第六章 狭义相对论(答案)2011.doc

第六章 狭义相对论基础六、基础训练一选择题2、在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s，则乙相对于甲的运动速度是(c表示真空中光速) (A) (4/5) c (B) (3/5) c (C) (2/5) c (D) (1/5) c 解答：B.3、 K系与K系是坐标轴相互平行的两个惯性系，K系相对于K系沿Ox轴正方向匀速运动一根刚性尺静止在K系中，与Ox轴成 30角今在K系中观测得该尺与Ox轴成 45角，则K系相对于K系的速度是： (A) (2/3)c (B) (1/3)c (C) (2/3)1/2c (D) (1/3)1/2c 解答：C.K系中：K 系中：二填空题 8、(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解答：；.(1) (2) 三计算题10、两只飞船相向运动，它们相对地面的速率是v在飞船A中有一边长为a的正方形，飞船A沿正方形的一条边飞行，问飞船B中的观察者测得该图形的周长是多少？解答：11、我国首个火星探测器“荧光一号”原计划于2009年10月6日至16日期间在位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射中心升空。此次“荧光一号”将飞行3.5108 km后进入火星轨道，预计用时将达到11个月。试估计“荧光一号”的平均速度是多少？假设飞行距离不变，若以后制造的“荧光九号”相对于地球的速度为v = 0.9c，按地球上的时钟计算要用多少时间？如以“荧光九号”上的时钟计算，所需时间又为多少？ 解答：13、要使电子的速度从v1 =1.2108 m/s增加到v2 =2.4108 m/s必须对它做多少功？ (电子静止质量me 9.1110-31 kg)解答： 14、跨栏选手刘翔在地球上以12.88s时间跑完110m栏，在飞行速度为0.98c的同向飞行飞船中观察者观察，刘翔跑了多少时间？刘翔跑了多长距离？解答：在飞船中观察到刘翔相对于起跑点跑动的距离则为15、已知m子的静止能量为105.7MeV，平均寿命为2.210-6s，试求动能为150MeV的m子的速度v和平均寿命t。解答：七、自测与提高一选择题3、设某微观粒子的总能量是它的静止能量的K倍，则其运动速度的大小为(以c表示真空中的光速) (A) (B) (C) (D) 解答：C.4、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 (A) (B) (C) (D) 解答：C.二填空题 5、地面上的观察者测得两艘宇宙飞船相对于地面以速度 v = 0.90c 逆向飞行其中一艘飞船测得另一艘飞船速度的大小v=_解答：.三计算题9、一艘宇宙飞船的船身固有长度为L0 =90 m，相对于地面以0.8 c (c为真空中光速)的匀速度在地面观测站的上空飞过(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？ 解答：(1) (2) 12、飞船以0.8c的速度相对地球向正东飞行，飞船以0.6c的速度相对地球向正西方向飞行当两飞船即将相遇时飞船在自己的天窗处相隔2s发射两颗信号弹在飞船的观测者测得两颗信号弹相隔的时间间隔为多少?解答：以地面为K系，飞船A为K系，以正东为x轴正向；则飞船B相对于飞船A的相对速度14、(1) 质量为m0的静止原子核（或原子）受到能量为E的光子撞击，原子核（或原子）将光子的能量全部吸收，则此合并系统的速度（反冲速度）以及静止质量各为多少？(2) 静止质量为m0的静止原子发出能量为E的光子，则发射光子后原子的静止质量为多大？解答：(1) (2) 附录题目附录A 19一电子以0.99c (c为真空中光速)的速率运动试求： (1) 电子的总能量是多少？ (2) 电子的经典力学的动能与相对论动能之比是多少？(电子静止质量me=9.1110-31 kg)解答：(1) (2) 经典力学的动能；相对论动能附录B 11两个惯性系中的观察者O和O以 0.6 c (c表示真空中光速)的相对