第14章-狭义相对论-504-杭州师范大学

杭州师范大学学校504条目的4类题型式样及交稿式样1.选择题题号：50414001分值：3分难度系数等级：宇宙飞船相对于地面以速度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t（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）c·t（B）v·t（C）c·t·2(v/c)1（D）2(v/c)-1tc[]答案：（A）题号：50413002分值：3分难度系数等级：关于同时性有人提出以下一些结论，其中哪个是正确的？（A）在一惯性系同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生（B）在一惯性系不同地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生（C）在一惯性系同一地点同时发生的两个事件，在另一惯性系一定同时发生（D）在一惯性系不同地点不同时发生的两个事件，在另一惯性系一定不同时发生[]答案：（C）题号：50413003分值：3分难度系数等级：在惯性系S系中的观察者有一根米尺固定在x轴上，其两端各装一手枪，固定于另一惯性系S系中的x轴上有另一根刻度尺。当后者从前者旁边经过时，S系的观察者同时扳动两枪，使子弹在S系中的刻度上打出两个记号。则在S尺上两记号之间的刻度值为（A）等于1m（B）小于1m（C）大于1m（D）无法确定[]答案：（C）题号：50412004分值：3分难度系数等级：地面上一个长跑选手用10s的时间跑完了100m，问在与运动员方向上以v=0.6c运动的飞船中观察，这个选手跑了多少距离?（A）2.25910m（B）5910m（C）7.25910m（D）7.25910m[]答案：（A）题号：50412005分值：3分难度系数等级：当飞船从地球旁边飞过时，其速度方向与地面平行，大小为v。宇航员手握米尺，并将尺从平行与飞船的运动方向转到垂直方向。问宇航员会发现什么?(A)飞尺变小(B)飞尺变大(C)飞尺不变(D)飞尺变为原来的一半[]答案：（C）题号：50412006分值：3分难度系数等级：宇宙飞船以0.95c的速度从地球飞向4.5光年远的半人马星座。求旅行要多少时间？（按地球的时钟，单位为秒）（A）1.5810（B）4.7810（C）1.3810（D）2.8810[]答案：（A）题号：50412007分值：3分难度系数等级：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段路程缩短为3光年，则他所乘的火箭相对地球的速度应是（A）c（B）c54（C）c52（D）c53[]答案：（B）题号：50414008分值：3分难度系数等级：牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以8109.2m/s的速度匀速飞行，则抵达牛郎星所用的时间(宇宙飞船上的钟指示的时间)最接近为（A）1年（B）2年（C）3年（D）4年[]答案：（D）题号：50413009分值：3分难度系数等级：在一惯性系甲中同时发生的两个事件，在另一个相对运动的惯性系乙中观察也是同时发生。则此两个事件在惯性系甲中（A）可能不同地（B）必定同地（C）必定不同地（D）无法确定[]答案：（B）题题号：50414010分值：3分难度系数等级：对于两个存在相对运动的惯性系，若在其中一个惯性系看来两个事件同时发生在垂直于惯性系相对运动方向上的不同两点，则在另一个惯性系看来，两个事件的同时性。（A）可能不保持（B）必定不保持（C）必定保持（D）无法判断[]答案：（C）2.判断题：题号：50421001分值：2分难度系数等级：相对论中的运动物体长度收缩和物体线度的热胀冷缩在物理本质上是同一回事。答案：错（物理本质不同）题号：50422002分值：2分难度系数等级：根据狭义相对论，若有一枚火箭相对地球匀速飞行，在地球上的观测者将测得火箭上的物体长度缩短，据此可得出结论，火箭上观察者将测得地球上物体比火箭上同类物体更长。答案：错（测得运动物体的长度总是会变短）题号：50423003分值：2分难度系数等级：在某个惯性系中同时，同地发生的事件，在所有其他惯性系中也一定是同时，同地发生。答案：对题号：50423004分值：2分难度系数等级：在某个惯性系中有两个事件，同时发生在不同地点，而在对该系有相对运动的惯性系中，这两个事件却一定不同时。答案：对题号：50422005分值：2分难度系数等级：在物体相对于观察者静止时，观察者对静止物体的两个端点坐标的测量无论是否同时进行，都不会影响长度的测量结果，但是当物体相对于观察者运动时，对物体两个端点的测量必须同时进行，才能由此得出运动物体的长度。答案：对题号：50422006分值：2分难度系数等级：长度收缩和时间的膨胀效应是否显著依赖于物体运动速度的快慢，当物体以接近光速运动，相对论效应表现不明显。答案：错（高速明显）题号：50421007分值：2分难度系数等级：同时是一个相对的概念，因此，两个事件的时间间隔或一个过程的持续时间也与惯性参考系有关。答案：对题号：50422008分值：2分难度系数等级：狭义相对论认为物体长度的测量是相对的，与惯性系的选择有关。答案：对题号：50423009分值：2分难度系数等级：每个惯性参考系中观察者都会认为运动的钟比自己的钟走的慢。答案：对题号：50423010分值：2分难度系数等级：每个惯性参考系中的观察者都会认为与运动方向平行的运动尺子比自己的同类尺子短。答案：对3.填空题题号：50435001分值：2分难度系数等级：当惯性系S和S坐标原点O和O重合时，有一静止于S系的点光源从坐标原点发出一光脉冲（球面波），对S系经过一段时间t后（对S系经过时间为t），则在S系看来，此光脉冲的波前方程（用直角坐标系，惯性系相对速度为u，沿x轴方向）为__________________________。答案：22222tczyx题号：50434002分值：2分难度系数等级：牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以______________________________的匀速度飞行，将用4年时间（宇宙飞船上的钟指示的时间）抵达牛郎星。答案：c174题号：50435003分值：2分难度系数等级：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头向火箭前头上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v2的子弹。在地面上测得子弹从射出到击中的时间间隔是_______。答案：2212121//cvcLvvL）（题号：50433004分值：2分难度系数等级：一列高速火车以速度u驶过车站时，停在站台上的观察者观察到固定在站台上相距1m的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹，则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离为。答案：2211cu题号：50432005分值：2分难度系数等级：狭义相对论中两个事件之间的“固有时”指的是：当此两个事件在某一惯性参考系中看来，是在发生时，在该参考系中的时间间隔。答案：同一地点（先后）题号：50432006分值：2分难度系数等级：介子的固有寿命是2.6810s。如果介子在实验室惯性参考系中的速度是0.8c，那么按相对论理论，该介质在实验室参考系中飞行距离是_______________。答案：10.4m题号：50432007分值：2分难度系数等级：物体运动多快才能使相应的2211cv的值比物体静止时的值大1.0210?结论写成两位有效数字_______________。答案：4.2710m/s题号：50433008分值：2分难度系数等级：飞船以521c的速率飞越地球，这时地球上和飞船中的工作人员各自将相同的闹钟调到6.0小时后鸣叫，在地球上的人看来，飞船上闹钟指示_______________时间以后鸣叫。答案：15小时题号：50431009分值：2分难度系数等级：在狭义相对论中，随着物体一起运动的惯性系中的静止观测者所测得物体的长度为_______________。答案：原长题号：50433010分值：2分难度系数等级：一火箭的固有长度为L，相对于地面做匀速直线运动的速率为a，火箭上有一个人从火箭的后端的一个靶子向前端发射一颗相对于火箭的速度为b的子弹。在火箭上测得子弹从射击到击中靶的时间间隔为_______________。答案：bL题号：50433011分值：2分难度系数等级：在速度v=_______________情况下，粒子的动能等于它的静止能量。答案：23c题号：50433012分值：2分难度系数等级：宇宙飞船相对地球以c8.0的速度匀速飞行，一光脉冲从船尾传到船头。飞船上的观察者测得飞船长为90m，地球上的观察者测得光脉冲从船尾出发到船头这两个事件的空间间隔为__________。答案：270m题号：50434013分值：2分难度系数等级：两个惯性系中的观察者O和M，以0.6c的相对速度互相接近，如果O测得两者的初始距离为20m，则M测得两者经过的时间为________s后相遇。答案：8.89810题号：50433014分值：2分难度系数等级：某介子静止时的寿命是810s。如它在实验室中的速度为2810m/s，在它的一生中能飞行______m。答案：2.68题号：50433015分值：2分难度系数等级：一宇航员要去离地球5光年的星球去旅行，如果宇航员希望把旅途所花的时间缩短到3年，则他所乘的火箭相对于地球的速度应是_________。(c为真空中的光速)答案：345c4.计算题题号：50442001分值：10分难度系数等级：飞船相对地球的速率为u=0.95c，若以飞船为惯性参照系测得飞船长15m，问地球上测得飞船长为多少？解答及评分标准：原长为惯性系相对速度为（4分）长度收缩公式为（4分）地球上测得飞船长（2分）题号：50443002分值：10分难度系数等级：已知介子的静质量为电子质量的273.27倍，其固有寿命为s,若介子产生以后，立即以cv9200.0作匀速直线运动，问它能否在衰变前通过17m的路程？解答及评分标准：设实验室参考系为K系，介子运动的惯性系为K系，则cu9200.0固有时：（4分）观测寿命为（4分）衰变前通过的路程（2分）题号：50443003分值：10分难度系数等级：一体积为V0，质量为m0的立方体沿其一棱的方向相对于观察者A以速度v运动。求：cu95.0,m150l)(120cullm68.4)95.0(1152l,10603.280s,10642.6/18220scu,1732.18mmvs810603.2观察者A测得其密度是多少？解答及评分标准：根据题意知，该立方体的变长300Vl，（1分）根据长度收缩和质量膨胀公式，在运动方向上，有2202201,1cvmmcvll（4分）而在垂直于该方向的边长长度不变。所以，观测者看到的体积为2202202011cvVcvllV（2分）观察者测得的密度为2200220220111cvVmcvVcvmVm（3分）题号：50444004分值：10分难度系数等级：宇宙射线与大气相互作用时能产生介子衰变，此衰变在大气上层放出叫做子的基本粒子。这些子的速度接近光速（cv998.0）。由实验室内测得的静止子的平均寿命等于6102.2s，试问在8000m高空由介子衰变放出的子能否飞到地面。解答及评分标准：在地面上测得的子的平均寿命为221'cvtt，（4分）在此时间内子可以飞行的距离为mcvtvtvl80001004.1998.01102.2103998.01''426822（4分）所以子能飞到地面。（2分）题号：50443005分值：10分难度系数等级：一只装有无线电发射和接收装置的飞船，正以cu8.0的速度飞离地球。当宇航员发射一无线电信号后，信号经地球反射，60s后宇航员才收到返回信号。（1）在地球反射信号的时刻，从飞船上测得的地球离飞船多远？（2）当飞