大学物理十三章 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) 位置坐标资料个人收集整理，勿做商业用途

3. 在洛仑兹变换下, 相对论力学的不变量为

[ ] (A) 加速度 (B) 空间长度资料个人收集整理，勿做商业用途 (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资料个1 / 11

T13-1-8图

人收集整理，勿做商业用途 [ ] (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 = mc2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0.1?s, 二事件无因果关系．则以速度v向x轴正方向运动的S?系上的观察者看来资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (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 ?上观察到资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (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?资料个人收集整理，勿做商业用途 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资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A) ①同时, ②不同时 (B) ①不同时, ②同时资料个人收集整理，勿做商业用途 (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

1c的速率由西向东飞行, 飞船B以2

T13-1-13图

1c的速率由东向西飞行, 则Ａ船上的人测得B船的速度大小为资料2个人收集整理，勿做商业用途 2 / 11

[ ] (A) c

(C)

2c 31c 24(D) c

5(B)

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资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A) 0.1c (B) 0.01c (C) c (D) 0.9c

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, 则资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (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

T13-1-14图

T13-1-15图

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＝

1c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?的夹角约为资料个人收集2整理，勿做商业用途 [ ] (A) 25? (B) 33? (C) 45? (D) 30?资料个人收集整理，勿做商业用途

17. ?介子的固有寿命为2.6?10-8s, 速度为0.6c的?介子的寿命是

[ ] (A) 208?10-8s (B) 20.8?10-8s 资料个人收集整理，勿做商业用途 (C) 32.5?10-8s (D) 3.25?10-8s资料个人收集整理，勿做商业用途

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资料个人收集整理，勿做商业用途

19. 静止质量为m0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)

111 (B) (C) 1 (D) 资料个人收集整423理，勿做商业用途 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°, 他测出尺的长度为资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A) 1.0 m (B) 0.8 m (C) 0.6 m (D) 0.7 m资料个人收集整理，勿做商业用途

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

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年, 则他所乘的火箭相对于地球的速度应是资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A)

1349c (B) c (C) c (D) c资料个人收集整25510理，勿做商业用途

22. 将静质量为m0的静止粒子加速到0.6c所需作的功为

[ ] (A) 0.15m0c2 (B) 0.25 m0c2资料个人收集整理，勿做商业用途 (C) 0.35 m0c2 (D) 0.45 m0c2资料个人收集整理，勿做商业用途

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资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A)

勿做商业用途 4312c (B) c (C) c (D) c资料个人收集整理，5555

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资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A) 圆周 (B) 椭圆

(C) 抛物线 (D) 以上均非

T13-1-24图

25. 如果光速是10m.s-1, 则对人类的生活有什么影响? [ ] (A) 运动员在10s内跑完100m是不可能的 (B) 经常运动的人不容易衰老

(C) 依靠中央台的报时来校准你的手表是不可能的 (D) 与现在一样，对人类的生活无任何影响

26. T是粒子的动能, p表示它的动量, 则粒子的静止能量为

p2c2?T2p2c2?T2[ ] (A) (B)

2T2Tpc?T2 (C) (D) T?pc

2T

27. 在实验室坐标系中, 静止质量为mB的物体与总能量（包括静能mAc2）为EA的粒子碰撞, 发生嬗变后, 总能量为资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A) mAc 2 + mB c 2 (B) EA+ mB c 2 资料个人收集整理，勿做商业用途 (C) EA + mAc 2 (D) mAc 2+ mB c 2资料个人收集整理，勿做商业用途

28. 设某微观粒子的总能量是它的静止能量的k倍, 则其运动速度的大小为(以c表示

真空中的光速)

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c1?k2cc[ ] (A) (B) (C) (D)

kk?1k?1

k2?1 k29. 一个电子运动速度为0.99c, 它的动能是(已知电子的静止能量为0.511 MeV) [ ] (A) 3.5 MeV (B) 4.0 MeV (C) 3.1 MeV (D) 2.5 MeV资料个人收集整理，勿做商业用途

30. 某种介子静止时寿命为10-8s, 质量为10-25kg．若它以2?108m.s-1 的速率运动, 则在它一生中能飞行的距离为 米．资料个人收集整理，勿做商业用途 6[ ] (A) 10 (B) 2 (C) (D)

5-3

5资料个人收集整理，勿做商业用途 31. 甲、乙、丙三飞船, 静止时长度都是l．现在分别在三条平行线上沿同方向匀速运动, 甲观察到乙的长度为

ll, 乙观察到丙的长度也为, 甲观察到丙比乙快, 则甲观察到22丙的长度为资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A)

llll (B) (C) (D) 资料个人收集整2457理，勿做商业用途 31. 根据相对论力学, 动能为0.25MeV的电子其运动速率为(电子的静能为

0.511MeV)

[ ] (A) 0.1c (B) 0.5c (C) 0.75c (D) 0.85c资料个人收集整理，勿做商业用途

32. 在惯性参考系S中有两个静止质量都是m0的粒子Ａ和Ｂ, 分别以速度v沿同一直线相向运动, 相碰后合在一起成为一个粒子．则其合成粒子的静止质量为资料个人收集整理，勿做商业用途 [ ] (A) 2m0 (B) 2m01?() (C)

vc21vm01?()2 (D) 2m02cv1?()2c

34. 判断下面几种说法是否正确:

(1) 所有惯性系对物理定律都是等价的

(2) 在真空中, 光速与光的频率和光源的运动无关

(3) 在任何惯性系中, 光在真空中沿任何方向传播的速度都相同

[ ] (A) 只有 (1) (2) 正确 (B) 只有 (1) (3) 正确资料个人收集整理，勿做商业用途 (C) 只有 (2) (3) 正确 (D) 三种说法都正确

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