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1、大学物理大学物理2 2期末考试复习，试卷原题与答案期末考试复习，试卷原题与答案习题1：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个光讯号，经过(飞船上的钟)时间后，被尾部的接收器收到，则由此可t知飞船的固有长度为 (表示真空中光速) c(A) (B) tc t(C) (D) 2)/v(1ctc2)/v(1ctc答案：A习题2：有下列几种说法： (1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的 (2) 在真空中，光的速度与光的频率、光源的运动状态无关 (3)在任何惯性系中，光在真空中沿任何方向的传播速率都相同若问其中哪些说法是正确的, 答案是 (A) 只有(1)、
2、(2)是正确的 (B) 只有(1)、(3)是正确的 (C) 只有(2)、(3)是正确的 (D) 三种说法都是正确的 答案：D习题3：在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为，若相对于甲作匀速s4直线运动的乙测得时间间隔为，则乙相对于甲的运动速度是(表示真空中光速) s5c(A) (B) c5/4c5/3(C) (D) c5/2c5/1答案：B2201cuccu53 541122 0 习题4：狭义相对论的两条基本原理中，相对性原理说的是_； 光速不变原理说的是_ 答案：一切惯性系中，真空中的光速都是相等的。一切彼此相对作匀速直线运动的惯性系对于物理学定律都是等价的。习题5：介子是不稳定的
3、粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是，s8106 . 2如果它相对于实验室以 (为真空中光速)的速率运动，那么实验室坐标系中测得的c8 . 0c介子的寿命_.s答案： 4.3310-83分2201cuscc8228 1033. 4 8 . 01106 . 2 习题6：一艘宇宙飞船的船身固有长度为，相对于地面以 (mL900c8 . 0为真空中光速)的匀速度在地面观测站的上空飞过 c(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：(1) 观测站测得飞船船身的长度为 mcLL54)/(12 0v则 3分sLt7 11025. 2/
4、(2) 宇航员测得飞船船身的长度为，则 0L2分sLt7 021075. 3/习题7：假定在实验室中测得静止在实验室中的子(不稳定的粒子)的寿命为，而当它相对于实验室运动时实验室中测得它的寿命s6102 . 2为试问：这两个测量结果符合相对论的什么结论？子相对于实验s51063. 1室的速度是真空中光速c的多少倍？ 解：它符合相对论的时间膨胀(或运动时钟变慢)的结论 2分 设子相对于实验室的速度为 子的固有寿命 s6 0102 . 2子相对实验室作匀速运动时的寿命s51063. 1按时间膨胀公式： 2 0)/(1/cv移项整理得： 3分2 02)/(v ccc99. 0)/(12 0习题8：一
5、隧道长为，宽为，高为，拱顶为半圆，如图所示设想一列车以极高Ldh的速度沿隧道长度方向通过隧道，若从列车上观测， (1)隧道的尺寸如何？ (2)设列车的长度为，它全部通过隧道的时间是多少？0Lhdvd/2L解：（1）从列车上观察，隧道的长度缩短，其它尺寸均不变 2分隧道长度为 2分22 1cLLv(2) 从列车上观察，隧道以速度v经过列车，它经过列车全长所需时间为3分vv0lLtv02)/(1lcvL这也即列车全部通过隧道的时间习题1：将电子的速度加速到时，其质量为静止质量的 倍。 c95. 0二、相对论的动量： 2201cmmP三、相对论动力学的基本方程2201Fcm dtd dtPd dtd
6、m dtdmmdtdF常量当c0dtd则m上述说明，无论使用多大的力，消耗多少的能量，持续多长的时间，都不可能把物体 加速光速，只能是无限趋近。 四、相对论动能2 02Ecmmck当 cpp2 21Emk习题2：一个电子运动速度，它的动能是：(电子的静止能量为0.51 MeV) c99. 0(A) 4.0MeV (B) 3.5 MeV (C) 3.1 MeV (D) 2.5 MeV习题3：某核电站年发电量为亿度，它等于的能量，如果这是由核材100J151036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) 0.4 kg (B) 0.8 kg (C) (1/12)107 kg (D
7、) 12107 kg习题4：质子在加速器中被加速，当其动能为静止能量的3倍时，其质量为静止质量的_倍 课堂练习：习题1：将电子的速度加速到时，其质量为静止质量的 倍。c95. 0201cmm 0202 . 395. 01mmm 习题2：一个电子运动速度，它的动能是：(电子的静止能量为0.51 c99. 0MeV) (A) 4.0MeV (B) 3.5 MeV (C) 3.1 MeV (D) 2.5 MeV已知： ；c99. 0MeVcmE51. 02 00求：kE解： 2 02202 02 0 1cmccmcmmcEEEk 提示： MeVcmcEk1 . 351. 01 99. 0111112
8、2 02 Kgm31 01011. 9 JcmE1528312 001099.811031011. 9JeV19106 . 11MeVeVE51. 01019.51106 . 1109 .814 19150习题3：某核电站年发电量为亿度，它等于的能量，如果这是由核材100J151036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) 0.4 kg (B) 0.8 kg (C) (1/12)107 kg (D) 12107 kg 已知： ：JE151036smc/1038求：?m解： A2cmEKgcEm4 . 0 103103628152 习题4：质子在加速器中被加速，当其动能为静
9、止能量的3倍时，其质量为静止质量的_倍 已知：2 03cmEk求：?0mm解： ； 2 02 024cmcmEmcEk40mm习题5：狭义相对论中，一质点的质量与速度的关系式为_；其动能的m表达式为_ 答案： 2分20 )/(1cmm v2分2 02cmmcEK习题6：某加速器将电子加速到能量E = 2106 eV时，该电子的动能EK = eV （电子的静止质量me = 9.1110-31 kg, 1 eV =1.6010-19 J） eVcmEcmmcEeK6 19-2231- 622 021049. 1106 . 11031011. 9-102-习题7：光子波长为，则其能量= ；动量的大小
10、 = ；质量= 答案：能量： ；动量： ; chhvEhP 质量： mcP ch cPm例题1 一质点沿x轴作简谐振动，振动方程为 SItx)312cos(1042 从时刻起，到质点位置在处，且向轴正方向运动的最短时间间隔0tcmx2-x为 (A) (B) (C) s81s61s41(D) (E) s31s21；解：公式32(E)题意tt2st21例题2 一简谐振动的振动曲线如图所示求振动方程 ；解：由图m1 . 0A st2由图旋转矢量32 62旋转矢量65t 125)(32 125cos1.0cosSIttAx例题3 一质点作简谐振动其运动速度与时间的曲线如图所示若质点的振动规律用余弦函数描述，则其初相应为 (A) /6 (B) 5/6 (C) -5/6 (D) -/6 (E) -2/3 答案：(C) -5/6；tAxcoscostm2365例题4 一长为l的均匀细棒悬于通过其一端的光滑水平固定轴上，（如图所示），作成一复摆已知细棒绕通过其一端的轴的转动惯量，此摆作微小振动的周期为 2 31mlJ A ；B ；C ；D ；gl2gl 22gl 322gl 3练习题1. 一物体同时参与两个同方向的简谐振动： , SItx)212cos(04. 01 SItx)2cos(03. 02求此物体的振动方程 解：设合成运动（简谐振动）的振动方程为 )cos(tAx则
