大学物理第十三章 狭义相对论

第13章狭义相对论

一、选择题

1. 狭义相对论的相对性原理告诉我们

[ ] (A) 描述一切力学规律, 所有惯性系等价

(B) 描述一切物理规律, 所有惯性系等价

(C) 描述一切物理规律, 所有非惯性系等价

(D) 描述一切物理规律, 所有参考系等价

2. 在伽利略变换下, 经典力学的不变量为

[ ] (A) 速度(B) 加速度(C) 动量(D) 位置坐标

3. 在洛仑兹变换下, 相对论力学的不变量为

[ ] (A) 加速度(B) 空间长度

(C) 质点的静止质量(D) 时间间隔

4. 相对论力学在洛仑兹变换下

[ ] (A) 质点动力学方程不变(B) 各守恒定律形式不变

(C) 质能关系式将发生变化(D) 作用力的大小和方向不变

5. 光速不变原理指的是

[ ] (A) 在任何媒质中光速都相同

(B) 任何物体的速度不能超过光速

(C) 任何参考系中光速不变

(D) 一切惯性系中, 真空中光速为一相同值

6. 著名的迈克尔逊──莫雷实验结果表明

[ ] (A) 地球相对于以太的速度太小, 难以观测

(B) 观测不到地球相对于以太的运动

(C) 观察到了以太的存在

(D) 狭义相对论是正确的

7. 在惯性系S中同时又同地发生的事件A、B，在任何相对于S系运动着的惯性系中测量:

[ ] (A) A、B可能既不同时又不同地发生

(B) A、B可能同时而不同地发生

(C) A、B可能不同时但同地发生

(D) A、B仍同时又同地发生

8. 在地面上测量，以子弹飞出枪口为事件A, 子弹打在靶

上为事件B, 则在任何相对于地面运动着的惯性系中测量

[ ] (A) 子弹飞行的距离总是小于地面观察者测出的距离

(B) 子弹飞行的距离可能大于地面观察者测出的距离

(C) 事件A 可能晚于事件B (D) 以上说法都不对

9. 下面说法中, 唯一正确的是

[ ] (A) 经典力学时空观集中反映在洛仑兹变换上

(B) 由于运动时钟变慢, 所以宇航员出发前要先把手表拨快一些

(C) 无论用多大的力, 作用多长时间, 也不可能把地面上的物体加速到光速 (D) 公式E = mc 2说明质量和能量可以互相转换

10. 设S 系中发生在坐标原点的事件A 比发生在x ＝3km 处的事件B 早0.1μs, 二事件无因果关系．则以速度v 向x 轴正方向运动的S '系上的观察者看来

[ ] (A) 事件A 可能比事件B 晚发生 (B) 事件A 可能比事件B 早发生 (C) 事件A 与事件B 同时发生 (D) 上述三种说法都有可能

11. 已知在惯性参考S 中事件A 超前事件B 的时间是∆t , 则在另一相对于S 系匀速运动的惯性参考系S '上观察到

[ ] (A) 事件A 仍超前事件B, 但∆t '＜∆t (B) 事件A 始终超前事件B, 但∆t '≥∆t

(C) 事件B 一定超前事件A, ⎢∆t '⎢< ∆t (D) 以上答案均不对

12. ① 对于某观察者来说, 发生在惯性系中同一地点同一时刻的两个事件, 对于相对于此惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说, 两事件是否同时发生?

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

13. 地面上测得飞船A 以

c 2

1的速率由西向东飞行, 飞船B 以

c 2

1的速率由东向西飞行, 则Ａ船上的人测得B 船的速度大小为

[ ] (A) c

(B) c 21 (C)

c 3

2

(D)

c 5

4

14. 一光子以速度c 运动, 一人以0.99c 的速度去追, 此人观察到的光子速度大小为 [ ] (A) 0.1c (B) 0.01c (C) c

(D) 0.9c

T13-1-13图

T13-1-14图

15. 两相同的米尺, 分别静止于两个相对运动的惯性参考系S 和S '中．若米尺都沿运动方向放置, 则 [ ] (A) S 系的人认为S '系的尺要短些 (B) S '系的人认为S 系的尺要长些 (C) 两系的人认为两系的尺一样长 (D) S 系的人认为S '系的尺要长些

16. 一长度为l ＝5m 的棒静止在S 系中, 且棒与Ox 轴的夹角为30︒．现有S '系以v ＝

c 2

1相对于S 系沿Ox 轴运动, 则在S '系的观察者测得此棒与O 'x '的夹角约为

[ ] (A) 25︒ (B) 33︒ (C) 45︒ (D) 30︒

17. π介子的固有寿命为2.6⨯10-8

s, 速度为0.6c 的π介子的寿命是 [ ] (A) 208⨯10-8s (B) 20.8⨯10-8s (C) 32.5⨯10-8s (D) 3.25⨯10-8s

18. 一个电子由静电场加速到动能为0.25 MeV , 此时它的速度为

[ ] (A) 0.1c (B) 0.5c (C) 0.75c (D) 0.25c

19. 静止质量为m 0的物体, 以0.6c 的速度运动, 物体的总动能为静能的多少倍? [ ] (A)

4

1 (B)

2

1 (C) 1 (D)

3

1

20. 一根静止长度为1m 的尺子静止于惯性系S 中, 且与Ox 轴方向成30°夹角．当观察者以速度v 相对于S 系沿Ox 轴方向运动时, 测出尺与Ox 轴方向的夹角变为45°, 他测出尺的长度为

[ ] (A) 1.0 m (B) 0.8 m (C) 0.6 m (D) 0.7 m

21. 一宇航员要到离地球5光年的星球去航行, 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 [ ] (A) c 2

1 (B)

c 5

3 (C)

c 5

4 (D)

c 10

9

22. 将静质量为m 0的静止粒子加速到0.6c 所需作的功为

[ ] (A) 0.15m 0c 2 (B) 0.25 m 0c 2 (C) 0.35 m 0c 2 (D) 0.45 m 0c 2

23. 在某地发生两事件, 与该地相对静止的甲测得时间间隔为4s, 若相对于甲作匀速运动的乙测得的时间间隔为5s, 则乙相对于甲的运动速度为 [ ] (A) c 5

4 (B)

c 5

3 (C)

c 5

1 (D)

c 5

2

24. 一质点在惯性系S 中的xOy 平面内作匀速圆周运动．另一参考系S '以速度v 沿x 轴方向运动. 则在S '系的观察者测得质点的轨迹是

T13-1-15图