15.3 狭义相对论的其他结论15.4广义相对论简介-2020-2021学年高二物理针对训练（人教版选修3-4）

《15.3 狭义相对论的其他结论15.4广义相对论简介》针对训练 1．如果你以接近于光速的速度朝一星体飞行（如图），你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动 A．你的质量在增加 B．你的心脏跳动在慢下来 C．你在变小 D．你永远不能由自身的变化知道你的速度 【答案】D 【解析】根据广义相对论的几个结论，可知选项D正确。 2．设想有一艘飞船以v＝0.8c的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿其运动方向抛出一物体，该物体相对于飞船的速度为0.9c，从地面上的人看来，物体的速度为 A．1.7c　　B．0.1c　　C．0.99c　 D．无法确定 【答案】C 【解析】根据相对论速度变换公式：u＝eq \f(u′＋v,1＋\f(u′v,c2))，得u＝eq \f(0.8c＋0.9c,1＋\f(0.8c×0.9c,c2))＝0.99c，故选项C正确。 3．一艘大船在平静的大洋中匀速行驶，一个人在其密闭的船舱内向各个不同的方向做立定跳远实验，并想由此来判断船航行的方向，假设他每次做的功相同，下列说法正确的是 A．如果向东跳得最远，则船向东行驶 B．如果向东跳得最近，则船向东行驶 C．他向各个方向跳的最大距离相同，不能由此判断船行方向 D．他向各个方向跳的最大距离不同，但不能由此判断船行方向 【答案】C 【解析】根据广义相对性原理可判C选项正确。 4．下列问题需要用相对论来进行解释的是 A．“嫦娥一号”的运行轨迹的计算B．喷气式飞机的空中运行 C．人造太阳的反应过程 D．红矮星的演变过程 【答案】CD 【解析】凡是高速、微观、强引力问题都需要用相对论来进行解释；C选项中的过程属于微观的情况，D选项中的过程属于强引力的情况。 5．下列说法中正确的是 A．物体的引力使光线弯曲 B．光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用 C．在强引力的星球附近，时间进程会变慢 D．广义相对论可以解释引力红移现象 【答案】ACD 【解析】根据广义相对论的几个结论可知，选项A、C、D正确，B错误。 6．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，我们看到漆黑一片，那么关于黑洞，你认为正确的是 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 【答案】BCD 【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 7．根据爱因斯坦质能方程，以下说法正确的是 A．任何核反应，只要伴随能量的产生，则反应前后各物质的质量和一定不相等 B．太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小 C．虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不可改变的 D．若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大 【答案】ABD 【解析】根据E＝mc2，当物体能量变化时，参加核反应的物质的质量发生变化，故选项A正确；太阳向外辐射能量，对应的总质量一定减小，故选项B正确、选项C错误；当地球向外辐射的能量小于从外界获得的能量时，地球的总能量增加，对应地球的质量也将增加，选项D正确。 7．下列说法中正确的是 A．万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释 B．电磁力无法用狭义相对论做出正确的解释 C．万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架 D．狭义相对论是非惯性参考系之间的理论 E．在任何参考系中，物理规律都是相同的，这就是广义相对性原理 【答案】CE 【解析】万有引力理论无法纳入狭义相对论框架，A错；电磁力能够用狭义相对论解释，B错；惯性参考系在狭义相对论中具有特殊地位，D错。 8．回旋加速器给带电粒子加速时，不能把粒子的速度无限制地增大，其原因是 A．加速器功率有限，不能提供足够大的能量 B．加速器内无法产生磁感强度足够大的磁场 C．加速器内无法产生电场强度足够大的电场 D．速度增大使粒子质量增大，粒子运行的周期与交变电压不再同步，无法再加速 【答案】D 【解析】回旋加速器中带电粒子运动的周期为T＝eq \f(2πm,qB)，当粒子速度比较小时，可以认为其质量是不变的，那么其周期也不变。但当粒子的速度很大，接近光速时，其质量明显增大，周期也发生了明显变化，粒子运行的周期与交变电压不再同步，无法再加速。 9．如果宇航员驾驶一艘飞船以接近于光速的速度朝一星体飞行，他是否可以根据下述变化发觉自己是在运动 A．他的质量在减少 B．他的心脏跳动在慢下来 C．他永远不能由自身的变化知道他是否在运动 D．他在变大 【答案】C 【解析】根据相对论理论，只有在相对物体运动的参考系中才能观察到物体的相对论效应，而宇航员以相对自己静止的参考系观