2020学年高中物理第15章相对论简介第3节、第4节狭义相对论的其他结论广义相对论简介课后练习含解

1、狭义相对论的其他结论 广义相对论简介一、选择题（13题为单选题，4、5题为多选题）1（2019山西省临汾一中高二下学期期中）引力波是根据爱因斯坦的广义相对论作出的奇特预言之一，三位美国科学家因在引力波的研究中有决定性贡献而荣获诺贝尔奖,对于引力波概念的提出，可以通过这样的方法来理解：麦克斯韦认为，电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波;爱因斯坦认为,物体周围存在引力波,当物体加速运动时，会辐射出引力波，爱因斯坦的观点的提出，采取了下列哪种研究方法（D)A控制变量法 B对比法C观察法 D类比法解析：常用的物理学研究方法有:控制变量法、等效替代法、模型法、比较法、类比法、转换法等，这些方法

2、是科学探究中的重要思想方法。爱因斯坦根据麦克斯韦的观点:电荷周围有电场，当电荷加速运动时，会产生电磁波，提出了物体周围存在引力波，当物体加速运动时，会辐射出引力波的观点，采用了类比法。故选D。2爱因斯坦提出了质能方程，揭示了质量与能量的关系。关于质能方程，下列说法正确的是(B）A质量和能量可以相互转化B当物体向外释放能量时，其质量必定减少,且减少的质量m与释放的能量E满足Emc2C如果物体的能量增加了E，那么它的质量相应减少m，并且Emc2Dmc2是物体能够放出能量的总量解析：爱因斯坦的质能方程说明物体的质量和能量之间有着Emc2这种对应关系，故选项B正确.3关于相对论,下列说法正确的是（D）

3、A狭义相对论认为，如果物体在地面上静止不动，任何人在任何参考系里面测出物体的长度都是一样的B狭义相对论认为，对于一切物理规律,所有的参考系都是平权的C狭义相对论认为相对于观察者静止的钟走得是最慢的D广义相对论认为一个做匀加速运动的参考系和一个均匀的引力场是等效的解析：根据尺缩效应，相对论时空观认为运动的尺子会变短，如果物体在地面上静止不动，在相对于地面运动的参考系里面测出物体的长度和在地面上测出物体的长度是不一样的，故A错误；狭义相对论认为，一切的惯性参考系都是平权的，即物理规律的形式在任何的惯性参考系中是相同的，故B错误；根据钟慢效应运动的钟比静止的钟走得慢,狭义相对论认为相对于观察者静止的

4、钟走得最快，故C错误；广义相对论是一种新的时空与引力的理论，广义相对论认为一个做匀加速运动的参考系和一个均匀的引力场是等效的，故D正确。4以下说法中，错误的是（CD）A矮星表面的引力很强B在引力场弱的地方比引力场强的地方，时钟走得快些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。5黑洞是质量非常大的天体，由于质量很大，引起了其周围的时空弯曲，从地球上观察，我们看到漆黑一

5、片,那么关于黑洞，你认为正确的是(BCD)A内部也是漆黑一片，没有任何光B内部光由于引力的作用发生弯曲,不能从黑洞中射出C内部应该是很亮的D如果有一个小的黑体经过黑洞，将会被吸引进去解析：黑洞之所以黑是因为光不能从其中射出，而不是内部没有光线，由于强大的引力作用，小黑体也将会被吸引进去。二、非选择题6(1）冥王星绕太阳公转的线速率为4.83103 m/s,求其静止质量为运动质量的百分之几？(2）星际火箭以0.8c的速率飞行，其静止质量为运动质量的多少倍?答案：（1）99。999 9（2）0.6倍解析：设冥王星的静止质量为m0，运动质量为m，由公式m可得10099.999 9（2)设星际火箭的静

6、止质量为m0，运动质量为m，则0.6倍。7设想地球上有一观察者测得一宇宙飞船以0.60c的速率向东飞行，5.0 s后该飞船将与一个以0.80c的速率向西飞行的彗星相碰撞。试问:（1）飞船中的人测得彗星将以多大的速率向它运动？(2)从飞船中的时钟来看，还有多少时间允许它离开航线,以避免与彗星碰撞。答案：（1）0。946c(2)4.0 s解析:这是一个相对论速度变换问题。取地球为S系，飞船为S系,向东为x轴正向，则S系相对S系的速率v0。60c，彗星相对S系的速率ux0。80c(1）由速度变换可得所求结果ux0.946c即彗星以0。946c的速率向飞船靠近。（2)由时间间隔的相对性有t5.0 s解

7、得4。0 s尊敬的读者：本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来，本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对，但是难免会有不尽如人意之处，如有疏漏之处请指正，希望本文能为您解开疑惑,引发思考。文中部分文字受到网友的关怀和支持，在此表示感谢！在往后的日子希望与大家共同进步，成长。This article is collected and compiled by my colleagues and I in our busy schedule. We proofread the content carefully before the release of this article, but it is inevitable that there will be some unsatisfactory points. If there are omissions, please correct them. I hope this article can solve your doubts and arouse your thinking. P