2019_2020学年高中物理课时分层作业21：狭义相对论的其他结论4广义相对论简介（含解析）新人教版（选修3-4）

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1、课时分层作业(二十一)(限时40分钟)基础达标练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()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m，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v0时，物体的质量mm0，即物体的质量改变了，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

2、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ADE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3下列问题需要用相对论来进行解释的是()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CDEC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4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

3、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ACD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5下列说法中正确的是()A在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理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

4、效原理E物体的运动速度不能无限增加ADE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6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41026J，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：m kg4.4109 kg4.4106 t.答案4.41067一观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m，可得2m0.解得vc0.866c.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

5、，又需对它做多少功？解析对电子做的功，等于电子动能的增量，得：EkEkmc2m0c2m0c29.11031(3108)2J4.131016 J2.58103 eV.EkEk2Ek1(m2c2m0c2)(m1c2m0c2)m2c2m1c2m0c29.11031321016()J5.141014 J3.21105 eV.答案2.58103 eV3.21105 eV能力提升练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T，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

6、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c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c，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v，可得c解得vc，负号说明与v方向相反答案c11地球上的一个观察者，看见一艘飞船A以2.5108m/s的速度从他身边飞过，另一艘飞船B以2.0108m/s的速度跟随A飞行，求：(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上的乘客看地球以2.5108m/s的速度向后运动，B在地面看以2.

7、0108 m/s的速度向前运动，则A上乘客看B的速度为u1.125108 m/s.(2)B看A则相反，为1.125108 m/s.答案(1)1.125108 m/s(2)1.125108 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41026J，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21027t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m1010kg,5 000年内太阳总共减少的质量为 M5 0003652436 001010 kg7.0081020 kg.与太阳的总质量相比3.5041010，比值很小答案见解析- 4 -