第5章 5.3 奇特的相對(duì)論效應(yīng)5.4 走近廣義相對(duì)論5.5 無(wú)窮的宇宙(建議用時(shí)：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1.下列問(wèn)題需要用相對(duì)論來(lái)進(jìn)行解釋的是()A.嫦娥一號(hào)的運(yùn)行軌跡的計(jì)算B.噴氣式飛機(jī)的空中運(yùn)行C.人造太陽(yáng)的反應(yīng)過(guò)程D.紅矮星的演變過(guò)程E.星球引起的引力紅移【解析】C選項(xiàng)中的過(guò)程屬于微觀的情況，D選項(xiàng)中的過(guò)程屬于高速的情況，E項(xiàng)中屬于廣義相對(duì)論的結(jié)論.【答案】CDE2.愛(ài)因斯坦提出了質(zhì)能方程，關(guān)于質(zhì)能方程，下列說(shuō)法正確的是()A.質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化B.當(dāng)物體向外釋放能量時(shí)，其質(zhì)量必定減小，且減小的質(zhì)量m與釋放的能量E滿足Emc2C.如果物體的能量增加了E，那么它的質(zhì)量相應(yīng)增加m，并且Emc2D.質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性E.mc2是物體能夠放出能量的總和【答案】BCD3.下列說(shuō)法中正確的是()A.由于太陽(yáng)引力場(chǎng)的影響，我們有可能看到太陽(yáng)后面的恒星B.強(qiáng)引力作用可使光譜線向紫端偏移C.引力場(chǎng)越強(qiáng)的位置，時(shí)間進(jìn)程越慢D.由于物質(zhì)的存在，實(shí)際的空間是彎曲的E.引力不會(huì)對(duì)空間產(chǎn)生影響【解析】由廣義相對(duì)論我們知道：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(chǎng)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)C正確.【答案】ACD4.下列說(shuō)法正確的是()A.哈勃發(fā)現(xiàn)的“紅移”現(xiàn)象說(shuō)明遠(yuǎn)處的星系正急速的遠(yuǎn)離我們B.哈勃發(fā)現(xiàn)的“紅移”現(xiàn)象說(shuō)明地球是宇宙的中心C.“新星”和“超新星”是剛剛產(chǎn)生的恒星D.“超新星”和“新星”的產(chǎn)生說(shuō)明恒星正在不斷滅亡E.“超新星”爆發(fā)后少數(shù)可能形成黑洞【解析】哈勃發(fā)現(xiàn)的“紅移”現(xiàn)象說(shuō)明遠(yuǎn)處的星系在遠(yuǎn)離我們，但不能說(shuō)明我們就處于宇宙的中心，只能說(shuō)明我們與遠(yuǎn)處的星系存在相對(duì)運(yùn)動(dòng).故A對(duì)B錯(cuò)；“新星”和“超新星”是恒星消亡時(shí)的一種現(xiàn)象，故C錯(cuò)D對(duì)；“超新星”爆發(fā)后少數(shù)可能形成黑洞 ，E正確.【答案】ADE5.如圖531所示，a、b、c為三個(gè)完全相同的時(shí)鐘，a放在水平地面上，b、c分別放在以速度vb、vc向同一方向飛行的兩火箭上，且vbvc，則地面上的觀察者認(rèn)為走得最慢的鐘為_(kāi).圖531【解析】根據(jù)公式t可知，相對(duì)于觀察者的速度v越大，其上的時(shí)間進(jìn)程越慢，由vcvbva0知c鐘走得最慢.【答案】c6.一張正方形的宣傳畫(huà)，正貼在鐵路旁的墻上，一高速列車駛過(guò)時(shí)，在車上的司機(jī)看到這張宣傳畫(huà)變成了什么樣子？【解析】取列車為慣性系，宣傳畫(huà)相對(duì)于列車高速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)尺縮效應(yīng)，宣傳畫(huà)在運(yùn)動(dòng)方向上將變窄，但在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上沒(méi)有發(fā)生變化.【答案】宣傳畫(huà)變成了長(zhǎng)方形，此畫(huà)的高度不變，寬度變窄了7.已知電子的靜止能量為0.511 MeV，若電子的動(dòng)能為0.25 MeV，則它所增加的質(zhì)量m與靜止質(zhì)量m0的比值近似為多少？【解析】由題意Em0c2即m0c20.5111061.61019 JEmc2即mc20.251061.61019 J由得0.5.【答案】0.5能力提升8.關(guān)于公式m，下列說(shuō)法中正確的是()A.式中的m是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量B.式中的m0是物體以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)的質(zhì)量C.當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度v0時(shí)，物體的質(zhì)量mm0，即物體的質(zhì)量改變了，故經(jīng)典力學(xué)不適用D.當(dāng)物體以較小的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量變化十分微小，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)E.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(jué)，在分析地球上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，不必考慮質(zhì)量變化【解析】公式中的m0是物體的靜質(zhì)量；在運(yùn)動(dòng)速度v遠(yuǎn)小于光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)依然成立，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)而A、D、E對(duì).【答案】ADE9.有一太空船以0.8c的速度飛越“月球太空站”.一科學(xué)家在月球上量得運(yùn)動(dòng)中的太空船長(zhǎng)度為200 m，此太空船最后在月球上登陸，此科學(xué)家再度測(cè)量靜止的太空船的長(zhǎng)度，他測(cè)量的結(jié)果如何？【解析】在月球上測(cè)得運(yùn)動(dòng)的飛船的長(zhǎng)度為l，靜止飛船的長(zhǎng)度為l0，依據(jù)狹義相對(duì)論的長(zhǎng)度收縮效應(yīng)關(guān)系式，有l(wèi)l0所以l0m333 m.【答案】333 m10.電子的靜止質(zhì)量m09.111031 kg.(1)試用焦耳和電子伏為單位表示電子的靜質(zhì)能.(2)靜止電子經(jīng)過(guò)106 V電壓加速后，其質(zhì)量和速率各是多少？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：38910065】【解析】(1)由質(zhì)能方程得：Em0c29.111031(3108)2 J8.21014 J eV5.1105 eV.(2)由能量關(guān)系得：eU(mm0)c2，解得：mm0 kg9.111031 kg2.691030 kg由質(zhì)量和速度的關(guān)系得：m，解得：vc3108 m/s2.82108 m/s.【答案】(1)8.21014 J5.1105 eV(2)2.691030 kg2.82108 m/s