大学物理相对论专项训练



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 v 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 Δt (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 ( c 表示真空中光速)
A. cΔt B. vΔt C. cΔt1(v/c)2 D. cΔt1(ν/c)2

2. 一火箭的固有长度为 L, 相对于地面作匀速直线运动的速度为 v1, 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 v 的子弹. 在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是: ( c 表示真空中光速)
A. Lv1+ν2 B. Lv2 C. Lν2v1 D. Lν11(ν1/c)2

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.
A. (1), (3), (4) B. (1), (2), (4) C. (1), (2), (3) D. (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 4 s ,若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为 5 s, 则 乙相对于甲的运动速度是 (c 表示真空中光速)
A. (4/5)c. B. (3/5)c. C. (2/5)c. D. (1/5)c.

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: ( c 表示真空中光速)
A. v=(1/2)c B. v=(3/5)c C. v=(4/5)c D. v=(9/10)c

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:
A. (1)同时,(2)不同时. B. (1)不同时,(2)同时. C. (1)同时,(2)同时 D. (1)不同时,(2)不同时.

7. 一个电子运动速度 v=0.99c, 它的动能是:(电子的静止能量为 0.51MeV )
A. 4.0MeV B. 3.5MeV C. 3.1MeV D. 2.5MeV

二、填空题 (共 11 题 ),请把答案直接填写在答题纸上
8. π+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 2.6×108 s, 如果它相对于实验室以 0.8c(c 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 m0, 长度为 l0, 当它沿棒长方向作高速的匀速直线运动时, 测得它的长为 l, 那么, 该棒的运 动速度 v= , 该棒所具有的动能 EK=

10. 两个惯性系中的观察者 OO0.6c(c 表示真空中光速)的相对速度互相接近 . 如果 O 测得两者的初始距离是 20 m, 则 O 测得两者经过时间 Δt=s 后相遇

11. 一列高速火车以速度 u 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 1 m, 则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离为

12.O 参考系中,有一个静止的正方形,其面积为 100 cm2. 观测者 O0.8c 的匀速度沿正方形的对角线运动. 求 O 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 L0=90 m ,相对于地面以 ν=0.8c(c 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 S 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 Δt=2 s ;而在另一惯性系 S 中,观测第二 事件比第一事件晩发生 Δt=3 s. 那么在 S ' 系中发生两事件的地点之间的距离是多少?

15. K 惯性系中观测者记录到两事件的空间和时间间隔分别是 x2x1=600 mt2t1=8×107 s ,为了使两事件对相对于 K 系沿正 x 方向匀速运动的 K 系来说是同时发生的, K 系必需相对于 K 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 KK 中( K 系相对于 K 系作平行于 x 轴的匀速运动). 甲测得在 x 轴上两 点发生的两个事件的空间间隔和时间间隔分别为 500 m2×107 s, 而乙测得这两个事件是同时发生的. 问: K 系相对 于 K 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 KK 中,甲测得在同一地点发生的两个事件的时间间隔为 4 s, 而乙测得这 两个事件的时间间隔为 5 s, 求:
(1) K 相对于 K 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 μ+子(不稳定的粒子)的寿命为 2.2×10m, 而当它相对于实验室运动时实验室中测 得它的寿命为 1.63×106 s. 试问:这两个测量结果符合相对论的什么结论? μ+子相对于实验室的速度是真空中光速 c 的 多少倍?

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