3 狭义相对论的其他结论4 广义相对论简介更上一层楼 基础·巩固1.广义相对论的两条基本原理：(1)____________________________________________________________________________; (2)____________________________________________________________________________. 答案：①广义相对论原理：在任何参考系中（包括惯性参考系），物理过程和规律都是相同的. ②等效原理：一个均匀引力场与一个做加速运动的参考系等价.2.爱因斯坦相对论的提出，是物理学思想的重大革命，因为它（ ） A.揭示了时间、空间并非绝对不变的属性 B.借鉴了法国科学家拉瓦锡的学说 C.否定了牛顿力学的原理D.修正了能量、质量互相转化的理论解析：我们应该常识性地了解爱因斯坦相对论的伟大意义，教科书有这样的论述：爱因斯坦于20世纪初先后提出了狭义相对论和广义相对论，揭示了时空的可变性，使人们能进一步去研究高速运动. 答案：A3.一被加速器加速的电子，其能量为3.00×109eV.试问： （1）这个电子的质量是其静质量的多少倍？ （2）这个电子的速度为多少？解析：根据爱因斯坦质能方程E=mc 2计算运动质量与静止质量之比；利用质速关系m=2201c v m -计算电子的速度.答案：（1）由相对论质能关系E=mc 2和E 0=m 0c 2可得电子的质量m 与静质量m 0之比为0m m =0E E =20cm E =5.86×103. （2）由相对论质速关系式m=2201c v m -代入数据可解得：v=0.999 999 985c.可见此时的电子速率已经十分接近光速了.4.设想有一粒子以0.050c 的速率相对实验室参考系运动，此粒子衰变时发射一个电子，电子的速率为0.80c （相对衰变粒子），电子速度的方向与粒子运动方向相同，试求电子相对于实验室参考系的速度. 解析：这是相对论的速度变换问题.取实验室为S 系，运动粒子为S′系，则S′系相对S 系的速率v=0.050c.题中所给的电子速率是电子相对衰变粒子的速率，故u′=0.80c.利用速度合成定理即可求得. 答案：根据速度变换定理得：u=2'1'c v u v u ++=2c 80c 0.050c 10.80c 0.050c •++=0.04010.850c+≈0.817c 5.设在正负电子对撞机中，电子和正电子以速度0.90c 相向飞行，它们之间的相对速度为多少？解析：设正电子为S 系，设对撞机为S′系，S′系相对S 系v=0.90c.则另一个电子相对S′系的速度u′=0.90c.这样，另一个电子相对S 系的速度就是两个电子的相对速度.答案：根据相对论的速度合成定理，u=2'1'c v u v u ++=81.018.19.09.019.09.02+=•++cc c c c c ≈0.994c.即两个电子之间的相对速度为0.994c.综合·应用6.在电子偶的湮没过程中，一个电子和一个正电子相碰撞而消失，并产生电磁辐射，假定正负电子的湮没前均静止，由此估算辐射的总能量E.解析：在相对论质量中，粒子的相互作用过程仍满足能量守恒定律，因此辐射总能量应等于电子偶湮没前两电子总能量之和，按题意电子湮没前的总能量只是它们的静能之和.答案：根据题意可知，辐射总能量为E=2m 0c 2=1.64×10-13J=1.02 MeV.7.太阳在不断地辐射能量，因而其质量也不断地减小.若太阳每秒辐射的总能量为4×1026J ，试计算太阳在一秒内失去的质量.估算5 000年总共减少了多少质量.解析：由太阳每秒辐射的能量可得其每秒内失去的质量，即可求出5 000年内太阳总共减少的质量.答案：太阳每秒失去的质量为Δm=2c E =2826)10(3104⨯⨯ kg=94×1010kg.5 000年内太阳总共减少的质量为ΔM=5 000×365×24×3 600×94×1010 kg≈7.0×1020kg. 8.如果将电子由静止加速到速率为0.1c ，需对它做多少功？如将电子由速率为0.80c 加速到0.90c ，又需对它做多少功？解析：在相对论力学中，动能定理仍然成立，即W=ΔE k =E k2-E k1，但需注意动能E k 不能用21mv 2表示.动能等于动能量与静能量之差，即E k =mc 2-m 0c 2. 答案：由相对论的功能表达式和质速关系可得当电子速率从v 1增加到v 2时，电子动能的增量为ΔE k =E k2-E k1=（m 2c 2-m 0c 2）-（m 1c 2-m 0c 2）=m 0c 2(22211cv--22111cv -)，根据动能定理，当v 1=0，v 2=0.10c 时，外力所做的功为W=ΔE k =2.58×103eV.当v 1=0.80c ，v 2=0.90c 时，外力所做的功为W′=ΔE k ′=3.21×105eV.2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图，直线AB为某电场的一条电场线，a、b、c是电场线上等间距的三个点。

一个带电粒子仅在电场力作用下沿电场线由a点运动到c点的过程中，粒子动能增加，且a、b段动能增量大于b、c段动能增量，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc，场强大小分别为E a、E b、E c，粒子在a、b、c三点的电势能分别为E pa、E pb、E pc。

下列说法正确的是（）A．电场方向由A指向B B．φa>φb>φcC．E pa>E pb>E pc D．E a>E b>E c2．热核聚变反应之一是氘核（21H）和氚核（31H）聚变反应生成氦核（42He）和中子。

已知21H的静止质量为2.0136u，31H的静止质量为3.0150u，42He的静止质量为4.0015u，中子的静止质量为1.0087u。

又有1u相当于931.5MeV。

则反应中释放的核能约为（）A．4684.1MeV B．4667.0MeV C．17.1MeV D．939.6MeV3．如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t.若该微粒经过P点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上．若两个微粒所受重力均忽略,则新微粒运动的( )A．轨迹为pb,至屏幕的时间将小于tB．轨迹为pc,至屏幕的时间将大于tC．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于tD．轨迹为pb,至屏幕的时间将等于t4．如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，顶端与竖直墙壁接触，现打开尾端阀门，气体往外喷出，设喷口面积为S，气体密度为ρ，气体往外喷出的速度为v，则气体刚喷出时钢瓶顶端对竖直墙的作用力大小是（）A．vSρB．2vSρC．212v SρD．2v Sρ5．2019年“山东舰"正式服役，标志着我国进入双航母时代。

如图，“山东舰"正在沿直线航行，其质量为m，发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，某时刻速度为v1、加速度为a1，一段时间t后速度变为v2（v2>v1），在这段时间内位移为s。

下列关系式正确的是（）A．11P famv m=-B．1Pfv=C．122v vs t+=D．22211122Pt mv mv=-6．如图所示，一倾角为30°的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离d处有一带负电的电荷量为q、质量为m的小物体与圆盘始终保持相对静止．整个装置放在竖直向上的匀强电场中，电场强度2mgEq=,则物体与盘面间的动摩擦因数至少为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 为重力加速度）( )A23(34)g dω+B22(31)dω+C23(4)g dω+D23(2)g dω+7．如图，一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是A．圆环通过O点的加速度小于g B．圆环在O点的速度最大C．圆环在A点的加速度大小为g+2kL mD．圆环在B点的速度为2gL8．一个物体在外力F的作用下静止在倾角为θ的光滑固定斜面上，关于F的大小和方向，下列说法正确的是（）A．若F=mg，则F的方向一定竖直向上B．若F=mgtanθ，则F的方向一定沿水平方向C．若F=mgsinθ，则F的方向一定沿斜面向上D．若F=mgcosθ，则F的方向一定垂直于斜面向上9．水平地面上方分布着水平向右的匀强电场，一光滑绝缘轻杆竖直立在地面上，轻杆上有两点A、B。

轻杆左侧固定一带正电的点电荷，电荷量为+Q，点电荷在轻杆AB两点的中垂线上，一个质量为m，电荷量为+q的小球套在轻杆上，从A点静止释放，小球由A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是（）A．小球受到的电场力先减小后增大B．小球的运动速度先增大后减小C．小球的电势能先增大后减小D．小球的加速度大小不变10．两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一部分在同一水平面内，另一部分垂直于水平面。

质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。

整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。

当ab 杆在平行于水平导轨的拉力F 作用下以速度v 1沿导轨匀速运动时，cd 杆也正好以速度v 2向下匀速运动。

重力加速度为g 。

下列说法中正确的是（ ）A ．ab 杆所受拉力F 的大小为2212B L v RB ．cd 杆所受摩擦力为零C ．回路中的电流强度为()122BL v v R+ D ．μ与v 1大小的关系为μ=2212mgRB L v二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 11．下列说法中正确的是_______。