1、- 1 -3 狭义相对论的其他结论 4 广义相对论简介(30 分钟)1.如果你以接近于光速的速度朝一星体飞行(如图),你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动( )A.你的质量在增加B.你的心脏跳动在慢下来C.你在变小D.你永远不能由自身的变化知道你的速度解析：根据广义相对论的几个结论,可知选项 D 正确。答案：D2.在高速运动的火车上,设车对地面的速度为 v,车上的人以速度 u沿着火车前进的方向相对火车运动,那么他相对地面的速度 u 与 u+v 的关系是( )A.u=u+v B.uu+v D.以上均不正确解析：由相对论速度变换公式知选项 B 正确。答案：B3.下列问题需要用相对论来进行解释的是
2、( )A.嫦娥三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.红矮星的演变过程解析：凡是高速、微观、强引力问题都需要用相对论来进行解释;C 选项中的过程属于微观的情况,D 选项中的过程属于强引力的情况。答案：CD- 2 -4.广义相对论的两个基本原理是指( )A.光速不变原理 B.广义相对性原理C.等效原理 D.同时的相对性解析：广义相对论的两个基本原理是广义相对性原理和等效原理,故选项 B、C 正确。答案：BC5.对于公式 m= ,下列说法正确的是( )m01-(vc)2A.公式中的 m0是物体以速度 v 运动时的质量B.当物体运动速度 v0 时,物体的质量 mm0,即
3、物体的质量改变了,故经典力学不适用C.当物体以较小的速度运动时,质量变化十分微弱,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D.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是物体静止时的质量,选项 A 错误;在 v 远小于光速时,一些质量的变化不明显,经典力学依然成立,选项 B 错误而 C、D 正确。答案：CD6.下列关于爱因斯坦质能方程的说法,正确的是( )A.只有运动的物体才具有质能,静止的物体没有质能B.一定的质量总是和一定的能量相对应C.E=mc2中
4、能量 E 其实就是物体的内能D.由 E= mc2知质量与能量可以相互转化解析： E=mc2表明质量与能量之间存在一一对应的关系,物体吸收或放出能量,则对应的质量会增加或减少,质量与能量并没有相互转化。故选项 B 正确,D 错误;静止的物体也具有能量,称为静质能 E0,E0=m0c2,m0叫作静质量; E=mc2中的能量 E 包括静质能 E0和动能 Ek,而非物体的内能,故选项 A、C 错误。答案：B7.在日常生活中,我们并没有发现物体的质量随物体运动速度变化而变化,其原因是( )A.运动中的物体,其质量无法称量B.物体的速度远小于光速,质量变化极小C.物体的质量太大- 3 -D.物体质量并不随
5、速度变化而变化解析：根据狭义相对论 m= 可知,在宏观物体的运动中, vc,所以 m 变化不大,而不是因m01-v2c2质量太大或无法测量。答案：B8.一个物体静止时质量为 m0,能量为 E0;速度为 v 时,质量为 m,能量为 E,动能为 Ek,下列说法正确的是( )A.物体速度为 v 时的能量为 E=mc2B.物体速度为 v 时的能量为 E=mv2C.物体静止时能量 E0=m0c2D.物体速度为 v 时的动能 Ek=mc2E.物体速度为 v 时的动能 Ek=(m-m0)c2解析：由爱因斯坦质能方程可知,物体速度为 v 时的能量 E=mc2,选项 A 正确,B 错误;物体静止时能量 E0=m
6、0c2,C 正确;物体速度为 v 时的动能 Ek=mc2-m0c2=(m-m0)c2,选项 D 错误,E 正确。答案：ACE9. 导学号 73884159 地球以 3104 m/s 的速度绕太阳公转时,它的质量增大到静止质量的多少倍?如果物体的速度达到 0.8c(c 为真空中的光速),它的质量增大到静止质量的多少倍?解析：根据狭义相对论的质量公式m= ,m01-v2c2可得地球以 3104 m/s 的速度绕太阳公转时,它的质量为 m 地 =m地 01-v2c2=m地 01-(31043108)21 .000 000 005m 地 0,即增大到静止质量的 1.000 000 005 倍。物体的速
7、度达到 0.8c 时,它的质量为m= 1 .666 666 667m 地 0,m地 01-v2c2=m地 01-(0.8c)2c2即增大到静止质量的 1.666 666 667 倍。答案：1 .000 000 005 1.666 666 667- 4 -10.电子静止时质量为 9.110-31 kg,被加速器加速后,其能量为 1.28109 eV,问加速后电子的质量是多少?是静止质量的多少倍?解析：由 E=mc2可得m= kgEc2=1.281091.610-19(3108)22 .2810-27 kg所以 2 505。mm0=2.2810-279.110-31答案：2 .2810-27 kg 2 505 倍
