高中物理 第十五章 相對論簡介 3 狹義相對論的其他結(jié)論 4 廣義相對論簡介課后訓(xùn)練 新人教版選修3-41

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3 狹義相對論的其他結(jié)論 4 廣義相對論簡介 基礎(chǔ)鞏固 1.下列問題需要用相對論來進行解釋的是(　　) A．“嫦娥”一號的運行軌跡的計算 B．噴氣式飛機的空中運行 C．人造太陽的反應(yīng)過程 D．紅矮星的演變過程 2．下列說法中正確的是(　　) A．由于太陽引力場的影響，我們有可能看到太陽后面的恒星 B．強引力作用可使光譜線向紅端偏移 C．引力場越強的位置，時間進程越快 D．由于物質(zhì)的存在，實際的空間是彎曲的 3．設(shè)在正負(fù)電子對撞機中，電子和正電子以速度0.90c相向飛行，它們之間的相對速度為(　　) A．0.994c　　　　　　　　　 B．1.8c C．0.90c D．c 4．一輛由超強力電池供電的摩托車和一輛普通有軌電車，都被加速到接近光速。在我們的靜止參考系中進行測量，哪輛車的質(zhì)量將增大(　　) A．摩托車 B．有軌電車 C．兩者都增加 D．都不增加 5．如圖所示，在一個高速轉(zhuǎn)動的巨大轉(zhuǎn)盤上，放著A、B、C三個時鐘，下列說法正確的是(　　) A．A時鐘走時最慢，B時鐘走時最快 B．A時鐘走時最慢，C時鐘走時最快 C．C時鐘走時最慢，A時鐘走時最快 D．B時鐘走時最慢，A時鐘走時最快 能力提升 6．如圖所示是黑洞的示意圖，黑洞是質(zhì)量非常大的天體，由于質(zhì)量很大，引起了其周圍的時空彎曲，從地球上觀察，我們看到漆黑一片，那么關(guān)于黑洞，你認(rèn)為正確的是(　　) A．內(nèi)部也是漆黑一片，沒有任何光 B．內(nèi)部光由于引力的作用發(fā)生彎曲，不能從黑洞中射出 C．內(nèi)部應(yīng)該是很亮的 D．如果有一個小的星體經(jīng)過黑洞，將會被吸引進去 7．太陽在不斷地輻射能量，因而其質(zhì)量也在不斷地減小。若太陽每秒輻射的總能量為41026 J，試計算太陽在一秒內(nèi)失去的質(zhì)量。估算5 000年總共減少了多少質(zhì)量，并與太陽的總質(zhì)量21027 t比較。 8．光子飛船相對地面以v1＝0.9c沿＋x方向飛行，光子炮彈相對于飛船以速度v2＝0.9c向前射出，求從地面觀測到的光子炮彈的速度。 參考答案 1. 答案：CD　點撥：C選項中的過程屬于微觀的情況，D選項中的過程屬于高速的情況。 2. 答案：ABD　點撥：由廣義相對論我們知道：物質(zhì)的引力使光線彎曲，因此選項A、D是正確的。在引力場中時間進程變慢，而且引力越強，時間進程越慢，因此我們能觀察到引力紅移現(xiàn)象，所以選項B正確、C錯。 3. 答案：A　點撥：由v相對＝，得v相對＝≈0.994c，故A正確。 4. 答案：B　點撥：物體質(zhì)量增大只是發(fā)生在給它不斷輸入能量的時候，而不一定是增加速度的時候。對有軌電車，能量通過導(dǎo)線，從發(fā)電廠源源不斷輸入；而摩托車的能源卻是它自己帶的。能量不斷從外界輸入有軌電車，但沒有能量從外界輸給摩托車。能量對應(yīng)于質(zhì)量，所以有軌電車的質(zhì)量將隨速度增加而增大，而摩托車的質(zhì)量不會隨速度增加而增大，B正確。 5. 答案：C　點撥：根據(jù)廣義相對論的等效原理可知，加速參考系中出現(xiàn)的慣性力等效于引力，在引力場中，時鐘變慢，引力場越強，時鐘變慢越快，轉(zhuǎn)盤上的觀察者認(rèn)為，圓盤是靜止的，在圓盤上存在著一個引力(非慣性力，與向心力大小相等、方向相反)，方向指向邊緣，越靠近邊緣，引力越強，時鐘走時越慢，故選項C正確。 6. 答案：BCD　點撥：黑洞之所以黑是因為光不能從其中射出，而不是內(nèi)部沒有光線，由于引力的作用，其光線彎曲程度很大，不能射出。 7. 點撥：太陽每秒失去的質(zhì)量為Δm＝1010kg≈4.4109 kg；5 000年內(nèi)太陽總共減少的質(zhì)量為ΔM＝5 000365243 6004.4109 kg≈6.91020 kg； 與總質(zhì)量的比值為＝3.4510－10。 答案：4.4109 kg　7.01020 kg　減少了太陽總質(zhì)量的3.510－10倍 8. 答案：0.994c　點撥：以地面為S系，以火箭為S′系， 則v＝v1＝0.9c，u′＝v2＝0.9c 所以u＝＝0.994c。