物理人教版选修3-4课后训练：第十五章 3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介 Word版含解析

课后训练

基础巩固

1.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

2．下列说法中正确的是( )

A．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星 B．强引力作用可使光谱线向红端偏移 C．引力场越强的位置，时间进程越快

D．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的

3．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( )

A．0.994c B．1.8c C．0.90c D．c

4．一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

5．如图所示，在一个高速转动的巨大转盘上，放着A、B、C三个时钟，下列说法正确的是( )

A．A时钟走时最慢，B时钟走时最快 B．A时钟走时最慢，C时钟走时最快 C．C时钟走时最慢，A时钟走时最快 D．B时钟走时最慢，A时钟走时最快 能力提升

6．如图所示是黑洞的示意图，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．如果有一个小的星体经过黑洞，将会被吸引进去

7．太阳在不断地辐射能量，因而其质量也在不断地减小。若太阳每秒辐射的总能量为4×1026 J，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，并与太阳

的总质量2×1027 t比较。

8．光子飞船相对地面以v1＝0.9c沿＋x方向飞行，光子炮弹相对于飞船以速度v2＝0.9c向前射出，求从地面观测到的光子炮弹的速度。

参考答案

1. 答案：CD 点拨：C选项中的过程属于微观的情况，D选项中的过程属于高速的情况。

2. 答案：ABD 点拨：由广义相对论我们知道：物质的引力使光线弯曲，因此选项A、D是正确的。在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B正确、C错。

3. 答案：A 点拨：由v相对＝

uv0.9c0.9c，得v相对＝≈0.994c，故A正确。 uv0.9c0.9c121cc24. 答案：B 点拨：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。能量对应于质量，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，B正确。

5. 答案：C 点拨：根据广义相对论的等效原理可知，加速参考系中出现的惯性力等效于引力，在引力场中，时钟变慢，引力场越强，时钟变慢越快，转盘上的观察者认为，圆盘是静止的，在圆盘上存在着一个引力(非惯性力，与向心力大小相等、方向相反)，方向指向边缘，越靠近边缘，引力越强，时钟走时越慢，故选项C正确。

6. 答案：BCD 点拨：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，由于引力的作用，其光线弯曲程度很大，不能射出。

E410264109

7. 点拨：太阳每秒失去的质量为Δm＝2×10kg≈4.4×10 kg；5 kg=82c(310)9000年内太阳总共减少的质量为ΔM＝5 000×365×24×3 600×4.4×109 kg≈6.9×1020 kg；

M6.91020－10

与总质量的比值为＝3.45×10。 273M21010答案：4.4×109 kg 7.0×1020 kg 减少了太阳总质量的3.5×10

8. 答案：0.994c 点拨：以地面为S系，以火箭为S′系， 则v＝v1＝0.9c，u′＝v2＝0.9c 所以u＝

－10

倍

uv0.9c0.9c＝0.994c。 uv0.9c0.9c121cc2