1、1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21x21t1t系中同时发生0)()()()( 2121222 cutxcutxcutt S（2）S 系中同一时刻不同地点的两事件，即 ， ，求21x21t1t0)()()()()( 122121221 xcuctxctxctt 系中不同时发生3. 以宇航员作参照系，则，光速为 c， 时间 ， 飞船的长度 ，则t0lt宇航
2、员相对于飞船静止，所测得为固有长度飞船的运动长度 ，选 C01l4. 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0Ts5.0Ts 3.5120 cvT6. ，可得 C 选项0202mcKm7. 可得E8. 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 0202Mcc二、 1. ； 2. m， ； 3. 8.8910-8 s；201cvVm513L35arctn4. 9.6 m； 5. 270 m； 5. 6. 8 ； 7. 2.91108 20.m/s；解： 1. 立方体运动，质量增加为静止
3、质量的 倍，一个棱的长度缩短为原来的 倍，设静止棱长为 a，2运动时，质量 ，体积0m0Va所以观察者测得密度 2021/cvm2. 米尺即 1m 长， 由图 ，23xy在 K 系中观测 x 方向长度收缩， y 方向长度不变10351x 21yK 系中观测米尺长度 m22yL与 x 轴的夹角 ， 35tanx35arctn3. 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0lO，则 系中观测经过的时间m 6120540l s 1089.6./cvlt4. 以实验室为参照系，粒子寿命 s 104.235880 轨迹长度 6.9148.08cvx5. （注意
4、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 II（光脉冲到达船头） 系（地球） K),(1tx),(2tx系（宇航员） 已知宇航员观测两事件的空间间隔 ，时间间隔9012xct9012地球上观测者测得两事件的空间间隔 )()()()( 12121212 tutuxtx 代入 ， ， ，90ct908. 352cv3得 m 0271x5. 由动能定理 21kAE20()c2 20 021.5(/)mcmccv6. ，则实
5、验室观测介子的寿命为其固有寿8702020 mk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，则有关系光 年16l，即年4vl m/s 019.271416 82 cvcvcvv年光 年三、1. 解：两个参照系对两事件的观测如下事件 I 事件 II 系（甲） K),(1tx),(2tx系（乙） 根据题目条件有： ， ， ，则5120x12tcu8.03512cu(1) s104.)()()()()( 412121212212 xxctcutctt (2) m 35tuxtxx2. 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20
6、1cll 71035Bt因此 m/s 68.212020 BBB tlutcultul3. 解：（1） 该事件相对 系静止， 系所测为固有时间kk 系中时间为 s 25412tcut4（2）k 系中所测为运动长度 m 6.125412LcuL（3） 系中，物体静止，总能量 J 08.3170mEk 系中，物体运动，总能量 J 25.241722 c4. 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。
