2017教科版高中物理選修346.46.5相對(duì)論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系廣義相對(duì)論點(diǎn)滴題組訓(xùn)練

6.4-6.5相對(duì)論的速度變換公式質(zhì)能關(guān)系廣義相對(duì)論點(diǎn)滴(選學(xué))題組一相對(duì)論速度變換公式1．在高速運(yùn)動(dòng)的火車上，設(shè)車對(duì)地面的速度為v，車上的人以速度u′沿著火車前進(jìn)的方向相對(duì)火車運(yùn)動(dòng)，那么他相對(duì)地面的速度u與u′＋v的關(guān)系是()A．u＝u′＋vB．u<u′＋vC．u>u′＋vD．以上均不正確解析由相對(duì)論速度變換公式可知B正確．答案B2．火箭以c的速度飛離地球，在火箭上向地球發(fā)射一束高能粒子，粒子相對(duì)地球的速度為c，其運(yùn)動(dòng)方向與火箭的運(yùn)動(dòng)方向相反．則粒子相對(duì)火箭的速度大小為()A.C.cB．cD．解析由u＝，可得－c＝解得u′＝－答案Cc，負(fù)號(hào)說明與v方向相反．題組二質(zhì)能方程3．下列關(guān)于愛因斯坦質(zhì)能方程的說法中正確的是()A．只有運(yùn)動(dòng)物體才具有能量，靜止物體沒有能量B．一定的質(zhì)量總是和一定的能量相對(duì)應(yīng)C．E＝mc2中能量E其實(shí)就是物體的內(nèi)能D．由ΔE＝Δmc2知質(zhì)量和能量可以互相轉(zhuǎn)化解析由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，物體具有的與質(zhì)量相對(duì)應(yīng)的能量稱為質(zhì)能．E＝mc2表明質(zhì)量與能量之間存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，物體吸收或放出能量，則對(duì)應(yīng)其質(zhì)量會(huì)增加或減少，質(zhì)量與能量并沒有相互轉(zhuǎn)化，D項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；靜止的物體也具有能量，稱為靜能量E0，E0＝m0c2，m0叫做靜質(zhì)量，E＝mc2中能量E包括靜能量E0和動(dòng)能Ek，而非物體的內(nèi)能，A、C兩項(xiàng)均錯(cuò)誤．選B.答案B4．一個(gè)物體靜止時(shí)質(zhì)量為m0，能量為E0，速度為v時(shí)，質(zhì)量為m，能量為E，動(dòng)能為Ek，下列說法正確的是()A．物體速度為v時(shí)的能量E＝mc2B．物體速度為v時(shí)的動(dòng)能Ek＝C．物體速度為v時(shí)的動(dòng)能Ek＝mc2mv2D．物體速度為v時(shí)的動(dòng)能Ek＝(m－m0)c2答案AD5．已知太陽內(nèi)部進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，每秒鐘輻射的能量為3.8×1026J，則可算出A．太陽的質(zhì)量約為4.2×106t()B．太陽的質(zhì)量約為8.4×106tC．太陽的質(zhì)量每秒減小約為4.2×106tD．太陽的質(zhì)量每秒減小約為8.4×106t解析由質(zhì)能方程知太陽每秒鐘內(nèi)因輻射能量而失去的質(zhì)量為Δm＝答案C＝4.2×109kg＝4.2×106t.6．已知電子的靜止能量為0.511MeV，若電子的動(dòng)能為0.25MeV，則它所增加的質(zhì)量Δm與靜止質(zhì)量m0的比值近似為()A．0.1B．0.2C．0.5D．0.9解析由題意E0＝m0c2即m0c2＝0.511×106×1.6×10－19J①ΔE＝Δmc2即Δmc2＝0.25×106×1.6×10－19J②由得＝≈0.5，故只有C項(xiàng)正確．答案C題組三相對(duì)論質(zhì)量7．對(duì)于公式m＝，下列說法中正確的是()A．公式中的m0是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量B．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度v＞0時(shí)，物體的質(zhì)量m＞m0，即物體的質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)不適用C．當(dāng)物體以較小的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化十分微弱，經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用，只有當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化才明顯，故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng)，而不適用于高速運(yùn)動(dòng)D．通常由于物體的速度太小，質(zhì)量的變化引不起我們的感覺，在分析地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，不必考慮質(zhì)量的變化解析公式中的m0是物體靜止時(shí)的質(zhì)量，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在v遠(yuǎn)小于光速時(shí)，質(zhì)量的變化不明顯，經(jīng)典力學(xué)依然成立，選項(xiàng)C、D正確，B錯(cuò)誤．答案CD8．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(dòng)時(shí)的質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的________倍，粒子運(yùn)動(dòng)速度是光速的________倍．解析依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程E＝mc2，宇宙射線粒子的能量是其靜止能量的k倍，則其質(zhì)量等于其靜止質(zhì)量的k倍；再由相對(duì)論質(zhì)量公式m＝答案k得＝.9．星際火箭以0.8c的速率飛行，其運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為靜止質(zhì)量的多少倍？解析設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，其運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量m＝＝＝m0，即其運(yùn)動(dòng)質(zhì)量為靜止質(zhì)量的倍．答案倍10．一被加速器加速的電子，其能量為3.00×109eV，試問(1)這個(gè)電子的動(dòng)質(zhì)量是其靜質(zhì)量的多少倍？(2)這個(gè)電子的速率是多少？(m0＝0.91×10－30kg，c＝3×108m/s)解析(1)由相對(duì)論質(zhì)能關(guān)系E＝mc2和E0＝m0c2可得電子的動(dòng)質(zhì)量m與靜質(zhì)量m0之比為＝＝≈5.86×103.(2)由相對(duì)論質(zhì)速關(guān)系m＝可得v＝[1－()2]c＝0.999999985c.答案(1)5.86×103(2)0.999999985c題組四廣義相對(duì)論11．下列說法中正確的是()A．萬有引力可以用狹義相對(duì)論作出正確的解釋B．電磁力可以用狹義相對(duì)論作出正確的解釋C．狹義相對(duì)論是慣性參考系之間的理論D．萬有引力理論無法納入狹義相對(duì)論的框架解析由狹義相對(duì)論的基本原理和無法解決的問題知，正確答案為B、C、D.答案BCD12．關(guān)于廣義相對(duì)論和狹義相對(duì)論之間的關(guān)系．下列說法正確的是()A．它們之間沒有任何聯(lián)系B．有了廣義相對(duì)論，狹義相對(duì)論就沒有存在的必要了C．狹義相對(duì)論能夠解決時(shí)空彎曲問題D．為了解決狹義相對(duì)論中的參考系問題提出了廣義相對(duì)論解析狹義相對(duì)論之所以稱為狹義相對(duì)論，就是只能對(duì)于慣性參考系來講的，時(shí)空彎曲問題是有引力存在的問題，需要用廣義相對(duì)論進(jìn)行解決．答案D13．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(shí)間進(jìn)程越快D．由于物質(zhì)的存在，實(shí)際的空間是彎曲的解析由廣義相對(duì)論我們可知：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(shí)間進(jìn)程變慢，而且引力越強(qiáng)，時(shí)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正確，C錯(cuò)誤．答案ABD14．在日全食的時(shí)候，通過儀器可以觀察到太陽后面的恒星，這說明星體發(fā)出的光A．經(jīng)太陽時(shí)發(fā)生了衍射()B．