《相對論的速度變換定律 質(zhì)量和能量的關(guān)系》同步練習(xí)1

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1、《相對論的速度變換定律質(zhì)量和能量的關(guān)系》同步練習(xí)知識點一　相對論的速度變換公式1．兩個電子相向運動，每個電子對于實驗室的速度都是c，它們的相對速度是多少？在實驗室中觀測，每個電子的質(zhì)量是多少？(本題計算結(jié)果中的光速c和電子的靜質(zhì)量me不必代入數(shù)值．)解析　設(shè)在實驗室中觀察，甲電子向右運動，乙電子向左運動．若以乙電子為“靜止”參考系，即O系，實驗室(記為O′系)就以c的速度向右運動，即O′系相對于O系的速度為v＝c(如圖所示)．甲電子相對于O′系的速度為u′＝c.這樣，甲電子相對于乙電子的速度就是在O系中觀測到的甲電子的速度u，根據(jù)相對論的速度合成公式，這個速度是u＝

2、＝＝c.在實驗室中觀測，每個電子的質(zhì)量是m′＝＝＝me.答案　c　me知識點二　質(zhì)量和速度的關(guān)系2．下列哪些不是“相對論”的內(nèi)容(　　)．A．狹義相對性原理B．“尺縮效應(yīng)”C．時鐘變慢D．質(zhì)量不變，因為它是物體的固有屬性，與運動狀態(tài)無關(guān)解析　由m＝知，質(zhì)量與物體的運動速度有關(guān)，故D選項不是相對論中的內(nèi)容．答案　D3．關(guān)于質(zhì)量和長度，下列說法中正確的是(　　)．A．物體的質(zhì)量與運動狀態(tài)無任何關(guān)系，是物體本身的屬性B．物體的質(zhì)量與運動狀態(tài)有關(guān)，只是在速度較小的情況下，其影響可忽略不計C．物體的長度與運動狀態(tài)無關(guān)，是物體本身的屬性D．物體的長度與運動狀態(tài)有關(guān)，只是在速度較

3、小的情況下，其影響可忽略不計解析　由相對論原理可知B、D正確．答案　BD4．回旋粒子加速器給帶電粒子加速時，不能把粒子的速度無限制增大，其原因不正確的是(　　)．A．加速器功率有限，不能提供足夠大的能量B．加速器內(nèi)無法產(chǎn)生半徑或磁感應(yīng)強(qiáng)度足夠大的磁場C．加速器內(nèi)無法產(chǎn)生電場強(qiáng)度足夠大的電場D．速度增大使粒子質(zhì)量增大，粒子運行的周期與交變電壓不再同步，無法無限的加速答案　ABC知識點三　質(zhì)能關(guān)系5．根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程，可以說明(　　)．A．任何核反應(yīng)，只要伴隨能量的釋放，則反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量和一定不相等B．太陽不斷地向外輻射能量，因而太陽的總質(zhì)量一定不斷減小C．

4、雖然太陽不斷地向外輻射能量，但它的總質(zhì)量是不會改變的D．若地球從太陽獲得的能量大于地球向外輻射的能量，則地球的質(zhì)量將不斷增大解析　由質(zhì)能關(guān)系可知A、B、D正確．答案　ABD6．一個物體靜止時質(zhì)量為m0，能量為E0，速度為v時，質(zhì)量為m，能量為E，動能為Ek，下列說法正確的是(　　)．A．物體速度為v時的能量E＝mc2B．物體速度為v時的動能Ek＝mc2C．物體速度為v時的動能Ek＝mv2D．物體速度為v時的動能Ek＝(m－m0)c2答案　AD7．按照相對論和基本力學(xué)定律可推出質(zhì)量和能量具有如下關(guān)系：E＝________.這就是著名的質(zhì)能關(guān)系．如果用Δm表示物體質(zhì)量的

5、變化，ΔE表示能量的變化，那么它們的關(guān)系可以表示為ΔE＝________，該式表示，隨著一個物體質(zhì)量的減小，會______一定的能量；與此同時，另一個物體吸收了能量，質(zhì)量也會______．答案　mc2　Δmc2　放出　增加8．根據(jù)相對論判斷，下列說法正確的是(　　)．A．狹義相對論全面否定了經(jīng)典力學(xué)理論B．如果物體在地面上靜止不動，任何人在任何參考系里測得的物體的長度都是一樣的C．由E＝mc2可知，質(zhì)量可轉(zhuǎn)變成能量D．物體的速度越大，質(zhì)量也變得越大解析　由相對論的結(jié)論可知D正確．答案　D9．一核彈含20kg的钚，爆炸后生成物的靜止質(zhì)量比原來少.求爆炸中釋放的能量．解

6、析　由愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系可解得釋放的能量．爆炸前后質(zhì)量變化Δm＝×20kg＝0.002kg，釋放的能量為ΔE＝Δmc2＝0.002×(3.0×108)2J＝1.8×1014J.答案　1.8×1014J相對論的速度變換公式的應(yīng)用1．在高速運動的火車上，設(shè)車對地面的速度為v，車上的人以速度u′沿著火車前進(jìn)的方向相對火車運動，那么他相對地面的速度u與u′＋v的關(guān)系是(　　)．A．u＝u′＋vB．uu′＋vD．以上均不正確解析　由u＝可知u

7、對速度v2＝0.75c，問火箭對地球的速度是多少？解析　由u＝可得．u＝＝0.96c.答案　0.96c對質(zhì)量和速度關(guān)系的理解3．有一基本粒子，其質(zhì)量為靜質(zhì)量的10倍，試求其速度．解析　m＝可得．v＝c＝c＝0.995c.答案　0.995c4．一個電子被電壓為106V的電場加速后，其質(zhì)量為多少？速率為多大？解析　Ek＝eU＝1.6×10－19×106J＝1.6×10－13JEk＝mc2－m0c2，m＝＋m0＝kg＋9.1×10－31kg≈2.69×10－30kg.由m＝得v＝c＝2.82×108m·s－1≈0.94c.答案　2.69×10－30kg　0.94c對質(zhì)