練習(xí)四答案相對論

1、大學(xué)物理練習(xí)題四 姓名 班級 學(xué)號 一選擇題1下列幾種說法：(1)所有慣性系對物理基本規(guī)律都是等價的。 (2)在真空中，光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關(guān)。 (3)在任何慣性系中，光在真空中沿任何方向的傳播速率都相同。其中那些說法是正確的： (A)只有(1)、(2)是正確的. (B) 只有(1)、(3)是正確的.(C)只有(2)、(3)是正確的. (D)三種說法都是正確的.解： D (1)相對性原理(2) (3)光速不變原理。2一火箭的固定長度為L，相對于地面作勻速直線運動，速度為v1，火箭上有一個人從火箭的后端向火箭前端上的一個靶子發(fā)射一顆相對于火箭的速度為v2的子彈。在火箭上測得子彈從

2、射出到擊中靶的時間間隔是： (A) (B) (C) (D) (c表示真空中光速)解： B 在火箭上測得子彈從射出到擊中靶的時間間隔，火箭的固定長度和子彈相對于火箭的速度都在同一個參考系中。3（1）對某觀察者來說，發(fā)生在某慣性系中同一地點、同一時刻的兩個事件，對于相對該慣性系作勻速直線運動的其它慣性系中的觀察者來說，它們是否同時發(fā)生？（2）在某慣性系中發(fā)生于同一時刻、不同地點的兩個事件，它們在其它慣性系中是否同時發(fā)生？關(guān)于這兩個問題的正確答案是： (A)（1）同時，（2）不同時。 (B)（1）不同時，（2）同時。(C)（1）同時，（2）同時。 (D) 不（1）同時，（2）不同時。解：A根據(jù)，當(dāng)且

3、時，或當(dāng)且時，。4K系與K系是坐標(biāo)軸相互平行的兩個慣性系，K系相對于K系沿Ox軸正方向勻速運動。一根剛性尺靜止在K系中，與Ox軸成 30°角。今在K系中觀測得該尺與Ox軸成 45°角，則K系相對于K系的速度是： (A) (2/3)c (B) (1/3)c (C) (2/3)1/2c (D) (1/3)1/2c 解：C設(shè)剛性尺在K系中固有長度為L0, 在運動方向上垂直運動方向上,在K系中，, ,故,錯誤解法：，D5一宇航員要到離地球為5光年的星球去旅行。如果宇航員希望把這路程縮短為3光年，則它所乘的火箭相對于地球的速度應(yīng)是： (A) v = (1/2)c (B) v = (3

4、/5)c (C) v = (4/5)c (D) v =( 9/10)c.解： C 原長光年，宇航員測出的長度為運動長度 6一宇宙飛船相對地球以0.8c(c表示真空中光速)的速度飛行。一光脈沖從船尾傳到船頭，飛船上的觀察者測得飛船長為90m，地球上的觀察者測得光脈沖從船尾發(fā)出和到達船頭兩個事件的空間間隔為 (A) 90m (B) 54m (C) 270m (D) 150m.解： C 另解： 對地球上的觀察者，飛船長為光脈沖從船尾發(fā)出后到達船頭的時間為t， 錯誤解法：(A) 空間間隔與坐標(biāo)系無關(guān)：(B)(D)把空間間隔當(dāng)成長度： 7設(shè)某微觀粒子的總能量是它的靜止能量的K倍，則其運動速度的大小為(c

5、表示真空中光速) ： (A) (B) (C) (D) 解： C 8根據(jù)相對論力學(xué)，動能為的電子，其運動速度約等于 (A) 0.1c (B) 0.5c (C) 0.75c (D) 0.85c.(c表示真空中光速, 電子的靜能m0c2=0.5MeV)解：C 二填空題1有一速度為u的宇宙飛船沿X軸正方向飛行，飛船頭尾各有一個脈沖光源在工作，處于船尾的觀察者測得船頭光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小為 ；處于船頭的觀察者測得船尾光源發(fā)出的光脈沖的傳播速度大小 。解：c; c . (光速不變原理)2一觀察者測得一沿米尺長度方向勻速運動著的米尺的長度為0.5m。則此米尺以速度v= m·s-1接近觀察

6、者。解：根據(jù)運動長度收縮原理： 3靜止時邊長為50cm的立方體，當(dāng)它沿著與它的一個棱邊平行的方向相對于地面以勻速度2.4×108m/s運動時，在地面上測得它的體積是 。解： 錯誤解法：4一勻質(zhì)矩形薄板，在它靜止時測得其長為a，寬為b，質(zhì)量為m0。由此可算出其面積密度為m0 /ab。假定該薄板沿長度方向以接近光速的速度v作勻速直線運動，此時再測算該矩形薄板的面積密度則為 。 解： , ,錯誤解法：或5p+ 介子是不穩(wěn)定的粒子，在它自己的參照系中測得平均壽命是2.6×10-8 s，如果它相對于實驗室以0.8 c (c為真空中光速)的速率運動，那么實驗室坐標(biāo)系中測得的 p+ 介子的壽命是 。解：錯誤解法：6一宇宙飛船以c/2(c為真空中的光速)的速率相對地面運動。從飛船中以相對飛船為c/2的速率向前方發(fā)射一枚火箭。假設(shè)發(fā)射火箭不影響飛船原有速率，則地面上的觀察者測得火箭的速率為 .解：7（1）在速度v= 情況下粒子的動量等于非相對論動量的兩倍。（2）在速度v= 情況下粒子的動能等于它的靜止能量。解：（1） （2） 8設(shè)電子