2019-2020年高中物理課時(shí)跟蹤檢測(cè)十六廣義相對(duì)論初步探索宇宙魯科版一、選擇題(共6小題，每小題5分，共30分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確。)1下列說(shuō)法中正確的是()在任何參考系中，物理規(guī)律都是相同的，這就是廣義相對(duì)性原理在不同的參考系中，物理規(guī)律都是不同的，例如牛頓運(yùn)動(dòng)定律僅適用于慣性參考系一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)，這就是著名的等效原理一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系等價(jià)，這就是著名的等效原理ABC D2對(duì)大爆炸理論提供支持的事實(shí)是()A水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)B光線(xiàn)在引力場(chǎng)中的彎曲C哈勃發(fā)現(xiàn)，遙遠(yuǎn)恒星發(fā)出的光譜與地球上同種物質(zhì)的光譜相比，波長(zhǎng)變長(zhǎng)D長(zhǎng)度縮短效應(yīng)3人類(lèi)最早對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)學(xué)說(shuō)是()A地心說(shuō) B日心說(shuō)C大爆炸學(xué)說(shuō) D以上說(shuō)法都不正確4大爆炸理論認(rèn)為，我們的宇宙起源于大約150億年前的一次大爆炸。除開(kāi)始瞬間外，在演化至今的大部分時(shí)間內(nèi)，宇宙基本上是勻速膨脹的。上世紀(jì)末，對(duì)1A型超新星的觀測(cè)顯示，宇宙正在加速膨脹。面對(duì)這個(gè)出人意料的發(fā)現(xiàn)，宇宙學(xué)家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量組成，它們的排斥作用導(dǎo)致宇宙在近段天文時(shí)期內(nèi)開(kāi)始加速膨脹，如果真是這樣，則標(biāo)志宇宙大小的宇宙半徑R和宇宙年齡t的關(guān)系，大致是圖1中的哪個(gè)圖像()圖15矮星表面原子發(fā)光的波長(zhǎng)與同種原子在地球上發(fā)光的波長(zhǎng)相比，下列說(shuō)法正確的是 ()A矮星表面的原子發(fā)光波長(zhǎng)較長(zhǎng)B地球表面的原子發(fā)光波長(zhǎng)較長(zhǎng)C一樣長(zhǎng)D無(wú)法確定6.如圖2所示，在一個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的巨大轉(zhuǎn)盤(pán)上，放著A、B、C三個(gè)時(shí)鐘，下列說(shuō)法正確的是()圖2AA時(shí)鐘走時(shí)最慢，B時(shí)鐘走時(shí)最快BA時(shí)鐘走時(shí)最慢，C時(shí)鐘走時(shí)最快CC時(shí)鐘走時(shí)最慢，A時(shí)鐘走時(shí)最快DB時(shí)鐘走時(shí)最慢，A時(shí)鐘走時(shí)最快二、非選擇題(共2小題，共20分)7(8分)哪些實(shí)驗(yàn)觀測(cè)支持廣義相對(duì)論？8(12分)(1)假設(shè)宇宙飛船是全封閉的，宇航員和外界沒(méi)有任何聯(lián)系，宇航員如何判斷使物體以某一加速度下落的力到底是引力還是慣性力？(2)在一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)的參考系中觀察，光束會(huì)彎曲嗎？引力對(duì)光束的效應(yīng)告訴我們什么？答 案1選D由廣義相對(duì)性原理和等效原理的內(nèi)容知正確，故應(yīng)選D。2選C大爆炸理論的主要觀點(diǎn)是宇宙起源于一個(gè)“奇點(diǎn)”，發(fā)生大爆炸后，宇宙不斷膨脹，溫度不斷降低。根據(jù)多普勒效應(yīng)，如果恒星離我們而去，光的顏色偏紅。哈勃的發(fā)現(xiàn)，表明不管往哪個(gè)方向看，遠(yuǎn)處的星系正急速遠(yuǎn)離我們而去，所以C正確。3選A人類(lèi)對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。在人類(lèi)歷史上，相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，人們認(rèn)為地球是宇宙的中心，再后來(lái)哥白尼提出了“日心說(shuō)”，認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心，后來(lái)人類(lèi)對(duì)宇宙的起源進(jìn)行探究，物理學(xué)家提出了大爆炸學(xué)說(shuō)。4選C由題意知，宇宙半徑R隨時(shí)間t先勻速增大后加速膨脹，加速膨脹過(guò)程中R和時(shí)間平方成正比，半徑隨時(shí)間增大急劇增大，圖像C符合。5選A矮星體積很小，質(zhì)量卻很大，其表面引力場(chǎng)很強(qiáng)，引力比地球表面大得多，其表面的時(shí)間進(jìn)程比較慢，矮星上原子發(fā)光的波長(zhǎng)比地球上同種原子發(fā)光的波長(zhǎng)長(zhǎng)，這也就是矮星上發(fā)生“光譜線(xiàn)紅移”現(xiàn)象的原因，故A正確。6選C由圖可知A、B、C三個(gè)時(shí)鐘的線(xiàn)速度不同，其中C時(shí)鐘的線(xiàn)速度最大。由相對(duì)論可知C正確。7解析：水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)、光線(xiàn)在引力場(chǎng)中的彎曲、引力紅移現(xiàn)象和雷達(dá)回波延遲都支持廣義相對(duì)論。答案：見(jiàn)解析8解析：(1)宇宙飛船中的物體受到以某一加速度下落的力可能是由于受到某個(gè)星體的引力，也可能是由于宇宙飛船正在加速飛行。兩種情況的效果是等價(jià)的，所以宇航員無(wú)法判斷使物體以某一加速度下落的力是引力還是慣性力，即一個(gè)均勻的引力場(chǎng)與一個(gè)做勻加速運(yùn)動(dòng)的參考系是等價(jià)的。(2)在一個(gè)加速運(yùn)動(dòng)的參考系中觀察，光束會(huì)彎曲，因?yàn)榧铀龠\(yùn)動(dòng)的參考系中出現(xiàn)的慣性力等效于引力，使得光線(xiàn)發(fā)生彎曲。引力對(duì)光束的效應(yīng)說(shuō)明，引力的存在使空間變形。答案：見(jiàn)解析