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2019年高中物理 5.3+4 狹義相對論的其他結(jié)論 廣義相對論簡介課后知能檢測 新人教版選修3-4 1. 下列問題需要用相對論來進(jìn)行解釋的是(　　) A．嫦娥一號的運(yùn)行軌跡的計(jì)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．紅矮星的演變過程 【解析】　C選項(xiàng)中的過程屬于微觀的情況，D選項(xiàng)中的過程屬于高速的情況． 【答案】　CD 2. 愛因斯坦提出了質(zhì)能方程，揭示了質(zhì)量與能量的關(guān)系．關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化 B．當(dāng)物體向外釋放能量時，其質(zhì)量必定減小，且減小的質(zhì)量Δm與釋放的能量ΔE滿足ΔE＝Δmc2 C．如果物體的能量增加了ΔE，那么它的質(zhì)量相應(yīng)減小Δm，并且ΔE＝Δmc2 D．mc2是物體能夠放出能量的總和 【解析】　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E＝mc2這種對應(yīng)關(guān)系，故B正確． 【答案】　B 3. 狹義相對論認(rèn)為 ①所有慣性系中基本規(guī)律都是等價的； ②在真空中，光的速度與光的頻率和光源的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)； ③在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速度都相同． 其中哪些說法是正確的(　　) A．只有①②是正確的 B．只有①③是正確的 C．只有②③是正確的 D．三種說法都是正確的 【解析】　按照愛因斯坦的狹義相對論，在不同的慣性系中所有物理規(guī)律都是相同的；光在真空中的速度等于c，與光的頻率和光源的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，因此①②③均正確．答案選D. 【答案】　D 4.(xx吉林一中檢測)設(shè)在正負(fù)電子對撞機(jī)中，電子和正電子以速度0.90c相向飛行，它們之間的相對速度為(　　) A．0.994c B．1.8c C．0.90c D．c 【解析】　由u＝得u＝＝0.994c，故選項(xiàng)A正確． 【答案】　A 5 .下列說法中正確的是(　　) 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紅端偏移 C．引力場越強(qiáng)的位置，時間進(jìn)程越慢 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．在引力場中時間進(jìn)程變慢，而且引力越強(qiáng)，時間進(jìn)程越慢，因此我們能觀察到引力紅移現(xiàn)象，所以選項(xiàng)B、C正確． 【答案】　ABCD 6 .下列說法中正確的是(　　) 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，例如牛頓運(yùn)動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(yùn)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(yùn)動的參考系等價，這就是著名的等效原理 【解析】　由廣義相對性原理和等效原理的內(nèi)容知A、D正確． 【答案】　AD 7. 1905年，愛因斯坦創(chuàng)立了“相對論”，提出了著名的質(zhì)能方程．下面涉及對質(zhì)能方程理解的幾種說法中正確的是(　　) A．若物體能量增大，則它的質(zhì)量增大 B．若物體能量增大，則它的質(zhì)量減小 C．若核反應(yīng)過程質(zhì)量減小，則需吸收能量 D．若核反應(yīng)過程質(zhì)量增大，則會放出能量 【解析】　由E＝mc2，若E增大，則m增大；若E減小，則m減小，故A正確，B錯．若m減小，則E減小；若m增大，則E增大，故C、D錯． 【答案】　A 8. 在狹義相對論中，下列說法中哪些是正確的(　　) ①一切運(yùn)動物體相對于觀察者的速度都不能大于真空中的光速； ②質(zhì)量、長度、時間的測量結(jié)果都是隨物體與觀察者的相對運(yùn)動狀態(tài)而改變的； ③慣性系中的觀察者觀察一個與他做相對勻速運(yùn)動的時鐘時，會看到這個時鐘比與他相對靜止的相同的時鐘走得慢些． A．只有①③是正確的 B．只有①②是正確的 C．①②③都是正確的 D．只有②③是正確的 【解析】　根據(jù)狹義相對論的速度變換公式可知，光速是物體的極限速度，①正確；由狹義相對論的結(jié)論：質(zhì)量相對性，長度相對性和時間間隔的相對性可知，②③均正確，故C正確． 【答案】　C 9. (xx青島檢測)某宇航員要到離地球5光年的星球上去旅行，如果希望把這路程縮短為3光年，則他所乘飛船相對地球的速度為(　　) A．0.5c　　　　　　　　　B．0.6c C．0.8c D．0.9c 【解析】　由l＝l0， 且＝可得：v＝c＝0.8c，故C正確． 【答案】　C 10 .如圖15－3－1所示是時空彎曲的示意圖，時空之所以彎曲是因?yàn)榭臻g中存在________． 圖15－3－1 【答案】　引力場 11. 設(shè)宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍．則粒子運(yùn)動時的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的________倍，粒子運(yùn)動速度是光速的________倍． 【解析】　宇宙射線粒子在靜止時的能量為E0＝m0c2，運(yùn)動時的能量為E＝mc2① 所以k＝＝② m＝km0③ 而相對論中的質(zhì)量m＝④ 由③④兩式解得＝. 【答案】　k　 12 .一個原來靜止的電子，經(jīng)過100 V電壓加速后它的動能是多少？質(zhì)量改變了百分之幾？速度是多少？此時能否使用公式Ek＝mev2求電子動能？(me＝9.110－31 kg) 【解析】　由動能定理得： Ek＝eU＝1.610－19100 J＝1.610－17 J. 因Ek＝(me－m0)c2， 有me－m0＝. 所以＝ ＝ ＝0.02%. 上述結(jié)果表明：加速后電子的運(yùn)動還屬低速的范疇，因此可用Ek＝mev2進(jìn)行有關(guān)計(jì)算， 即Ek＝mev2，有 v＝＝ m/s ＝5.9106 m/s. 【答案】　1.610－17 J　0.02%　5.9106 m/s　能