第八章第二节 相对论初步
题型1 狭义相对论的原理和两个基本假设 题型2 广义相对论
▉题型1 狭义相对论的原理和两个基本假设
【知识点的认识】
狭义相对论的两个基本假设
（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
1．在1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是（ ）
A．在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
C．物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大
D．狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体
【答案】B
【解答】解：A、根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是相同的，故A错误；
B、根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中真空中的光速是相同的，故B正确；
C、根据长度的相对性关系：L，可知一个沿自身长度方向运动的物体，其长度总比物体静止时的长度小，故C错误；
D、低速运动时，只是高速运动的特殊情况，故相对论在低速运动时仍适用。
故选：B。
2．如图所示，强强乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为（ ）
A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c
【答案】D
【解答】解：根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。所以壮壮观测到该光束的传播速度为C，所以ABC错误，D正确。
故选：D。
3．以下说法正确的是（ ）
A．开普勒提出日心说，并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆
B．卡文迪许测量出万有引力常量，并提出万有引力定律
C．牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力
D．洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速，导弹的质量会明显增大
【答案】C
【解答】解：A、日心说是哥白尼提出的，开普勒是根据实验数据总结出行星三大运动定律，故A错误；
B、卡文迪许测量出了万有引力常量，但提出万有引力定律的是牛顿，故B错误；
C、牛顿万有引力定律的提出，经历了：提出猜想 理论推导 实验验证等阶段，其中实验验证，牛顿就证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力，故C正确；
D、在爱因斯坦的狭义相对论中，只有能跟光速相比拟的速度才能称为高速，真空中的光速为c＝3×108m/s，而导弹的速度远小于光速，所以没有明显的相对论效应，故D错误；
故选：C。
4．如图所示，位于教室中央的光源发出一个闪光，闪光照到了教室的前壁和后壁。教室的长度为10m。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者（ ）
A．测得照到前壁的光速度小于c
B．观测到飞船上的时间进程比教室慢
C．测得教室的长度小于10m
D．观察到光同时到达前、后壁
【答案】C
【解答】解：AD．根据光速不变原理，不论光源与观察者之间做怎样的相对运动，光速都是一样的等于c，教室相对于飞船向左运动，则光到前壁的路程变短，光先到达前壁，故AD错误；
BC．根据爱因斯坦的时间相对论公式Δt，可知飞太空飞船上的观察者认为看到教室中的时钟变慢，即观测到飞船上的时间进程比教室快，
根据长度相对论公式l，l＝l0教室的长度变短小于10m，故B错误，C正确。
故选：C。
5．关于经典力学理论，下述说法中正确的是（ ）
A．经典力学是过时和错误的
B．经典力学适用于宏观、低速、弱引力场
C．经典力学认为时空是相对的
D．经典力学可以预言各种尺度下的运动
【答案】B
【解答】解：AB.经典力学经典力学适用于宏观、低速、弱引力场，故A错误，B正确；
C.经典力学认为时空是绝对的，故C错误；
D.经典力学适用于宏观物体，不能预言各种尺度下的运动，故D错误。
故选：B。
6．如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C．假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测定A、C两塔被照亮的顺序是（ ）
A．同时被照亮 B．A先被照亮
C．C先被照亮 D．无法判断
【答案】C
【解答】解：列车上的观察者看到的是由B出发后经过A和C反射的光，由于列车在这段时间内向C运动靠近C，而远离A，所以C的反射光先到达列车上的观察者，看到C先被照亮。
故选：C。
7．你现在正在完成60分钟的物理考试，假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过（c为真空中的光速），从理论上看，飞船上的观察者认为你考完这场考试所用时间 ＞ 60分钟。（填“＞”或“＜”）
【答案】＞。
【解答】解：根据狭义相对论可知，飞船相对此考生以0.3c的速度匀速飞过时，飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间tt0
可知飞船上的观察者认为此考生考完这场考试所用的时间大于60分钟。
故答案为：＞。
8．如果光速只有甚至更小，相对论效应会 更显著 （选填“更显著”还是“更不容易看到”），如果引力常量G增大，牛顿力学的适用范围是 变小 （选填“变大”还是“变小”）
【答案】更显著，变小。
【解答】解：当物体以光速高速运动时，此时会产生一些可观测的奇妙的效应，即相对论效应，因此如果光速只有甚至更小，相对论效应更显著。
根据牛顿力学公式可知：万有引力等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方，用公式表达为：F，引力常量G作为乘数，其常量G变大，即Gm1m2变大，但是它们的距离r不变，则万有引力F会变大，从而导致牛顿力学的适用范围变小。
故答案为：更显著，变小。
9．在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪光传播的速度 相同 （填写“相同”或“不同”），判断依据是 光速不变原理 。
【答案】相同；光速不变原理
【解答】解：在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪光传播的速度相同，判断依据是光速不变原理。
故答案为：①.相同 ②.光速不变原理
▉题型2 广义相对论
【知识点的认识】
1.广义相对相对性原理和等效原理
（1）广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是相同的。
（2）等效原理：一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。
2.广义相对论的几个结论
（1）物质的引力使线弯曲。
（2）引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。与这一结论相关的现象是引力红移。
10．下列有关物理学的描述中，正确的是（ ）
A．经典力学在描写世界的运动规律时，认为时间、空间与物质及其运动有关
B．经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，因此没有局限性
C．在广义相对论中，时间、空间、物质及运动是紧密联系在一起的
D．在狭义相对论中，认为运动时长度会收缩、时钟会变快、质量会变小
【答案】C
【解答】解：A．在经典力学中，认为时间和空间都是独立的，也是绝对的，故A错误；
B．经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，它是从日常机械运动中总结出来的，超出这个范围，经典力学不适应，故B错误；
C．在广义相对论中，时间、空间、物质及运动是紧密联系在一起的，故C正确；
D．根据爱因斯坦的相对论可知，在狭义相对论中，当物体在接近光速运动时，认为运动时长度会收缩、时钟会变快、质量会变大，故D错误。
故选：C。
11．根据相对论的知识分析，下列说法正确的是（ ）
A．经过太阳周边的光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用
B．牛顿是狭义相对论和广义相对论的创立者
C．引力场越强的位置，时间进程越快
D．广义相对论可以解释引力红移现象
【答案】D
【解答】解：AD、根据广义相对论，物质的引力会使光线弯曲，引力越强，弯曲越厉害，经过太阳周边的光线弯曲的原因是引力引起的，广义相对论可以解释引力红移现象，故A错误，D正确；
B、爱因斯坦是狭义相对论和广义相对论的创立者，故B错误；
C、引力场越强的位置，时间进程越慢，故C错误。
故选：D。
12．中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块组成。
（1）学习了广义相对论后，某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转，使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中长期失重的问题。广义相对论的基本原理是（ CD ）
A．相对性原理
B．光速不变原理
C．等效原理
D．广义相对性原理
E．质能关系
（2）如图所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为r。航天员（可视为质点）站在外侧壁上随着空间站做匀速圆周运动，为了使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，空间站的转速应为 （地面重力加速度大小用g表示），人感受到的“重力”方向 远离 （选填：“指向”或“远离”）转动中心。
（3）中国空间站绕地球运行方向如图所示，由于地球遮挡阳光，空间站内宇航员在一天内会经历多次日落日出。太阳光看作平行光，空间站经历一次日落到日出转过的圆心角为2θ，则空间站线速度大小与第一宇宙速度大小之比为（ B ）
A．
B．
C．
D．sinθ
【答案】（1）CD；（2）；远离；（3）B。
【解答】解：（1）广义相对论的基本原理是广义相对性原理、等效原理。故ABE错误，CD正确。
故选：CD。
（2）设空间站的转速为n，则其角速度为ω＝2πn
由题意可知航天员受到外侧壁对其支持力等于mg，根据牛顿第二定律有mg＝mω2r
联立解得
人感受到的“重力”的方向是与所受的支持力的方向相反的，即远离转动中心。
（3）空间站绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，有
解得
其中r为轨道半径。第一宇宙速度v1对应地球表面附近的轨道速度，即
其中R为地球半径。因此空间站线速度与第一宇宙速度的比值为
根据题意当空间站进入地球阴影时，太阳光与轨道半径方向形成夹角θ，如图所示
此时地球半径R与轨道半径r构成直角三角形关系，满足
解得
代入比值公式得
故ACD错误，B正确。
故选：B。
故答案为：（1）CD；（2）；远离；（3）B。
13．（1）一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的九分之一，已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为 B 。
A.R
B.2R
C.3R
D.4R
（2）如图所示，甲同学乘速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙同学，乙同学的飞行速度为0.5c，甲同学向乙同学发出一束光进行联络，则甲同学观测到该光束的传播速度为 A 。
A.c
B.0.4c
C.0.9c
（3）（多选）广义相对论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的推广，是我们理解天体物理和宇宙学的重要理论基础。下列不属于广义相对论的是 D 。
A.引力场中的谱线红移
B.水星公转轨道的近日点进动
C.引力场中的时钟变慢
D.物体的运动速度越大，运动质量越大
（4）地球与火星质量的比值约为9、半径的比值约为2。在火星表面的天问一号内，质量1kg的仪器受火星引力的大小约为 C 。
（A）0.2N
（B）2N
（C）4N
（D）48N
（5）如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。A是极地轨道卫星，在地球两极上空约1000km处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星（即周期与地球自转周期相同的卫星），则 C 。
（A）a的周期比c大
（B）a、b的向心力一定相等
（C）a、b的速度大小相等
（D）a、b的向心加速度比c小
（6）2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是 D 。
A.核心舱的质量和绕地半径
B.核心舱的质量和绕地周期
C.核心舱的绕地角速度和绕地周期
D.核心舱的绕地线速度和绕地半径
【答案】（1）B，（2）A，（3）D，（4）C，（5）C，（6）D。
【解答】解：设地球质量为M，卫星质量为m，地球表面重力加速度为g，卫星轨道处重力加速度为g′。在地球表面，物体重力等于万有引力，有mg＝G；卫星在赤道上空运行时，有mg′＝G （h为卫星离地面高度 ）。已知g′g，解得h＝2R。
故选：B。
（2）根据光速不变原理，真空中的光速在任何惯性参考系中都是c，所以甲同学观测到该光束的传播速度为c。
故选：A。
（3）A、引力场中的谱线红移是广义相对论的预言之一，它反映了引力对光的频率的影响，属于广义相对论，故A错误；
B、水星公转轨道的近日点进动问题，牛顿引力理论无法很好地解释，而广义相对论能够对其进行准确的解释，属于广义相对论，故B错误；
C、引力场中的时钟变慢是广义相对论的结论体现了引力对时间的影响，属于广义相对论，故C错误；
D、物体的运动速度越大，运动质量越大，这是狭义相对论中关于质量﹣速度关系的内容，不属于广义相对论，故D正确。
故选：D。
（4）设地球质量为M，半径R，则火星质量为M，半径号R，
在地球表面有mg地，
火在火星表面有m′g火，
解得g火g地9.8m/s2≈4.36m/s2。
则质量1kg的仪器受火星引力的大小约为G＝mg火＝1×4.36N≈4N。
故选：C。
（5）A、根据万有引力提供向心力，有，解得T。可知轨道半径越大，周期越大；因为a的轨道半径c小，所以a的周期比c小，故A错误。
B、由于不知道卫星a、b的质量，故无法判断a、b的向心力大小，故B错误。
C、根据万有引力提供向心力，有m，解得v。a、b的轨道半径相同，所以a、b的速度大小相同，故C正确。
D、根据万有引力提供向心力，有man，解得an。可知轨道半径越大，向心加速度越小。因为a、b的轨道半径相同，c的轨道半径最大，所以a、b的向心加速度比c大，故D错误。
故选：C。
（6）ABC、设地球质量为M，核心舱的质量为m，对核心舱有mω2r＝m，解得M。可知核心舱的质量m被约掉了，故知道核心舱的质量和绕地半径、核心舱的质量和绕地周期、核心舱的绕地角速度和绕地周期均无法算出地球质量，故ABC错误。
D、对核心舱，根据m，解得M。所以知道核心舱的绕地线速度和绕地半径可算出地球质量，故D正确。
故选：D。
故答案为：（1）B，（2）A，（3）D，（4）C，（5）C，（6）D。
14．牛顿和爱因斯坦是史上最伟大的物理学双星。牛顿为经典物理学的建立奠定了坚实的基础；爱因斯坦则将物理学带到巅峰，照亮了世纪。
（1）爱因斯坦的主要贡献是 B 。
A．发现哈勃定律
B．建立广义相对论
C．发现万有引力定律
D．准确测定引力常量
（2）用牛顿力学解释下列现象，遇到困难的是 A 。
A．引力波的产生
B．地球绕太阳公转
C．发射火星探测器
D．高铁由上海向北京高速运动
（3）关于牛顿第一定律的理解，下列说法中正确的是 B 。
A．力是维持物体运动的原因
B．力是改变物体运动状态的原因
C．静止于地面上的物体，没有惯性
D．宇宙飞船中的物体，惯性比其在地面时要大
（4）关于狭义相对论的理解，下列说法中正确的是 C 。
A．运动速度越大，物体的质量越小
B．物体沿运动方向的长度总保持不变
C．高速运动的时钟比其静止时走的更慢
D．真空中的光速随光源移动速度的增大而减小
（5）图2示为正、负电子对撞机部分装置图。加速器可以把一个质量me＝9.1×10﹣31kg的电子加速到具有Ek＝7.28×10﹣14J的动能，某同学依据牛顿力学知识，由v计算出电子的速度将达到4.0×108m/s，这样的计算结果是 不合理 的（选填“合理”或“不合理”）。由此可见：牛顿运动定律在 高速、微观 情况下有局限性。
（6）如图3（a），某人拉着皮箱在水平地面上匀速向右运动，请用小圆点代替皮箱，在图3（b）中画出皮箱的受力示意图。。若观测者坐在速度v＝2.0×108m/s的向右飞驰而来的列车上，则其观察到皮箱的宽度L将 变小 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
【答案】（1）B；（2）A；（3）B；（4）C；（5）不合理，高速、微观；（6），变小。
【解答】解：（1）爱因斯坦的主要贡献是建立广义相对论，故ACD错误，B正确。
故选：B。
（2）用牛顿力学解释下列现象，遇到困难的是引力波的产生。故BCD错误，A正确。
故选：A。
（3）牛顿第一定律的揭示了一切物体都具有惯性，质量是惯性的唯一量度，且说明了力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因。故ACD错误，B正确。
故选：B。
（4）A．狭义相对论认为高速运动的物体质量会变大，故A错误；
B．在相对论中，沿自身长度方向运动的杆其长度总比杆静止时的长度小，故B错误
C．在相对论中，高速运动的时钟比其静止时走的更慢，故C正确；
D．狭义相对论中其基本原理是光速不变原理，故D错误。
故选：C。
（5）由计算出电子的速度将达到4.0×108m/s，可知按照牛顿力学得到的电子的速度大于真空中光速，这样的计算结果是不合理的；
由此可见：牛顿力学适用于低速、宏观的物体，牛顿运动定律在高速、微观情况下有局限性。
（6）皮箱的受力示意图如图所示：
在相对论中动尺变短，若观测者坐在速度v＝2.0×108m/s的向右飞驰而来的列车上，则其观察到皮箱的宽度L将变小。
故答案为：（1）B；（2）A；（3）B；（4）C；（5）不合理，高速、微观；（6），变小。第八章第二节 相对论初步
题型1 狭义相对论的原理和两个基本假设 题型2 广义相对论
▉题型1 狭义相对论的原理和两个基本假设
【知识点的认识】
狭义相对论的两个基本假设
（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．
（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．
1．在1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是（ ）
A．在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
C．物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大
D．狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体
2．如图所示，强强乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为（ ）
A．0.4c B．0.5c C．0.9c D．1.0c
3．以下说法正确的是（ ）
A．开普勒提出日心说，并指出行星绕太阳转动其轨道为椭圆
B．卡文迪许测量出万有引力常量，并提出万有引力定律
C．牛顿证明了地面上苹果受到的重力和地球对月亮的吸引力是同一种力
D．洲际导弹的速度有时可达到6000m/s，此速度在相对论中属于高速，导弹的质量会明显增大
4．如图所示，位于教室中央的光源发出一个闪光，闪光照到了教室的前壁和后壁。教室的长度为10m。在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者（ ）
A．测得照到前壁的光速度小于c
B．观测到飞船上的时间进程比教室慢
C．测得教室的长度小于10m
D．观察到光同时到达前、后壁
5．关于经典力学理论，下述说法中正确的是（ ）
A．经典力学是过时和错误的
B．经典力学适用于宏观、低速、弱引力场
C．经典力学认为时空是相对的
D．经典力学可以预言各种尺度下的运动
6．如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C．假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测定A、C两塔被照亮的顺序是（ ）
A．同时被照亮 B．A先被照亮
C．C先被照亮 D．无法判断
7．你现在正在完成60分钟的物理考试，假设一艘飞船相对你以0.3c的速度匀速飞过（c为真空中的光速），从理论上看，飞船上的观察者认为你考完这场考试所用时间 60分钟。（填“＞”或“＜”）
8．如果光速只有甚至更小，相对论效应会 （选填“更显著”还是“更不容易看到”），如果引力常量G增大，牛顿力学的适用范围是 （选填“变大”还是“变小”）
9．在速度为v行进的火车车厢正中的闪光灯发一次闪光向周围传播，分别以火车上的人和地面的人看闪光，则闪光传播的速度 （填写“相同”或“不同”），判断依据是 。
▉题型2 广义相对论
【知识点的认识】
1.广义相对相对性原理和等效原理
（1）广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是相同的。
（2）等效原理：一个均匀引力场与一个做匀加速运动的参考系等价。
2.广义相对论的几个结论
（1）物质的引力使线弯曲。
（2）引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别。与这一结论相关的现象是引力红移。
10．下列有关物理学的描述中，正确的是（ ）
A．经典力学在描写世界的运动规律时，认为时间、空间与物质及其运动有关
B．经典力学是许多科学家经过艰苦探索才完成的科学理论，因此没有局限性
C．在广义相对论中，时间、空间、物质及运动是紧密联系在一起的
D．在狭义相对论中，认为运动时长度会收缩、时钟会变快、质量会变小
11．根据相对论的知识分析，下列说法正确的是（ ）
A．经过太阳周边的光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用
B．牛顿是狭义相对论和广义相对论的创立者
C．引力场越强的位置，时间进程越快
D．广义相对论可以解释引力红移现象
12．中国空间站包括天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块组成。
（1）学习了广义相对论后，某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转，使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中长期失重的问题。广义相对论的基本原理是（ ）
A．相对性原理
B．光速不变原理
C．等效原理
D．广义相对性原理
E．质能关系
（2）如图所示，空间站的环状管道外侧壁到转轴的距离为r。航天员（可视为质点）站在外侧壁上随着空间站做匀速圆周运动，为了使其受到与在地球表面时相同大小的支持力，空间站的转速应为 （地面重力加速度大小用g表示），人感受到的“重力”方向 （选填：“指向”或“远离”）转动中心。
（3）中国空间站绕地球运行方向如图所示，由于地球遮挡阳光，空间站内宇航员在一天内会经历多次日落日出。太阳光看作平行光，空间站经历一次日落到日出转过的圆心角为2θ，则空间站线速度大小与第一宇宙速度大小之比为（ ）
A．
B．
C．
D．sinθ
13．（1）一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的九分之一，已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为 。
A.R
B.2R
C.3R
D.4R
（2）如图所示，甲同学乘速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙同学，乙同学的飞行速度为0.5c，甲同学向乙同学发出一束光进行联络，则甲同学观测到该光束的传播速度为 。
A.c
B.0.4c
C.0.9c
（3）（多选）广义相对论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的推广，是我们理解天体物理和宇宙学的重要理论基础。下列不属于广义相对论的是 。
A.引力场中的谱线红移
B.水星公转轨道的近日点进动
C.引力场中的时钟变慢
D.物体的运动速度越大，运动质量越大
（4）地球与火星质量的比值约为9、半径的比值约为2。在火星表面的天问一号内，质量1kg的仪器受火星引力的大小约为 。
（A）0.2N
（B）2N
（C）4N
（D）48N
（5）如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。A是极地轨道卫星，在地球两极上空约1000km处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星（即周期与地球自转周期相同的卫星），则 。
（A）a的周期比c大
（B）a、b的向心力一定相等
（C）a、b的速度大小相等
（D）a、b的向心加速度比c小
（6）2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是 。
A.核心舱的质量和绕地半径
B.核心舱的质量和绕地周期
C.核心舱的绕地角速度和绕地周期
D.核心舱的绕地线速度和绕地半径
14．牛顿和爱因斯坦是史上最伟大的物理学双星。牛顿为经典物理学的建立奠定了坚实的基础；爱因斯坦则将物理学带到巅峰，照亮了世纪。
（1）爱因斯坦的主要贡献是 。
A．发现哈勃定律
B．建立广义相对论
C．发现万有引力定律
D．准确测定引力常量
（2）用牛顿力学解释下列现象，遇到困难的是 。
A．引力波的产生
B．地球绕太阳公转
C．发射火星探测器
D．高铁由上海向北京高速运动
（3）关于牛顿第一定律的理解，下列说法中正确的是 。
A．力是维持物体运动的原因
B．力是改变物体运动状态的原因
C．静止于地面上的物体，没有惯性
D．宇宙飞船中的物体，惯性比其在地面时要大
（4）关于狭义相对论的理解，下列说法中正确的是 。
A．运动速度越大，物体的质量越小
B．物体沿运动方向的长度总保持不变
C．高速运动的时钟比其静止时走的更慢
D．真空中的光速随光源移动速度的增大而减小
（5）图2示为正、负电子对撞机部分装置图。加速器可以把一个质量me＝9.1×10﹣31kg的电子加速到具有Ek＝7.28×10﹣14J的动能，某同学依据牛顿力学知识，由v计算出电子的速度将达到4.0×108m/s，这样的计算结果是 的（选填“合理”或“不合理”）。由此可见：牛顿运动定律在 情况下有局限性。
（6）如图3（a），某人拉着皮箱在水平地面上匀速向右运动，请用小圆点代替皮箱，在图3（b）中画出皮箱的受力示意图。。若观测者坐在速度v＝2.0×108m/s的向右飞驰而来的列车上，则其观察到皮箱的宽度L将 。（选填“变大”、“不变”或“变小”）
