长安大学大学物理近代物理一-参考 答案.docVIP

PAGE PAGE 4 近代物理一 参考答案 一、 1. B 2. A 3. C 4. C 5. B 6. C 7. B 8. C 解：1. A选项，光子可达到光速； C选项，应为不同惯性系中测定… ； D选项，应为光速不变。 2. 应用洛伦兹变换 （1）S系中同一地点同一时刻的两事件，即，，求 系中同时发生 （2）S系中同一时刻不同地点的两事件，即，，求 系中不同时发生 以宇航员作参照系，则，光速为c， 时间， 飞船的长度，则 宇航员相对于飞船静止，所测得为固有长度 飞船的运动长度，选C 4. 尺运动时， x方向长度收缩，y方向长度不变，可得结果。 （见例题） 5.脉冲星上的人看到的为固有周期，地球上看到的为 6. ，可得C选项 7. 可得 8. 动量守恒，质能守恒。 两个小粒子运动，合成一个大粒子不运动 根据质能守恒 二、 1. ； 2. m， ； 3. 8.89×10-8 s； 4. 9.6 m； 5. 270 m； 5. 6. 8 ； 7. 2.91×108 解： 1. 立方体运动，质量增加为静止质量的倍，一个棱的长度缩短为原来的倍，设静止棱长为a， 运动时，质量，体积 所以观察者测得密度 2. 米尺即1m长， 由图， 在K系中观测x方向长度收缩， y方向长度不变 K系中观测米尺长度 m 与x轴的夹角， 3. 观测者O是以相对于O静止的尺子去测，长度为20 m，则系中观测长度收缩为，则系中观测经过的时间 4. 以实验室为参照系，粒子寿命 轨迹长度 5. （注意该题不能用时间膨胀和长度收缩处理，因为两事件发生，在两个参照系中观测都既不同时也不同地。而时间膨胀要求在其中一个参照系观测两事件同地，长度收缩要求在其中一个参照系观测两事件同时） 用洛伦兹变换 事件I（光脉冲发出） 事件 = 2 \* ROMAN II（光脉冲到达船头） 系（地球） 系（宇航员） 已知宇航员观测两事件的空间间隔，时间间隔 地球上观测者测得两事件的空间间隔 代入，，， 得 5. 由动能定理 6. ，则实验室观测介子的寿命为其固有寿命的8倍 7. 以飞船作参照系，则观测到星地距离为，4年可到达，则有关系 ，即 三、1. 解：两个参照系对两事件的观测如下 事件I 事件 = 2 \* ROMAN II 系（甲） 系（乙） 根据题目条件有： ，，，则 (1) (2) 2. 解：以飞船B作为参照系，设两船的相对速度为 则B观测到A船长度收缩， 需时 因此 3. 解：（1） 该事件相对系静止，系所测为固有时间 k系中时间为 （2）k系中所测为运动长度 （3）系中，物体静止，总能量 k系中，物体运动，总能量 4. 答：经典时空观指绝对时空观，认为时间和空间都是绝对的，可以脱离物质而存在，并且时间和空间也没有任何联系（1）时间间隔的测量时绝对的（2）空间间隔的测量也是绝对的； 狭义相对论的时空观认为时间的量度是相对的，不是绝对的（1）同时的相对性，同时性是与参考系的选取有关（2）长度的收缩尺子在其运动方向上缩短了，（3）时间的延缓。 总之，相对论时空观认为：时间和空间不是独立的，而是互相影响的，并且时间，空间与物质运动有关。但当低速运动时（uc），相对论时空观就过渡到经典时空观。