一、单选题 (共 7 题 ),每题只有一个选项正确
1. 宇宙飞船相对于地面以速 作匀速直线飞行,某一时刻飞船头部的宇航员向飞船尾部发出一个光讯号,经过 (飞船 上的钟)时间后, 被尾部的接收器收到, 则由此可知飞船的固有长度为 ( 表示真空中光速)
2. 一火箭的固有长度为 , 相对于地面作匀速直线运动的速度为 , 火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶 子发射一颗相对于火箭的速度为 的子弹. 在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是: ( 表示真空中光速)
3. 在狭义相对论中, 下列说法中哪些是正确的?
(1)一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速
(2)质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的.
(3)在一惯性系中发生于同一时刻, 不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生的 .
(4)惯性系中的观察者观察一个与他作匀速相对运动的时钟时, 会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些.
(1), (3), (4)
(1), (2), (4)
(1), (2), (3)
(2), (3), (4).
4. 在某地发生两件事,静止位于该地的甲测得时间间隔为 ,若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为 , 则 乙相对于甲的运动速度是 表示真空中光速)
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5. 一宇航员要到离地球为 5 光年的星球去旅行. 如果宇航员希望把这路程缩短为 3 光年,则他所乘的火箭相对于地球的 速度应是: ( 表示真空中光速)
6. (1)对某观察者来说,发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件,对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说,它们是否同时发生?
(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件,它们在其它惯性系中是否同时发生?
关于上述两个问题的正确答案是:
(1)同时,(2)不同时.
(1)不同时,(2)同时.
(1)同时,(2)同时
(1)不同时,(2)不同时.
7. 一个电子运动速度 , 它的动能是:(电子的静止能量为 )
二、填空题 (共 11 题 ),请把答案直接填写在答题纸上
8. 介子是不稳定的粒子, 在它自己的参照系中测得平均寿命是 , 如果它相对于实验室以 为真空中光速) 的速率运动, 那么实验室坐标系中
9. 匀质细棒静止时的质量为 , 长度为 , 当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时, 测得它的长为 , 那么, 该棒的运 动速度 , 该棒所具有的动能
10. 两个惯性系中的观察者 和 以 表示真空中光速)的相对速度互相接近 . 如果 测得两者的初始距离是 , 则 测得两者经过时间 后相遇
11. 一列高速火车以速度 驶过车站时, 固定在站台上的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹, 静止在站台上的观察者 同时测出两痕迹之间的距离为 , 则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离为
12. 在 参考系中,有一个静止的正方形,其面积为 . 观测者 以 的匀速度沿正方形的对角线运动. 求 所测得的该图形的面积
13. 一艘宇宙飞船的船身固有长度为 ,相对于地面以 为真空中光速 的匀速度在地面观测站的上空飞 过 . (1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少? (2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少
14. 在惯性系 中, 有两事件发生于同一地点, 且第二事件比第一事件晩发生 ;而在另一惯性系 中,观测第二 事件比第一事件晩发生 . 那么在 ' 系中发生两事件的地点之间的距离是多少?
15. 惯性系中观测者记录到两事件的空间和时间间隔分别是 和 ,为了使两事件对相对于 系沿正 方向匀速运动的 系来说是同时发生的, 系必需相对于 系以多大的速度运动?
16. 观察者甲和乙分别静止于两个惯性系 和 中( 系相对于 系作平行于 轴的匀速运动). 甲测得在 轴上两 点发生的两个事件的空间间隔和时间间隔分别为 和 , 而乙测得这两个事件是同时发生的. 问: 系相对 于 系以多大速度运动?
17. 观测者甲和乙分别静止于两个惯性参照系 和 中,甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为 , 而乙测得这 两个事件的时间间隔为 , 求:
(1) 相对于 的运动速度 .
(2) 乙测得这两个事件发生的地点的距离 .
18. 假定在实验室中测得静止在实验室中的 子(不稳定的粒子)的寿命为 , 而当它相对于实验室运动时实验室中测 得它的寿命为 . 试问:这两个测量结果符合相对论的什么结论? 子相对于实验室的速度是真空中光速 的 多少倍?