2019-2020年高中物理第五章相对论第三节质能方程与相对论速度合成定理自我小测粤教版选修

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1、2019-2020年高中物理第五章相对论第三节质能方程与相对论速度合成定理自我小测粤教版选修1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，你是否可以根据下述变化发觉自己是在运动(　　)A．你的质量在减少B．你的心脏跳动在慢下来C．你永远不能由自身的变化知道你是否在运动D．你在变大2用质子轰出锂核Li，生成2个α粒子，若用mp表示质子的质量，m表示锂核质量，mα表示α粒子质量，则此反应中释放的能量ΔE＝______.3如果粒子的动能等于静质能的一半，求该粒子的速度．4两只宇宙飞船相对某遥远的恒星以0.8c的速率向相反方向移开，试用速度变换法则证明，两飞船的相对速度是c，并与相对

2、论速度变换所得结果进行比较．5如果总能量是静质能的k倍，求该粒子的速度．6(探究)请探究质量和能量的关系．参考答案1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．答案：C2解析：核反应过程中有能量放出，因此有质量亏损，根据ΔE＝Δmc2，而Δm＝mp＋m－2mα，所以ΔE＝(mp＋m－2mα)c2.答案：(mp＋m－2mα)c23解析：由题意Ek＝mc2－m0c2＝m0c2所以m＝m0＝即v＝c＝0.75c＝2.24×108m/s.答案：2.24×108m/s4答案：本题中两飞船的运动方向相反设恒星为K系，飞船

3、A为K′系，并沿x轴正方向运动，取飞船B为研究对象，沿x轴负方向运动．飞船B在K系中的速度为ux′＝＝＝－c问题得证5解析：粒子总能量E＝mc2＝kmoc2所以m＝km0＝即v＝c＝.答案：6解析：上一世纪成功做出的正负电子湮灭实验，在这个实验中，作为“宇宙之砖”的亚原子粒子“电子”消失了，转化为光子辐射出来，而光子仅是能量子．没有静止质量．如此，静止质量“消失”，转化为能量．而根据相对论及质能关系，此时光子有运动质量，并且两个电子静止质量与运动能量对应质量之和等于光子的运动质量；两个电子原来对外表现出的动能和势能之和．再加上电子静止质量对应的能量等于光子的能量．答案：根据相对论，在质

4、与能之间没有本质的区别，质量可以代表着能量．质能关系实际上包含两个守恒定律：质量守恒和能量守恒．由此看出，第一，质量和能量都是物质的属性，绝不能把物质和它们的属性等同起来；第二，质量和能量在量值上的联系，绝不等同于这两个量可以相互转变．事实上，在一切过程中，这两个量是分别守恒的，能量转化和守恒定律是一条普遍规律，质量守恒定律也是一条普遍规律，并没有发生什么能量向质量转变或质量向能量转变的情况．质量和能量都是物质的属性，质量和能量不可分割，具有一定质量的物质必具有和这质量相当的能量，反过来具有某种能量的物质也具有和这能量相当的质量；能量守恒代表质量守恒，质量守恒代表能量守恒．