西南交通大学2013大物参考答案NO5狭义相对论.pdf

西南交大物理系 2013 02 大学物理 大学物理 AIAIAIAI 作业 作业NoNoNoNo 05050505狭义相对论狭义相对论 班级班级 学号学号 姓名姓名 成绩成绩 一 一 判断题判断题 用 T 和 F 表示 狭义相对论时空观认为 T T 1 对质量 长度 时间的测量 其结果都会随物体与观察者的相对运动状态不 同而不同 T T 2 在一惯性系中发生于同一时刻的两个事件 在其他惯性系中可能是不同时刻 发生的 T T 3 惯性系中的观察者观测一个相对他作匀速运动的时钟时 会观测到这时钟 比与他相对静止的相同的时钟走得慢些 F F 4 Sam驾飞船从金星飞向火星 接近光速匀速经过地球上的Sally 两人对飞 船 从金星到火星的旅行时间进行测量 Sally所测时间较短 F F 5 图中 飞船 A 向飞船 B 发射一个激光脉冲 此时一艘侦查飞船 C 正向远处 飞去 各飞船的飞行速率如图所示 都是从同一参照系测量所得 由此可知 各飞船测量激光脉冲的速率值不相等 二 二 选择题选择题 1 两个惯性系 S 和 S 沿 x x 轴方向作匀速相对运动 设在 S 系中某点先后发生 两个事件 用静止于该系的钟测出两事件的时间间隔为 0 而用固定在 S 系的钟测 出这两个事件的时间间隔为 又在 S 系 x 轴上放置一静止于该系 长度为l0 的细杆 从 S 系测得此杆的长度为l 则 D D D D A 0 l l0 B l0 C 0 l l0 D 0 l l0 2 在某地发生两件事 静止位于该地的甲测得时间间隔为 4s 若相对于甲作匀速直线运 动的乙测得时间间隔为 5s 则乙相对于甲的运动速度是 c表示真空中光速 B B B B A 4 5 c B 3 5 c C 2 5 c D 1 5 c 3 一匀质矩形薄板 在它静止时测得其长为a 宽为b 质量为m0 由此可算出其面积 密度为m0 ab 假定该薄板沿长度方向以接近光速的速度v作匀速直线运动 此时再测算 该矩形薄板的面积密度则为 C C C C A ab cvm 2 0 1 B 2 0 1cvab m C 1 2 0 cvab m D 2 32 0 1 cvab m 4 令电子的速率为v 则电子的动能 k E对于比值cv 的图线可用下图中哪一个图表示 c表示真空中光速 D D D D 5 把一个静止质量为 0 m的粒子 由静止加速到 0 6c c为真空中光速 需作的功等于 B B B B 2 0 18 0 A cm 2 0 25 0 B cm 2 0 36 0 C cm 2 0 25 1 D cm 三 填空题三 填空题 1 有一速度为u的宇宙飞船沿x轴正方向飞行 飞船头尾各有一个脉冲光源发出光波 处于船尾的观察者测得船头光源发出的光脉冲的传播速度大小为 C 处于船 头的观察者测得船尾光源发出的光脉冲的传播速度大小为 C k E A O 0 1c v k E B O 0 1c v k E C O 0 1c v k E D O 0 1c v 2 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 ct 3 子是一种基本粒子 在相对于 子静止的坐标系中测得其寿命为 0 2 10 6 s 如 果 子相对于地球的速度为cv998 0 c为真空中光速 则在地球坐标系中测出的 子的寿命 4 一电子以 0 99c的速率运动 电子静止质量为 9 11 10 31 kg 则电子的总能量是 5 81 10 13 J 电子的经典力学的动能与相对论动能之比是 0 08 5 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 2 0 1c l l 该棒 所具有的动能EK 2 0 0 1 cm l l 三 三 计算题计算题 1 如果你打算乘宇宙飞船从地球出发来一次往返的旅游 以恒定速率沿直线飞行 6 个月 接着以同样的恒定速率往回飞 你还希望在返回时发现地球将是在将来1000年时的样子 问 1 宇宙飞船的飞行速度 2 如果不是直线飞行 而是沿一个圆周飞行了一年 你还会发现返回地球时地球的 钟已经走了 1000 年吗 2 一艘宇宙飞船的船身固有长度为m90 0 L 相对于地面以c8 0 c为真空中光速 的 匀速度在一观察站的上空飞过 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 3