1、第十五章 相对论简介课前预习作业课堂检测作业课时3 狭义相对论的其他结论课时4 广义相对论简介课后巩固作业基础训练课前预习作业一、选择题1如图所示，鸡蛋和乒乓球都静止在地面上，关于二者所具有的能量关系，下列说法中正确的是()A鸡蛋大 B乒乓球大C一样大D无法进行比较A解析：物体所具有的能量和其质量有关，根据质能方程，质量越大，所具有的能量越大，所以鸡蛋具有的能量大于乒乓球具有的能量2根据爱因斯坦质能方程，以下说法错误的是()A任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等B太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改
2、变的D若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大C解析：一定的能量对应一定的质量，核反应过程中，只要伴随能量的产生，则反应后各物质的质量和应减少，A 正确；太阳不断向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小，B 正确，C 错误；若地球向外辐射的能量小于它获得的能量，地球的总能量增加，其质量将不断增大，D 正确3假设一辆由超强力电池供电的电动车和一辆普通有轨电车，都被加速到接近光速；在我们的静止参考系中进行测量，哪辆车的质量将增大()A电动车B有轨电车C两者都增加D都不增加B解析：对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入有轨电车；而电动车的能量却来自于它自身，没有
3、能量从外界输给电动车由于能量与质量相对应，所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而电动车的质量不会随速度的增加而增大，故 B 选项正确4若一宇宙飞船对地以速度 v 运动，宇航员在飞船内沿同方向测得光速为 c，则对在地上的观察者来说，光速应为()AvcBcvCc2vDcD解析：由光速不变原理可知选项 D 正确5(多选)以下说法中，错误的是()A矮星表面的引力很强B在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些C在引力场越弱的地方，物体长度越短D在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移CD解析：因矮星体积很小，质量却不小，所以矮星表面引力很强，故选项 A 正确；根据广义相对论的结论可知，引力场越强，时间
4、进程越慢，在引力场越弱的地方物体长度会越长，故选项 B 正确，C 错误；在引力场强的地方光谱线向红端偏移称为引力红移，故选项 D 错误6在适当的时候，通过仪器可以观察到太阳后面的恒星，这说明星体发出的光()A经过太阳时发生了衍射B可以穿透太阳及其他障碍物C在太阳引力场作用下发生了弯曲D经过太阳外的大气层时发生了折射C解析：根据爱因斯坦的广义相对论可知，光线在太阳引力场作用下发生了弯曲，所以可以在适当的时候(如日全食时)通过仪器观察到太阳后面的恒星，故 C 正确，A、B、D 均错二、非选择题7一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)答案：2.598108 m/
5、s解析：m2m0，代入公式 mm01vc2，可得 2m0m01vc2，所以 v 32 c0.866c2.598108 m/s.8设快速运动的介子的能量约为 E3 000 MeV，而这种介子在静止时的能量为 E0100 MeV.若这种介子的固有寿命为 02106 s，根据相对论理论求它衰变前运动的距离(真空中的光速 c2.997 9108 m/s)答案：1.798 8104 m解析：根据 Emc2m0c21v2c2E01v2c2可得11v2c2 EE030，由此求出 v2.998108 m/s，又介子运动的时间 01v2c23006105 s，因此它运动的距离 lv2.9981086105 m1
6、.798 8104 m.基础训练课堂检测作业一、单选题1对于公式 mm01v2c2，下列说法中正确的是()A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，即物体的质量改变了，故经典力学不适用C当物体以较小速度运动时，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的物体D在分析地球上物体的运动时，必须考虑质量变化C解析：公式中 m0 是静止质量，m 是物体以速度 v 运动时的质量，A 不对由公式可知，只有当 v 接近光速时，物体的质量变化才明显，一般情况下物体的质量变化
7、十分微小，故经典力学仍然适用，故 B、D 错，C 对2飞船以34c 的速度离开地球，从飞船上向地球发射一个光信号，飞船上测得光离开的速度为 c，则在地球上测得的光速是()A.74cB.14cC.34cDcD解析：真空中的光速在不同的惯性系中都是一样的，故地球上测得的光速与飞船上测得的光速相同，均为 c，故 D 正确3已知电子的静止能量为 0.511 MeV，若电子的动能为 0.25 MeV，则它所增加的质量 m 与静止质量 m0 的比值近似为()A0.1 B0.2C0.5 D0.9C4把一个静止质量为 m0 的粒子，由静止加速到 0.6c(c 为真空中的光速)，需做的功为()A0.18m0c2
8、 B0.25m0c2C0.35m0c2 D1.25m0c2B解析：加速到 0.6c 时，mm01vc21.25m0.粒子的动能为 Ek(mm0)c20.25m0c2，由动能定理可得选项 B 正确二、多选题5黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是()A内部也是漆黑一片，没有任何光B内部光由于引力的作用发生弯曲，不能从黑洞中射出C内部应该是很亮的D如果有一个小的黑体经过黑洞，将会被吸引进去BCD解析：黑洞之所以黑是因为光不能从其中射出，而不是内部没有光线，由于强大的引力作用，小黑体也将会被吸引进去6在外层空间的宇宙
9、飞船上，如果座舱正以加速度 a10 m/s2 向头顶方向运动，这时，你以 v02 m/s 的初速度竖直向上抛出一个小球，不计空气阻力，以下结论正确的是()A小球相对座舱向上做匀速直线运动B小球相对座舱上升的最大高度是 0.2 mC小球相对座舱先向上做减速运动，再向下做加速运动(即竖直上抛运动)D小球相对座舱做竖直下抛运动BC解析：根据广义相对性原理，在任何参考系(包括非惯性系)中物理规律都是相同的所以可以用原有的运动学知识解答7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，时间进程越快D由于物质的存在，实际的空间是弯曲的AD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 B、C 不正确三、非选择题8已知太阳内部进行激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.81026 J，则可算出太阳质量每秒钟减少多少？答案：4.2106 t解析：由质能方程知太阳每秒钟因辐射能量而失去的质量为 mEc2 4.2109 kg4.2106 t.谢谢观赏！Thanks!
