学人教版选修34 15.4广义相对论简介论 作业.docx

2017-2018学年度人教版选修3-4 15.4广义相对论简介论 作业1以下关于物理学史说法正确的是（）a. 亚里士多德认为轻、重物体下落一样快b. 伽利略创造了逻辑推理与实验相结合的研究方法c. 卡文迪许测定了万有引力常量d. 牛顿提出了广义相对论2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3下列说法正确的是()a. 在经典力学中,物体的质量是不随物体运动状态而改变的b. 以牛顿运动定律为基础的经典力学理论具有局限性,它只适用于低速运动,不适用于高速运动;只适用于宏观世界,不适用于微观世界c. 相对论的出现否定了经典力学理论d. 伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳演绎法”是经典力学方法的典型4如图甲所示，男同学站立不动吹口哨，一位女同学坐在秋千上来回摆动，据图乙，下列关于女同学的感受的说法正确的是()甲乙a. 女同学从a向b运动过程中，她感觉哨声音调变高b. 女同学从e向d运动过程中，她感觉哨声音调变高c. 女同学在点c向右运动时，她感觉哨声音调不变d. 女同学在点c向右运动时，她感觉哨声音调变高e. 女同学在点c向左运动时，她感觉哨声音调变低5如果你以接近于光速的速度朝一星体匀速飞行,你可以发觉()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6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7下列说法不正确的是()a. 分别用红光和紫光在同一装置上做衍射实验，红光条纹间距大于紫光条纹间距b. 由相对论知： ，所以回旋加速器无法将粒子加速到光速c. 在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了，火箭上的时间进程变慢了d. 根据广义相对论原理力学规律在不同参考系中是不同的8以下说法正确的是_a机械波的波速取决于介质，且波的传播速度总是与质点振动方向垂直，而电磁波的波速由介质和频率共同决定b一束白光穿过玻璃砖，各种单色光在玻璃砖中的速度不相等，红光速度最大，紫光速度最小c电磁波谱中，从无线电波到射线频率不断变大，不同波段的电磁波产生机理不同， 其中三种射线中射线穿透能力最强d光纤通信利用了全反射原理，光纤由內芯和外套两层组成，內芯的折射率大于外套的折射率e夜晚人们看到的天上星星的位置总比其实际位置低f肥皂泡呈彩色是光的干涉现象，增透膜厚度应为光波在此膜中波长的1/4g引力波是爱因斯坦在100年前提出广义相对论时所预言的一种以光速传播的时空波动，广义相对论还告诉我们，强引力的星球附近，时间进程会变快9在衍射技术中，常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距相近。已知中子质量，普朗克常量，试估算德布罗意波长的热中子动能的数量级为（ ）aj bj cj dj10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，时间进程越慢d由于物质的存在，实际的空间是弯曲的11地球上一观察者看见一飞船a以速度2.5108 m/s从他身边飞过,另一飞船b以速度2.0108 m/s 跟随a飞行。求:(1)a上的乘客看到b的相对速度;(2)b上的乘客看到a的相对速度。12假设有一对孪生兄弟a和b,其中b乘坐速度为v=0.9c的火箭飞往大角星(牧夫座a)又飞回地球,据a在地球上的观测大角星离地球有40光年。这次b往返飞行经历的时间为80.8年(如果b离开地球时,他们的年龄为20岁),试问当b回到地球时,他们的年龄各有多大?13一个原来静止的电子，经过100 v电压加速后它的动能是多少？质量改变了百分之几？速度是多少？此时能否使用公式？(me9.11031 kg)14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、负电子在湮没前均静止，由此估算辐射的总能量e.试卷第3页，总3页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1bc【解析】亚里士多德根据观察到的现象提出重的物体下落比轻的物体下落快；故a错误；伽利略创造了逻辑推理与实验相结合的研究方法；故b正确；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测定了引力常量；故c正确；爱因斯坦提出的相对论；故d错误；故选bc2acd【解析】a、在引力场存在的情况下，光线沿弯曲的路径传播，故a正确；b、光线弯曲的原因是引力作用，而不是介质不均匀的原因，故b错误；c、物质的引力使光线弯曲，故引力场的存在使得空间不同位置的时间进程会变慢，故c正确；d、近年来，多次观测到的“引力红移”现象，用爱因斯坦的狭义相对论无法解释，但是广义相对论很好解释，而且恰好证明了广义相对论的正确性，故d正确。故选acd。3abd【解析】在经典力学中，物体的质量物质的固有属性，不会随运动状态的而改变，故a正确经典力学理论只适用于宏观的、低速运动的物体，微观粒子、高速运动物体都不适用，故b正确相对论和量子力学并没有否定经典力学理论，经典力学理论是相对论在低速情况下和量子力学在宏观世界中的特殊情形故c错误伽利略的“自然数学化”的方法和牛顿的“归纳-演绎法”是经典力学方法的典型故d正确。所以abd正确，c错误。4ade【解析】女同学荡秋千的过程中，只要她有向右的速度，她都有靠近声源的趋势，根据多普勒效应，她都会感到哨声音调变高；反之，女同学向左运动时，她感到哨声音调变低，故ade正确，bc错误。5d【解析】相对论的基本概念是：当你被关在一个封闭的房子中时，你绝对无法知道房子是否在做匀速运动当房子突然停止运动时，在其中的人是能够感知这一点的；当房子突然开始运动时，其内部的人也能有感觉；当房子旋转时，关在其内部的人也能说出它在转动但如果房子是在做匀速直线运动即没有任何加速度，则在其内部的人就无法知道房子是否在移动即使房子有一个窗户，你从窗户向外看，看见某些东西在朝你移动，但你仍说不出是你的房子在向这些东西移动，还是这些东西在向你的房子移动所以宇航员以飞船为惯性系，其相对于惯性系的速度始终为零，因此他不可能发现自身的变化故d正确，abc错误。6a【解析】运动的钟变慢，运动的尺缩短，运动物体的质量变大，这是狭义相对论的几个重要的效应，揭示了时间、空间并非绝对不变的属性，故a正确；爱因斯坦相对论借鉴法国科学家拉瓦锡的学说，但“借鉴”不等于“革命”，故b错误；直接说“否定了牛顿力学的原理”是没有一分为二的认识，爱因斯坦相对论解释了经典牛顿力学不能解释的高速、微观范围，但狭义相对论在狭义相对性原理的基础上统一了牛顿力学和麦克斯韦电动力学两个体系，指出它们都服从狭义相对性原理，即没有否定牛顿力学的原理，故c错误；狭义相对论给出了物体在高速运动下的运动规律并提示了质量与能量相当，修正了能量、质量互相转化的理论，但“修正”也算不上革命故d错误。所以a正确，bcd错误。7d【解析】a、条纹间距与波长成正比，所以相邻红光干涉条纹间距大于相邻紫光干涉条纹间距，a正确；b、由相对论知： ，但宏观物体的速度不能达到光速，b正确；c、在地面附近有一高速飞过的火箭，地面上的人观察到火箭变短了符合相对论，由相对论知，故火箭上的时间进程变慢了，c正确；d、根据广义相对论原理力学规律在不同参考系中是不变的，d错误；本题选错误的，故选d。8bdf【解析】试题分析：机械波的波速取决于介质，横波的传播速度与质点振动方向垂直，纵波的传播方向与质点振动方向平行；电磁波的波速由介质决定，选项a错误；一束白光穿过玻璃砖，各种单色光在玻璃砖中的速度不相等，红光速度最大，紫光速度最小，选项b正确；电磁波谱中，从无线电波到射线频率不断变大，不同波段的电磁波产生机理不同， 三种射线中射线穿透能力最强，但是射线不是电磁波，选项c错误；光在光纤中的传输利用了全反射的原理，要求光线从光密介质射向光疏介质，则光纤内芯的折射率比外套的大，故d正确；由于大气的全反射，故夜晚人们看到的天上星星的位置总比其实际位置高，选项e错误；肥皂泡呈彩色是光的干涉现象，增透膜厚度应为光波在此膜中波长的1/4，选项f正确；引力波是爱因斯坦在100年前提出广义相对论时所预言的一种以光速传播的时空波动，广义相对论还告诉我们，强引力的星球附近，时间进程会变慢，选项g错误；故选bdf考点：电磁波和机械波的传播；电磁波谱；全反射；光的干涉；相对论【名师点睛】此题考查了电磁波和机械波的传播、电磁波谱、全反射、光的干涉以及相对论知识；解题时关键是多看书，加强记忆，对关键的知识要加深理解9c【解析】试题分析：由德布罗意波公式得。而，则所以因此热中子的动能的数量级10-21j考点：考查了德布罗意波10abcd【解析】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、c正确思路分析：由考查广义相对论原理和等效原理。试题点评：本题考查广义相对论原理和等效原理。11(1)-1.125108 m/s (2)1.125108 m/s【解析】试题分析：根据爱因斯坦狭义相对论，运动具有相对性，相对速度的公式为，代入求解即可。（1）a上乘客看地以-2.5108 m/s的速度向后，在地面看b以2.0108 m/s的速度向前，则a上乘客看b的速度为,代入数据解得： 。（2）b看a则相反为1.125108 m/s。点睛：本题考查爱因斯坦的速度相对性公式，关键是记住公式。12a为100.8岁,b为55.2岁【解析】试题分析：根据爱因斯坦的狭义相对论，空间距离是相对的，根据时间的相对性公式 列式求解即可。设b在飞船惯性系中经历的时间为t，根据相对论效应得：即有，解得：t=35.2（年）所以b回到地球时的年龄为20+35.2=55.2岁a的年龄为20+80.8=100.8岁点睛：本题主要考查了相对论，关键明确时间间隔的相对性，记住公式。131.61017 j0.02 %5.9106 m/s能【解析】由动能定理得：ekeu1.61019100 j1.61017 j.因ek(mem0)c2，有所以0.02%.上述结果表明：加速后电子的运动还属低速的范畴，因此可用进行有关计算，即，有m/s5.9106 m/s思路分析：经过电场加速后的电子能量与应用质能方程后的判定是确定是否能使用动能公式的依据