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大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 大学物理作业四参考答案 一、选择题 1. 一刚性直尺固定在 系中，它与 轴正向夹角 ， 在相对 系以速度 沿 轴作匀速直线运动的 系中，测得 该尺与 轴正向夹角为 （A） ； (B) ； (C) ； (D)若 沿 轴正向，则 ；若 沿 轴负向， 则 。 答 A 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 2. 惯性系 、 沿 轴做相对运动，在 系中测得两个同时发 生的事件沿运动方向空间距离为 ，在 系中测得这两个事件 的空间间隔为 。则在 系中测得这两个事件的时间间隔为 （A） ； （B） ； （C） ； （D） 答 C 3. 两火箭A、B沿同一直线相向运动，测得两者相对地球的速度 大小分别是 ， 。则两者互测的相对运动速度为 (A) ； (B) ； (C) ； (D) 答 B 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 4. 宇宙飞船相对于地面以速度 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光讯号，经过 （飞船上的钟） 的时间后，被尾部的接收器收到，则由此可知地面上某一观测者 测得飞船的长度为 （A） ；（B） ； ( C) ；（D） 答案（D） 答案（C） 5. 某种介子静止时的寿命为 ，质量为 。如它在实验 室中的速度为 ，则它的一生中能飞行多远(以 为单 位)？ (A) ； (B)2； (C) ； (D) 。 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 6.假定在地球上观察到一颗脉冲星（看作发出周期性脉冲无线电 波的星）的脉冲周期为0.50s，且这颗星正以速度0.8c离我们而去 ，那么这颗星的固有脉冲周期应是 （A）0.10s； （B）0.30s ； （C）0.50s； （D）0.83s 7. 粒子在加速器中被加速到动能为静止能量的4倍时，其质量 与静止质量 的关系为： （A） ；(B) ；(C) ； (D) 答案（B） 答案（B） 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 8. 是粒子的动能， 是它的动量，那么粒子的静能 等于 (A) ； (B) ； (C) ； (D) 。 答案（A） 9.某核电站年发电量为100亿度.如果这些能量是由核材料的全 部静止能转化产生的,则需要消耗的核材料的质量为 (A)0.4kg； (B)0.8kg； (C)12107kg；(D)8.3105kg. 答案（A） 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 二、填空题 2. 和 是坐标轴相互平行的两个惯性系， 相对于 沿 轴正方 向匀速运动，一根刚性尺静止在 系中，与 轴成30角，今 在 系中观察得到该尺与 轴成45角，则 系相对于 系的速 度是 。 1. 系相对 系以速度0.8 c沿 轴正向运动。两参考系的原点 在 时重合。一事件在 系中发生在 ， 。则该事件在 系中发生的空间位置 和 时间 。 其中 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 3. 一宇宙飞船相对地球以0.8 c（表示真空中光速）的速度飞行。 一光脉冲从船尾传到船头，飞船上的观察者测得飞船为90m，地 球上的观察者测得光脉冲从船尾发出和到达船头两个事件的空间 间隔为 。 4. 牛郎星距离地球约16光年，宇宙飞船若以 的匀速飞行 ，将用4年时间（宇宙飞船上的钟指示的时间）抵达牛郎星。 270m 5. 一体积为V ，质量为m0的立方体沿某一棱方向相对观察者A以 速度 运动，则观察者A测得密度为 。 以飞船为 系，以地面为 系 解： 解： 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 8 6. （1）在速度 = 情况下，粒子的动量等于非相对论动 量的两倍。 （2）在速度 = 情况下，粒子的动能等于它的静止能 量。 7. 某一宇宙射线中 介子的动能Ek=7m0c2，m0为 介子的静止质量 ，则实验室中观察到它的寿命是它的固有寿命的 倍。 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 9. 已知某一频率的光子的能量为 ，则其动能为 ，质量为 ，动量为 。 8.静止质量为 ，运动速度为 的粒子，其动能为 。 方法一 方法二 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 三、计算题 1.两根相互平行的米尺，各以 的速率相向运动，运动 方向平行于尺子。求任一尺子上的观察者测量另一尺子的长度。 解：以A尺为运动物体，B尺为 系，地面为S系，则: 根据长度缩短效应，任一尺子上的观察者测得另一尺子的长度为： 任一尺子上的观察者测得另一尺子的运动速度为： 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 2. 子的固有寿命约为 。今在离地面 的高空 ，由 介子衰变而产生一个速度为 的 子。求地面参 考系中测得 子一生的行程，判断 子是否可能到达地面。 解：地面参考系中测得 子的寿命为： 地面参考系中测得 子一生的飞行距离的为： 故可以到达地面 大学物理大学物理 刘凌虹主讲刘凌虹主讲 3.已知两质点A、B静止质量均为 ，若质点A静止，质点B以 的动能向A运动，碰撞后合成一粒子。若无能量释放，求合成粒子 的静止质量和速度。 解：设复合粒子的运动质量、静止质量、速度分别为