《相对论的速度变换定律 质量和能量的关系》同步练习1.doc

相对论的速度变换定律 质量和能量的关系同步练习知识点一相对论的速度变换公式1两个电子相向运动，每个电子对于实验室的速度都是c，它们的相对速度是多少？在实验室中观测，每个电子的质量是多少？(本题计算结果中的光速c和电子的静质量me不必代入数值)解析设在实验室中观察，甲电子向右运动，乙电子向左运动若以乙电子为“静止”参考系，即O系，实验室(记为O系)就以c的速度向右运动，即O系相对于O系的速度为vc(如图所示)甲电子相对于O系的速度为uc.这样，甲电子相对于乙电子的速度就是在O系中观测到的甲电子的速度u，根据相对论的速度合成公式，这个速度是uc.在实验室中观测，每个电子的质量是mme.答案cme知识点二质量和速度的关系2下列哪些不是“相对论”的内容()A狭义相对性原理B“尺缩效应”C时钟变慢D质量不变，因为它是物体的固有属性，与运动状态无关解析由m知，质量与物体的运动速度有关，故D选项不是相对论中的内容答案D3关于质量和长度，下列说法中正确的是()A物体的质量与运动状态无任何关系，是物体本身的属性B物体的质量与运动状态有关，只是在速度较小的情况下，其影响可忽略不计C物体的长度与运动状态无关，是物体本身的属性D物体的长度与运动状态有关，只是在速度较小的情况下，其影响可忽略不计解析由相对论原理可知B、D正确答案BD4回旋粒子加速器给带电粒子加速时，不能把粒子的速度无限制增大，其原因不正确的是()A加速器功率有限，不能提供足够大的能量B加速器内无法产生半径或磁感应强度足够大的磁场C加速器内无法产生电场强度足够大的电场D速度增大使粒子质量增大，粒子运行的周期与交变电压不再同步，无法无限的加速答案ABC知识点三质能关系5根据爱因斯坦的质能方程，可以说明()A任何核反应，只要伴随能量的释放，则反应前后各物质的质量和一定不相等B太阳不断地向外辐射能量，因而太阳的总质量一定不断减小C虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是不会改变的D若地球从太阳获得的能量大于地球向外辐射的能量，则地球的质量将不断增大解析由质能关系可知A、B、D正确答案ABD6一个物体静止时质量为m0，能量为E0，速度为v时，质量为m，能量为E，动能为Ek，下列说法正确的是()A物体速度为v时的能量Emc2B物体速度为v时的动能Ekmc2C物体速度为v时的动能Ekmv2D物体速度为v时的动能Ek(mm0)c2答案AD7按照相对论和基本力学定律可推出质量和能量具有如下关系：E_.这就是著名的质能关系如果用m表示物体质量的变化，E表示能量的变化，那么它们的关系可以表示为E_，该式表示，随着一个物体质量的减小，会_一定的能量；与此同时，另一个物体吸收了能量，质量也会_答案mc2mc2放出增加8根据相对论判断，下列说法正确的是()A狭义相对论全面否定了经典力学理论B如果物体在地面上静止不动，任何人在任何参考系里测得的物体的长度都是一样的C由Emc2可知，质量可转变成能量D物体的速度越大，质量也变得越大解析由相对论的结论可知D正确答案D9一核弹含20 kg的钚，爆炸后生成物的静止质量比原来少.求爆炸中释放的能量解析由爱因斯坦质能关系可解得释放的能量爆炸前后质量变化m20 kg0.002 kg，释放的能量为Emc20.002(3.0108)2 J1.81014 J.答案1.81014 J相对论的速度变换公式的应用1在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v，车上的人以速度u沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u与uv的关系是()Auuv Buuv D以上均不正确解析由u可知uuv，故B选项正确答案B2一宇宙飞船以速度v10.75c离开地球，然后从飞船上沿离开地球的方向发射火箭，相对速度v20.75c，问火箭对地球的速度是多少？解析由u可得u0.96c.答案0.96c对质量和速度关系的理解3有一基本粒子，其质量为静质量的10倍，试求其速度解析m可得vc c 0.995c.答案0.995c4一个电子被电压为106 V的电场加速后，其质量为多少？速率为多大？解析EkeU1.61019106 J1.61013 JEkmc2m0c2，mm0 kg9.11031 kg2.691030 kg.由m得vc 2.82108 ms10.94c.答案2.691030 kg0.94c对质能方程的理解和应用51905年，爱因斯坦创立了“相对论”，提出了著名的质能方程，下面涉及对质能方程理解的几种说法中正确的是()A若物体能量增大，则它的质量增大B若物体能量增大，则它的质量减小C若核反应过程中质量减小，则需吸收能量D若核反应过程中质量增大，则会放出能量解析由Emc2可知，若E增大，则m增大；若E减小，则m减小A正确，B错误若m减小，则E减小，若m增大，则E增大C、D均错误答案A6已知太阳内部进行着激烈的热核反应，每秒钟辐射的能量为3.81026 J，则可算出()A太阳的质量约为4.210