案例分析题 引力是物质世界的一种客观属性。牛顿以精确的数学形式表述的万有引力定律，是人类对引力认识的第一座里程碑。后来，由于牛顿引力理论对解释一些天体物理问题遇到了困难，爱因斯坦于 1916 年发表了著名的广义相对论，其中预言，宇宙中存在着引力波。什么是引力波呢?一般说来，引力波即引力的波动，它与引力的强弱变化有关。引力波由加速运行的物体所产生，其传播速度等于光速，并且在时间-空间的结构中引起波动。它与电磁波、声波和水波不同，宇宙间所有物质都会受到引力波所造成的变形。①
如果你把一只台球悬挂起来，使它像打秋千似的荡来荡去。当它荡到比较靠近你时，其引力作用比离你较远时更为大些，就形成引力波。换句话说，球的摆动，使它的引力发生一种像波那样起伏的变化。实际上，这种波的强度是极其微弱的。____________。所以说，只有巨大的恒星坍缩或爆炸时所产生的引力波才可能被测到。②
在爱因斯坦预言引力波存在之后的许多年中，科学家做了不少实验来搜寻引力波。美国马里兰大学的韦伯教授，是第一个从 20 世纪 50 年代开始就认真进行引力波测定工作的。韦伯把一个大铝桶在真空室内，使之冷却到接近绝对零度（约零下 273℃），然后测定来自太空的引力波穿过铝桶时所引起的微小膨胀和收缩。后来，国际上不少研究者都效法韦伯研究引力波。遗憾的是，人们始终未能搜寻到引力波。这是因为引力效应的极端微弱，使得处理引力的一些技术问题困难重重。③
1974 年 10 月，在波多黎各的阿雷西博天文台，美国科学家泰勒等人应用世界上最大的射电望远镜，发现了一颗脉冲星——PSR1913+16。这颗距地球 16000 光年的天体，竟以 300 千米/秒的高速与一个黑暗的伴星互绕转动，但其转动周期在 4 年中缩短了 0.4 毫秒（即每年缩短 0.1 毫秒）。这意味着它的能量由于不断地辐射引力波而在逐渐地损耗。他们把观测值与根据广义相对论理论的计算值相比较，发现符合得很好。由此，间接地证明这颗脉冲星在辐射着引力波。4 年之后，泰勒在国际天体物理学大会上宣布了这一观测结果，当即在科学界引起了轰动。④
引力波的常规测定，将会为人们提供第一次机会来研究恒星发展中和黑洞的中心处所发生的巨大变动。有人设想，由于引力波不会被屏蔽，可以利用它作穿透地球的通信联系。引力波将成为宇宙的“电视”波，在宇宙中的每一件大事都会作为一个节目而被播放出来。但是，利用引力波的研究，很可能解开许多现在用光学望远镜和射电望远镜所难以揭示的宇宙之谜。总之，能观测到引力波，将使现代物理学进入崭新的境界，也将为观测宇宙打开一扇新的窗户。这扇窗户可以说是有史以来人或机器所窥视过的最清晰透明的窗户。
多选题 54.文章第四段意在说明（ ）
【正确答案】 A
【答案解析】第 4 段开篇指出“在爱因斯坦预言引力波存在之后的许多年中，科学家做了不少实验来搜寻引力波”，接着以美国马里兰大学韦伯教授的实验为例进行说明，并指出后来国际上不少研究者都效法韦伯研究引力波。紧接着出现一个非典型转折词“遗憾的是”，引出文段重点，“人们始终未能搜寻到引力波”。故文段重在指出测得引力波并非易事，对应 A 项。
B 项：“实验原理错误”文段未涉及，无中生有，排除。
C 项：“测定方法多种多样”文段未涉及，无中生有，排除。
D 项：“适用范围广”文段未涉及，无中生有，排除。
故正确答案为 A。
【文段出处】《为什么要搜索引力波》
多选题 55.填入文中画横线处最恰当的一句是（ ）
【正确答案】 C
【答案解析】横线出现在文段中间，需关注上下文联系，且横线处应与上下文话题一致。根据后文“所以说”可知，后文是对横线处所填语句的解释说明总结概括，后文讲到“只有巨大的恒星坍缩或爆炸时所产生的引力波才可能被测到”。前文讲的是台球也可以形成引力波，但是极其微弱。故横线处所填语句应表达要产生较强的引力波，物体的质量必须较大，对应 C。
A 项：“引力波几乎不和物质相互作用”与文意相悖，排除。
B 项：“释放的能量”与上下文话题不一致，排除。
D 项：“即使引力波携带着巨大的能量，也很难被探测到”与文意相悖，排除。
故正确答案为 C。
【文段出处】《为什么要搜索引力波》
多选题 56.根据文章第五段可知，脉冲星 PSR1913+16（ ）
【正确答案】 B
【答案解析】A 项：根据“这意味着它的能量由于不断地辐射引力波而在逐渐地损耗”可知，该项表述错误，排除。
B 项：根据“由此，间接地证明这颗脉冲星在辐射引力波”可知，该项表述正确，当选。
C 项：根据“但其转动周期在 4 年中缩短了 0.4 亳秒”可知，文段并未指明转动周期具体是多少，排除。
D 项：根据“竟以 300 千米/秒的高速与一个黑暗的伴星互绕转动”可知，该项表述错误，排除。
故正确答案为 B。
【文段出处】《为什么要搜索引力波》
多选题 57.“在理论上，任何运动的物质都会产生引力波。”这句话最适合放入文中哪个位置?（ ）
【正确答案】 A
【答案解析】“在理论上，任何运动的物质都会产生引力波”这句话最适合放入文中哪个位置，需关注上下文联系，应与上下文话题一致。第 2 段尾句讲到“它与电磁波、声波和水波不同，宇宙间所有物质都会受到引力波所造成的变形”，第 3 段分别以台球和恒星为例进行说明，无论多大多小的物体都可以产生引力波。“在理论上，任何运动的物质都会产生引力波”这句话与第 2、3 段联系紧密，故应放在①处，对应 A 项。
B、C 项：②处和③处的前后均在围绕引力波的检测来论述，和该句“产生引力波”话题不一致，排除。
D 项：④处前后围绕引力波检测结果、带来的轰动以及深远的意义来描述，和该句“产生引力波”话题依然不一致，排除。
故正确答案为 A。
【文段出处】《为什么要搜索引力波》
多选题 58.最适合做这篇文章标题的是（ ）
【正确答案】 D
【答案解析】第 1 段通过引力的介绍引出宇宙中存在的引力波；第 2 段介绍什么是引力波；第 3 段介绍无论物质大小都能产生引力波；第 4 段讲到科学家做了不少实验来搜寻引力波，但始终未能搜寻到引力波；第 5 段讲到人类第一次用实验证明引力波的存在，引起巨大轰动；第 6 段讲到能观测到引力波，将使现代物理学进入崭新的境界，也将为观测宇宙打开一扇新的窗户。第 6 段是引力波带来结果，相当于是结论，结论往往是重点，故文章标题对应 D 项。
ABC 三项：均未提及“观测宇宙的新窗户”这个最终结论，排除。
故正确答案为 D。
【文段出处】《为什么要搜索引力波》