛因斯坦的質(zhì)能方程說明物質(zhì)的質(zhì)量和能量之間有著2這類對應(yīng)關(guān)系，E＝mc故B正確．【答案】B3．設(shè)在正負電子對撞機中，電子和正電子以速度0.90c相向飛翔，它們之間的相對速度為( )A．0.994cB．1.8cC．0.90cD．c【分析】u′＋v0.90c＋0.90c由u＝得u＝＝0.994c，應(yīng)選項A正確．u′v0.90c×0.90c1＋c21＋c2【答案】A4．已知太陽內(nèi)部進行著強烈的熱核反響，每秒鐘輻射的能量為4×1026J，則可算出( )A．太陽的質(zhì)量約為4.4×106tB．太陽的質(zhì)量約為8.8×106tC．太陽的質(zhì)量每秒減小約為4.4×106tD．太陽的質(zhì)量每秒減小約為8.8×106t262m＝c2E＝4×109【分析】由質(zhì)能方程E＝mc，得：（3×108）2kg＝4.4×10kg＝4.4×106t，故只有C項正確．【答案】C5．(多項選擇)以下說法中正確的選項是( )A．因為太陽引力場的影響，我們有可能看到太陽后邊的恒星B．強引力作用可使光譜線向紅端偏移C．引力場越強的地點，時間進度越慢D．因為物質(zhì)的存在，實質(zhì)的空間是曲折的【分析】由廣義相對論我們知道：物質(zhì)的引力使光芒曲折，所以選項A、D是正確的．在引力場中時間進度變慢，并且引力越強，時間進度越慢，所以我們能察看到引力紅移現(xiàn)象，所以選項B、C正確．【答案】ABCD6．(多項選擇)以下說法中正確的選項是( )A．在任何參照系中，物理規(guī)律都是同樣的，這就是廣義相對性原理B．在不一樣的參照系中，物理規(guī)律都是不一樣的，比如牛頓運動定律僅合用于慣性參照系C．一個平均的引力場與一個做勻速運動的參照系等價，這就是有名的等效原理D．一個平均的引力場與一個做勻加快運動的參照系等價，這就是有名的等效原理【分析】由廣義相對性原理和等效原理的內(nèi)容知A、D正確．【答案】AD7．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′沿著火車行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．u＜u′＋vC．u＞u′＋vD．以上均不正確【分析】依據(jù)經(jīng)典時空觀，u＝u′＋v，實質(zhì)上，依據(jù)相對論速度變換公式：u＝u′＋v，u′v1＋c2u′v21＋c2＞1，所以嚴格地來說，應(yīng)該u＜u′＋v，而經(jīng)典時空觀u＝u′＋v，是在u′v?c時一種近似，而只有在u′v的積與c2對比較不可以忽視時，才能顯然地看出u＜u′＋v，故只有B正確．【答案】B8．如圖15-3-3所示是時空曲折的表示圖，時空之所以曲折是因為空間中存在________．圖15-3-3【答案】引力場[超越自我·提高練]9．盤旋加快器給帶電粒子加快時，不可以把粒子的速度無窮制地增大，其原由是( )A．加快器功率有限，不可以供給足夠大的能量B．加快器內(nèi)沒法產(chǎn)生磁感覺強度足夠大的磁場C．加快器內(nèi)沒法產(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，粒子運動的周期與交變電壓不再同步，沒法再加快【分析】盤旋加快器中帶電粒子運動的周期為T＝2πm，當粒子速度比較小時，能夠qB以為其質(zhì)量是不變的，那么其周期也不變．但當粒子的加快度很大，靠近光速時，其質(zhì)量明顯增大，周期也發(fā)生了顯然變化，粒子運轉(zhuǎn)的周期與交變電壓不再同步，沒法再加快．【答案】D310．火箭以5c的速度飛離地球，在火箭上向地球發(fā)射一束高能粒子，粒子相對地球的4速度為c，其運動方向與火箭的運動方向相反．則粒子相對火箭的速度大小為( )57cA.5cB.5355cC.37cD.133u＋v′45c＋v′【分析】由v＝uv′，可得－5c＝31＋c25cv′1＋c235解得v′＝－37c，負號說明與v方向相反．故C正確．【答案】C11．(1)冥王星繞太陽公轉(zhuǎn)的線速率為4.83×103m/s，求其靜止質(zhì)量為運動質(zhì)量的百分之幾？星際火箭以0.8c的速率飛翔，其靜止質(zhì)量為運動質(zhì)量的多少倍？【分析】(1)設(shè)冥王星的靜止質(zhì)量為m0，運動質(zhì)量為m，由公式m＝m0可得v21－cm04.83×1032m＝1－3.0×108×100%＝99.9999%.設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0′，運動質(zhì)量為m′，則00.8c21－＝0.6(倍)．m′＝c【答案】(1)99.9999%(2)0.6倍12．一個本來靜止的電子，經(jīng)過100V電壓加快后它的動能是多少？質(zhì)量改變了百分之12－31幾？速度是多少？此時可否使用公式Ek＝mev求電子動能？(me＝9.1×10kg)【分析】由動能定理得：Ek＝eU＝1.6×10－19×100J＝1.6×10－17J.因Ek＝(me－m0)c2，Ek有me－m0＝c2.e0k所以me＝mec21.6×10－17＝9.1×10－31×（3×108）2＝0.02%.12上述結(jié)果表示：