1、人教版选修3-4课后作业第十五章相对论简介狭义相对论的其他结论广义相对论简介一、选择题1.1905年,爱因斯坦创立了“相对论”,提出了著名的质能方程。下面涉及对质能方程理解的几种说法中正确的是()A.若物体能量增大,则它的质量增大B.若物体能量增大,则它的质量减小C.若核反应过程质量减小,则需吸收能量D.若核反应过程质量增大,则会放出能量2.据报道,欧洲大型强子对撞机开足马力可以把粒子加速到光速的99.9%,单束粒子能量可达到7万亿电子伏特。下列说法正确的是()A.如果继续对粒子加速,粒子速度可以达到光速B.如果继续对粒子加速,粒子速度可能超过光速C.粒子高速运动时的质量大于静止时的质量D.粒
2、子高速运动时的质量小于静止时的质量3.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()A.加速器功率有限,不能提供足够大的能量B.加速器内无法产生磁感应强度足够大的磁场C.加速器内无法产生电场强度足够大的电场D.速度增大使粒子质量增大,粒子运行的周期与交变电压不再同步,无法再加速4.(多选)关于公式m=m01-vc2,下列说法中正确的是()A.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的速度运动时,质量变化才
3、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,质量的变化不会引起我们的感觉,在分析地球上物体的运动时,不必考虑质量变化5.(多选)根据爱因斯坦质能方程,以下说法正确的是()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,则地球的质量将增大6.(多选)下列问题需要用相对论来进行解释的是()A.“嫦娥”一号的运动轨迹的计算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
4、程7.(多选)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8.(多选)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红端偏移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9.(多选)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10.在适
5、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二、非选择题11.若一艘宇宙飞船相对地面以速度v运动,航天员在飞船内沿同方向测得光速为c,则在地面上的观察者看来,光速应为v+c吗?答案一、选择题1.A由E=mc2,若E增大,则m增大;若E减小,则m减小,故A正确、B错误;若m减小,则E减小;若m增大,则E增大,故C、D错误。2.C根据相对论,如果继续对粒子加速,粒子速度不能达到光速,更不可能超过光速,选项A、B错误。由相对论质量公式可知,粒子高速运动时的质
6、量大于静止时的质量,选项C正确,D错误。3.D回旋加速器中带电粒子运动的周期为T=2mqB,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,粒子做圆周运动的周期也发生了明显的变化,粒子做圆周运动的周期与交变电压的周期不再相同,无法再加速,故选项D正确。4.CD公式m=m01-vc2中,m0是静止质量,m是物体以速度v运动时的质量,A错误;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十分微小,故经典力学仍然适用,故B错误,C、D正确。5.ABD根据E=mc2,当有能量产生时,反应前后各物质的质量和一定
7、发生变化,故选项A正确;太阳向外辐射能量,对应的总质量一定减小,故选项B正确,选项C错误;当地球向外辐射的能量小于从外界获得的能量时,地球的总能量增大,对应地球的质量也将增大,选项D正确。6.CD“嫦娥”一号和喷气式飞机的速度相比光速都很小,属于宏观低速问题,A、B不符合题意;人造太阳的反应过程属于微观的情况,红矮星的演变过程属于高速的情况,需要用相对论进行解释,C、D符合题意。 7.BC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B、C。8.ABD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;强引力作用使光的波长变长、频率变低,所以光谱线向红端偏移,故B正确;在引力场中时间进程变慢,而且引力越强,时间进程越慢,C错误。9.BCD黑洞从地球上观察漆黑一片,是因为在黑洞内部光在引力的作用下发生弯曲,不能从黑洞射出,内部应该是很亮的。由于强大的引力作用,小黑体也将会被黑洞吸引进去。故选B、C、D。10.C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,所以在适当的时候(如日全食时)通过仪器可以观察到太阳后面的恒星,故C正确,A、B、D错误。二、非选择题11.答案见解析解析由相对论速度变换公式u=u+v1+uvc2得u=c+v1+cvc2=cc+vc+v=c。可见在地面上的观察者看来,光速应为c,而不是v+c。
