2020年高中物理 第十五章 相對論簡介 第3節(jié)、第4節(jié) 狹義相對論的其他結(jié)論 廣義相對論簡介課后課時作業(yè)（含解析）新人教版選修3-4

《2020年高中物理 第十五章 相對論簡介 第3節(jié)、第4節(jié) 狹義相對論的其他結(jié)論 廣義相對論簡介課后課時作業(yè)（含解析）新人教版選修3-4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高中物理 第十五章 相對論簡介 第3節(jié)、第4節(jié) 狹義相對論的其他結(jié)論 廣義相對論簡介課后課時作業(yè)（含解析）新人教版選修3-4（4頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第3節(jié)、第4節(jié) 狹義相對論的其他結(jié)論　廣義相對論簡介 A組：合格性水平訓(xùn)練 1．(物理學(xué)史)著名的科學(xué)家愛因斯坦在物理學(xué)的發(fā)展過程中做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，下列不是他做出的貢獻(xiàn)的是(　　) A．發(fā)現(xiàn)了黑洞的存在 B．創(chuàng)造了狹義相對論 C．提出了廣義相對論 D．提出了質(zhì)量和能量的關(guān)系 答案　A 解析　黑洞并不是愛因斯坦發(fā)現(xiàn)的，因此選A。 2．(相對論質(zhì)量)回旋加速器給帶電粒子加速時，不能把粒子的速度無限制地增大，其原因是(　　) A．加速器功率有限，不能提供足夠大的能量 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

2、使粒子質(zhì)量增大，粒子運(yùn)行的周期與交變電壓不再同步，無法再加速 答案　D 解析　回旋加速器中帶電粒子運(yùn)動的周期為T＝，當(dāng)粒子速度比較小時，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，其質(zhì)量明顯增大，周期也發(fā)生了明顯變化，粒子運(yùn)行的周期與交變電壓不再同步，無法再加速，D正確。 3．(廣義相對性原理和等效原理)(多選)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．

3、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 答案　AD 解析　根據(jù)廣義相對論的廣義相對性原理和等效原理，A、D正確。 4．(廣義相對論)(多選)下列說法中正確的是(　　) A．物質(zhì)的引力使光線彎曲 B．光線彎曲的原因是介質(zhì)不均勻而非引力作用 C．在強(qiáng)引力的星球附近，時間進(jìn)程會變慢 D．廣義相對論可以解釋引力紅移現(xiàn)象 答案　ACD 解析　根據(jù)廣義相對論的結(jié)論可知A、C、D正確，B錯誤。 5．(相對論速度變換公式)(多選)在一列相對于地面的速度為v的高速行駛的火車上，人以速度u′沿著火車前進(jìn)的方向相對火車運(yùn)動，根據(jù)相對論速度變換公式，下列說法正確的是

4、(　　) A．人相對于地面的速度小于人的速度和火車的速度之和 B．人相對于地面的速度大于人的速度和火車的速度之和 C．只要人和火車的速度足夠大，人相對于地面的速度可以超過光速 D．不管人和火車的速度多大，人相對于地面的速度都小于光速 答案　AD 解析　火車的速度為v，人相對火車的速度為u′，地面上的人看到火車上的人相對地面的速度為u＝，經(jīng)分析可知，A、D正確，B、C錯誤。 6．(相對論速度變換公式)一列沿平直軌道高速運(yùn)行的火車相對地面的速度為c，車上的人以的速度沿著火車前進(jìn)的方向相對于火車運(yùn)動，那么這個人相對地面的速度為(　　) A.c B.c C.c D.c 答案

5、　C 解析　由相對論的速度變換公式知u＝＝＝c。 7．(質(zhì)能方程)已知電子的靜止能量為0.511 MeV，若電子的動能為0.25 MeV，則它所增加的質(zhì)量Δm與靜止質(zhì)量m0的比值近似為(　　) A．0.1 B．0.2 C．0.5 D．0.9 答案　C 解析　由題意E＝m0c2，即：m0c2＝0.511×106×1.6×10－19 J，ΔE＝Δmc2，即：Δmc2＝0.25×106×1.6×10－19 J，可得＝≈0.5，故只有C正確。 8．(相對論速度變換公式)地球上一觀察者，看見一飛船A以速度2.5×108 m/s從他身邊飛過，另一飛船B以速度2.0×108 m/s跟隨A飛

6、行。求A上的乘客看到B的相對速度大小。 答案　1.125×108 m/s 解析　A上的乘客看地面以－2.5×108 m/s向后運(yùn)動，在地面上看B以2.0×108 m/s向前運(yùn)動；則A上乘客看B的速度為u＝＝ m/s＝－1.125×108 m/s。 B組：等級性水平訓(xùn)練 9．(廣義相對論)(多選)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)程越快 D．由于物質(zhì)的存在，實(shí)際的空間是彎曲的 答案　ABD 解析　由廣義相對論可知，物質(zhì)的引力使光線彎曲，我們有可能看到太陽后面的恒星

7、，實(shí)際的空間是彎曲的，A、D正確；在引力場中時間進(jìn)程變慢，引力越強(qiáng)，時間進(jìn)程越慢，物質(zhì)發(fā)出的光譜線向紅端偏移，C錯誤，B正確。 10．(廣義相對論和狹義相對論)(多選)下列說法中正確的是(　　) A．廣義相對論正確解釋了萬有引力 B．麥克斯韋電磁場理論不符合狹義相對論 C．萬有引力理論無法納入狹義相對論的框架 D．狹義相對論是非慣性參考系之間的理論 答案　AC 解析　牛頓萬有引力理論沒有給出引力的傳遞速度，所以萬有引力理論無法納入狹義相對論框架，廣義相對論將萬有引力等效為時空彎曲，其幾個結(jié)論已經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，A、C正確；麥克斯韋電磁場理論符合狹義相對論，B錯誤；狹義相對論是以慣性參

8、考系為基礎(chǔ)的，D錯誤。 11．(質(zhì)能方程)(多選)一個物體靜止時質(zhì)量為m0，能量為E0；速度為v時，質(zhì)量為m，能量為E，動能為Ek，下列說法正確的是(　　) A．物體速度為v時的能量為E＝mc2 B．物體速度為v時的能量為E＝mv2 C．物體靜止時能量E0＝m0c2 D．物體速度為v時的動能Ek＝mc2 E．物體速度為v時的動能Ek＝(m－m0)c2 答案　ACE 解析　由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，物體速度為v時的能量E＝mc2，A正確，B錯誤；物體靜止時能量E0＝m0c2，C正確；物體速度為v時的動能Ek＝mc2－m0c2＝(m－m0)c2，D錯誤，E正確。 12．(相對論速度

9、變換公式)一粒子以0.05c的速率相對實(shí)驗(yàn)室參考系運(yùn)動。此粒子衰變時發(fā)射一個電子，電子相對于粒子的速度為0.8c，電子的衰變方向與粒子運(yùn)動方向相同。求電子相對于實(shí)驗(yàn)室參考系的速度。 答案　0.817c 解析　由題意知：v＝0.05c，u′＝0.8c， 由相對論速度變換公式得u＝≈0.817c。 13．(綜合)設(shè)想地球上有一觀察者測得一宇宙飛船以0.60c的速率向東飛行，5.0 s后該飛船將與一個以0.80c的速率向西飛行的彗星相碰撞。試問： (1)飛船中的人測得彗星以多大的速率向它運(yùn)動？ (2)從飛船中的時鐘來看，還有多少時間允許它離開航線，以避免與彗星碰撞。 答案　(1)0.946c　(2)4.0 s 解析　取地球?yàn)镾系，飛船為S′系，向東為x軸正向，則S′系相對S系的速率v＝0.60c，彗星相對S系的速率ux＝－0.80c (1)由速度變換公式可得ux′＝≈－0.946c 即彗星以0.946c的速率向飛船靠近。 (2)由時間間隔的相對性有Δt＝＝5.0 s 解得Δτ＝4.0 s。 - 4 -