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第三节狭义相对论的其他结论

上传时间: 2014-08-23

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第三节狭义相对论的其他结论

一、选择题（本题包括5小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共25分）

1.在一列相对于地面的速度为v的高速行驶的火车上，车上的人以速度u′沿着火车前进的方向相对火车运动，根据相对论速度叠加公式，下列说法正确的是（）

A.人相对于地面的速度小于人的速度和火车的速度之和

B.人相对于地面的速度大于人的速度和火车的速度之和

C.只要人和火车的速度足够大，人相对于地面的速度可以超过光速

D.不管人和火车的速度多大，人相对于地面的速度都小于光速

2.关于物体的质量，下列说法正确的是（）

A.在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的

B.在牛顿力学中，物体的质量随物体的速度变化而变化

C.在相对论力学中，物体静止时的质量最小

D.在相对论力学中，物体的质量随物体的速度的增大而增大

3.一个物体静止时质量为，能量为；速度为时，质量为，能量为，动能为，下列说法正确的是（）

A.物体速度为时能量

B.物体速度为时动能

C.物体速度为时动能

D.物体速度为时动能

4.为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”.对于爱因斯坦提出的质能方程,下列说法中不正确的是（）

A.表明物体具有的能量与其质量成正比

B.根据可以计算核反应中释放的核能

C.一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损

D.中的E是发生核反应中释放的核能

5.如果宇航员驾驶一艘飞船以接近于光速的速度朝一星体飞行，他是否可以根据下述变化发觉自己在运动( )

A.他的质量在减少

B.他的心脏跳动慢下来

C.他永远不能由自身的变化知道他是否在运动

D.他在变大

二、填空题（本题共4小题，每小题6分，共24分.请将正确的答案填到横线上）

6.太阳的辐射能来自其内部的核聚变反应，太阳每秒向周围空间辐射出的能量约为5×1026 J，由于这个原因，太阳每秒都减少质量.把这个质量同太阳目前的质量2×1030 kg做比较是倍.

7.用质子轰击锂核，生成2个α粒子，若用表示质子的质量，表示锂核质量，表示α粒子质量，则此反应中释放的能量= .

8.在一次正负电子湮灭实验中，两个电子相向运动，每个电子相对地面的速度都是0.8，它们的相对速度是 .

9.（海南高考）设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的倍.则粒子运动时的质量等于其静上质量的倍，粒子运动速度是光速的倍.

三、计算题（本题共4小题，共51分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

10.（10分）北京正负电子对撞机中电子动能=2.8×109 eV，求电子速率比光速小多少？





11.（10分）静止的质量为1 kg的物体，以10 m/s的速度运动，具有的动能是多少？与这个动能相对应，它的质量增加了多少？



12.（10分）（探究题）一个原来静止的电子，经过100 V的电压加速后它的动能是多少？质量改变了百分之几？速度是多少？这时能不能使用公式？





13.（11分）设快速运动的介子的能量约为=3 000 MeV,而这种介子在静止时的能量为=100 MeV.若这种介子的固有寿命为=2×10-6 s，求它运动的距离.(真空中的光速=2.997 9×108 m/s)



14.（10分）如果总能量是静能的倍，求该粒子的速度.



第三节狭义相对论的其他结论答题纸

得分：

一、选择题

题号

答案

二、填空题

6． 7. 8． 9.

三、计算题

10.

11.

13.[来源:]

14.

第三节狭义相对论的其他结论参考答案

一、选择题

1.AD

2.ACD 3.AD

4.D 解析：爱因斯坦的质能方程反映了物体质量与能量、质量变化与能量变化间的关系.式中的能量并非单指核能，而是表示物体具有的各种能,故A、B、C正确，D错.

5.C 解析：宇航员以飞船为惯性系，其相对于惯性系的速度始终为零，因此他不可能发现自身的变化，所以选项A、B、D错误，选项C正确.

二、填空题

6.2.8×10-21 解析：由爱因斯坦质能方程可知：??=??,可得??kg=5.6×109 kg,

倍数==2.8×10-21（倍）.

7.解析：核反应过程中有能量放出，因此有质量亏损，根据??=??,而??=，所以??.

8.0.975 6

9. 

三、计算题

10.5 m/s 解析：因为(0.511×106 eV)

所以≈,得

又,故

求得 m/s.

11.50 J kg

解析： kg

则质量增加了：

?? kg

动能 J=50 J.

12.动能1.6×10-17 J 质量改变了0.02% 速度为5.9×106 m/s 可以使用公式

解析：加速后电子的动能是=1.6×10-19×100 J=1.6×10-17 J,,所以,即0.02%.

可见电子质量改变了0.02%，说明电子加速后的速度与光速相比仍然很小，因此可以使用这个公式,得：

m/s=5.9×106 m/s.

13.1.8×104 m

解析：根据

可得=30

由此求出2.996×108 m/s

又介子运动的时间,因此它运动的距离≈1.8×104 m.

14. 解析：粒子总能量，所以，即.

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