高中物理第15章相对论简介3、4狭义相对论的其他结论、广义相对论简介学业分层测评新人教版.pdf

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1、精品教案可编辑狭义相对论的其他结论、广义相对论简介(建议用时：45 分钟)学业达标 1爱因斯坦提出了质能方程，关于质能方程，下列说法正确的是()【导学号：23570161】A质量和能量可以相互转化B当物体向外释放能量时，其质量必定减小，且减小的质量m与释放的能量E满足 Emc2C如果物体的能量增加了E，那么它的质量相应增加m，并且 Emc2D质能方程揭示了质量和能量的不可分割性Emc2是物体能够放出能量的总和【答案】BCD2关于公式mm01vc2，下列说法中正确的是()A式中的m是物体以速度v运动时的质量B式中的m0是物体以速度v运动时的质量C当物体运动速度v 0 时，物体的质量mm0，即物体

2、的质量改变了，故经典力学不适用D当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动E通常由于物体的速度太小，质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量变化【解析】公式中的m0是物体的静质量；在运动速度v远小于光速时，经典力学依然成立，故选项B、C 错而 A、D、E 对精品教案可编辑【答案】ADE3下列问题需要用相对论来进行解释的是()【导学号：23570162】A嫦娥一号的运行轨迹的计算B喷气式飞机的空中运行C人造太阳的反应过程D红矮星的演变过程E星球引起的引力红移【

3、解析】C 选项中的过程属于微观的情况，D 选项中的过程属于高速的情况E项中属于广义相对于论的结论【答案】CDE4下列说法中正确的是()A由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B强引力作用可使光谱线向紫端偏移C引力场越强的位置，时间进程越慢D由于物质的存在，实际的空间是弯曲的E引力不会对空间产生影响【解析】由广义相对论我们知道：物质的引力使光线弯曲，因此选项A、D 是正确的在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项 C 正确【答案】ACD5下列说法中正确的是()【导学号：23570163】A在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义

4、相对性原理B在不同的参考系中，物理规律都是不同的，例如牛顿运动定律仅适用于惯性参考系C一个均匀的引力场与一个做匀速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理D一个均匀的引力场与一个做匀加速运动的参考系等价，这就是著名的等效原理精品教案可编辑E物体的运动速度不能无限增加【解析】由广义相对性原理和等效原理的内容知A、D 正确由狭义相对论结论知E正确【答案】ADE6已知太阳内部进行着激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为4 1026J，则可算出太阳的质量每秒减小约为_t.【解析】由质能方程Emc2，得：mEc24 10263 1082kg 4.4 109kg 4.4 106 t.【答案】4.4 1067一观

5、察者测出电子质量为2m0，求电子速度为多少(m0为电子的静止质量)【解析】电子的运动质量是静止质量的2 倍，运用质量公式可解m2m0，代入质量公式mm01vc2，可得 2m0m01vc2.解得v32c 0.866c.【答案】0.866c8 如果将电子由静止加速到速率为0.10c，需对它做功多少？如果将电子由速率为0.8c加速到 0.9c，又需对它做多少功？【导学号：23570164】【解析】对电子做的功，等于电子动能的增量，得：EkEkmc2m0c2m0c211v2c21 9.1 1031(3 108)2110.121J 4.13 1016J 2.58 103 eV.精品教案可编辑EkEk2E

6、k1(m2c2m0c2)(m1c2m0c2)m2c2m1c2m0c211v22c211v21c2 9.1 103132 1016(11 0.92110.82)J 5.14 1014 J 3.21 105 eV.【答案】2.58 103 eV 3.21 105 eV能力提升 9回旋加速器给带电粒子加速时，不能把粒子的速度无限制地增大，其原因是速度增大使粒子质量 _，粒子运动的周期与交变电压不再_，无法再加速【解析】回旋加速器中带电粒子运动的周期为T2mqB，当粒子速度比较小时，可以认为其质量是不变的，那么其周期也不变但当粒子的速度很大，接近光速时，其质量明显增大，周期也发生了明显变化，粒子运行的

7、周期与交变电压不再同步，无法再加速【答案】增大同步10 火箭以35c的速度飞离地球，在火箭上向地球发射一束高能粒子，粒子相对地球的速度为45c，其运动方向与火箭的运动方向相反则粒子相对火箭的速度大小为_【解析】由vuv1uvc2，可得45c35cv135cvc2精品教案可编辑解得v3537c，负号说明与v方向相反【答案】3537c11 地球上的一个观察者，看见一艘飞船A以 2.5 108m/s 的速度从他身边飞过，另一艘飞船B以 2.0 108m/s 的速度跟随A飞行，求：【导学号：23570165】(1)A上的乘客看到B的相对速度；(2)B上的乘客看到A的相对速度【解析】(1)A上的乘客看地

8、球以2.5 108m/s的速度向后运动，B在地面看以2.0 108 m/s 的速度向前运动，则A上乘客看B的速度为uuv1uvc2 2.5 108m/s 2.0 108 m/s1 2.5 108m/s 2 108 m/s3 108 m/s21.125 108 m/s.(2)B看A则相反，为1.125 108 m/s.【答案】(1)1.125 108 m/s(2)1.125 108 m/s12 太阳在不断向外辐射能量，因而其质量也在不断减少，若太阳每秒钟辐射的总能量为 4 1026J，试计算太阳在1 s 内失去的质量 估算太阳在5 000 年内共减少了多少质量，并与太阳的总质量2 1027t 比较【解析】由太阳在每秒钟辐射的能量可得，其在1 s 内失去的质量为mEc24 1026 J3 108 m/s249 1010kg,5 000年 内 太 阳 总 共 减 少 的 质 量 为M 5 000 365 24 36 00 49 1010kg 7.008 1020kg.与 太 阳 的 总 质 量 相 比MM7.008 1020 kg2 1027 103 kg 3.504 1010，比值很小【答案】见解析