高中物理第十五章相对论简介第3节狭义相对论的其他结论第4节广义相对简介课下作业新人教版选修3_4

第3节狭义相对论的其他结论第4节广义相对简介
1．对相对论的基本认识，下列说法正确的是( )
A．相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的
B．爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量
C．在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上的快
D．我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了
解析：由相对论的基本原理可知，选项A正确。

答案：A
2．下列说法中正确的是( )
A．万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释
B．电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释
C．狭义相对论是惯性参考系之间的理论
D．万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架
解析：狭义相对论理论认为电磁相互作用的传播速度c是自然界中速度的极限，而星球的运动不能够超过光速影响到远处的另一个星球，所以万有引力理论无法纳入狭义相对论，故选项A错误，B、D正确；狭义相对论是惯性参考系之间的理论，故选项C正确。

答案：BCD
3．以下说法中，错误的是( )
A．矮星表面的引力很强
B．时钟在引力场弱的地方比在引力场强的地方走得快些
C．在引力场越弱的地方，物体长度越长
D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移
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，时间进程越慢，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。

答案：CD
4．1905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
解析：由E ＝mc 2
，若E 增大，则m 增大；若E 减小，则m 减小，故A 正确、B 错。

若m 减小，则E 减小；若m 增大，则E 增大，故C 、D 错。

答案：A
5．一个物体静止时质量为m 0，能量为E 0，速度为v 时，质量为m ，能量为E ，动能为
E k ，下列说法正确的是( )
A ．物体速度为v 时能量E ＝mc 2
B ．物体速度为v 时动能E k ＝12mc 2
C ．物体速度为v 时的动能E k ＝12mv 2
D ．物体速度为v 时的动能
E k ＝(m －m 0)c 2
解析：物体具有的质量与质量对应的能量称为质能，E ＝mc 2
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，故选项A 、D 正确，B 、C 错误。

答案：AD
6．设想有一艘飞船以v ＝0.8c 的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿其运动方向抛出一物体，该物体相对于飞船的速度为0.9c ，从地面上的人看来，物体的速度为________。

解析：根据相对论速度变换公式：u ＝u ′＋v
1＋u ′v c
2
，得
u ＝
0.8c ＋0.9c
1＋0.8c ×0.9c c
2
＝0.99c 。

答案：0.99c
7．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4×1026
J ，则太阳的质量每秒钟减少约为____________t 。

解析：由质能方程ΔE ＝Δmc 2
得： Δm ＝ΔE c
2＝4×1026
8
2
kg ＝4.4×109 kg ＝4.4×106
t
答案：4.4×106
8．星际火箭以0.8c 的速率飞行，其静止质量为运动质量的________倍。

解析：设星际火箭的静止质量为m 0′，运动质量为m ′，则
m 0′
m ′＝m ′0m ′0
1－
0.8c
c
2
＝0.6
倍。

答案：0.6
9．一匀质矩形薄板，在它静止时测得其长度为a ，宽为b ，质量为m 0，由此可算得其面积密度为ρ＝m 0ab。

假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v 做匀速直线运动，此时再测算该矩形薄板的面积密度为多少？
解析：由相对论长度公式a ′＝a 1－
v c
2
；
相对论质量m ＝
m 01－
v c
2
所以ρ′＝
m
a ′b
＝
m 0
1－
v
c
2
ab
1－v c
2
＝
ρ1－v c
2。

答案：
ρ
1－
v c
2。