15.3狭义相对论的其它结论-2020-2021学年高二物理课时同步练（人教版选修3-4）

选修3-4 第十五章 相对论简介 第三节 狭义相对论的其它结论 1．与相对论有关的问题，下列说法正确的是（ ） A．火箭内有一时钟，当火箭高速运动后，此火箭内观察者发现时钟变慢了 B．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的 C．一根沿自身长度方向运动的杆，其长度总比静止时的长度要长些 D．高速运动物体的质量会变小 【答案】B 【解析】A．当火箭高速运动后，火箭内观察者相对于时钟的速度仍然是0，所以发现时钟的快慢不变，故选项A错误； B．力学规律在任何惯性参考系中都是相同的，故选项B正确； C．根据尺缩效应，沿尺子长度方向运动的尺子长度比静止的尺子长度短，当速度接近光速时，尺子缩成一个点，故选项C错误； D．高速运动物体的质量是会变大的，所以牛顿运动定律不适合高速运动的物体，故选项D错误。 故选B。 2．在高速公路上行驶的质量为 的小轿车，关于它的质量下列说法正确的是（ ） A．大于 B．小于 C．等于 D．质量为零 【答案】C 【解析】在高速公路上运动的小轿车的速度远小于光速（属于低速宏观现象），质量的变化可以忽略不计，即轿车质量等于M。 故选C。 3．下列对爱因斯坦质能方程的理解正确的是（ ） A． 中能量E其实就是物体的内能 B．公式 适用于任何类型的能量 C．由 知质量与能量可以相互转化 D． 不适合用来计算电池中的化学能 【答案】B 【解析】A． 中能量 包括静质能 和动能 ，而非物体的内能，A错误； BD． 也可以计算电池中的化学能，适用于任何类型的能量，B正确，D错误； C．物体具有的质量与质量对应的能量称为质能， 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，质量与能量并没有相互转化，C错误。 故选B。 4．一个质量为 的物体，从静止开始做匀加速直线运动，随着速度的不断增大，下列说法正确的是（ ） A．物体的速度越大，它的质量就越小 B．物体的速度越小，它的质量就越大 C．物体的质量与其速度无关 D．随着速度的增大，物体的质量将变大 【答案】D 【解析】根据相对论时空观可知，物体的质量与它的速度有关，当物体的速度很大时，质量也会变得很大，故选项D正确，ABC错误。 故选D。 5．设在正负电子对撞机中，电子和正电子以速度相向飞行，它们之间的相对速度为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据相对论原理可得： A. 与计算结果相符，故A符合题意。 6．为使电子的质量增加到静止质量的两倍，需有多大的速度( ) A．6.0×108m/s B．3.0×108m/s C．2.6×108m/s D．1.5×108m/s 【答案】C 【解析】由相对论质速关系式m＝ 可得到 v＝c ＝c ＝ c＝2.6×108m/s，故选C. 7．关于爱因斯坦质能方程，下列说法中正确的是（ ） A．中是物体以光速运动的动能 B．是物体的核能 C．是物体各种形式能的总和 D．是在核反应中，亏损的质量和能量的对应关系 【答案】D 【解析】ABC.爱因斯坦的质能方程只能说明物体具有的能量与它的质量之间存在着简单的正比关系这里的E不是动能、核能，也不是物体各种形式能的总和，故ABC不符合题意； D.物体的能量增大了，质量也增大了；能量减小了，质量也减小．是在核反应中，亏损的质量和能量的对应关系，故D符合题意。 8．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 【答案】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。A. 鸡蛋大与上述分析结论相符，故A符合题意。 9．如图所示，一辆由超强力电池供电的摩托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．摩托车 B．有轨电车 C．两者都增加 D．都不增加 【答案】B 【解析】在相对论爱好者中，普遍存在一种误解，即认为运动物体的质量总是随速度增加而增大；当速度接近光速时，质量要趋于无穷大.正确的说法是：物体质量增大只是发生在给它不断输入能量的时候，而不一定是增加速度的时候. 对有轨电车，能量通过导线，从发电厂源源不断输入；而摩托车的能源却是它自己带的.能量不断从外界输入有轨电车，但没有能量从外界输给摩托车.所以有轨电车的质量将随速度增加而增大，而摩托车的质量不会随速度增加而增大. 有趣的是，如果没有能量散失，有轨电车所增加的质量恰好和发电厂损失的质量相等；而摩托车和驾驶员所增加的质量将被电池失去的质量所抵消，所以总质量不变. 10．已知电子的静止能量为 ，若电子的动能为