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質(zhì)子在加速器中被加速，當(dāng)其動能為靜止能量的4倍時(shí)，其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的幾倍？（　�。�
A、4B、5C、6D、8
分析：先根據(jù)質(zhì)量與速度的關(guān)系求出α粒子在加速器中被加速，當(dāng)加速到其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的5倍時(shí)的速度，然后根據(jù)相對論中的動能表達(dá)式求出粒子的動能．
解答：解：根據(jù)質(zhì)量與速度的關(guān)系：m=
m0
1-
v2
c2

當(dāng)其質(zhì)量為靜止質(zhì)量的5倍時(shí)，
1-
v2
c2
=
1
5
，
所以：v=
2
6
5
c
根據(jù)相對論中的動能表達(dá)式求出粒子的動能：Ek=mc2-m0c2=(
1
1-(
v
c
)2
-1)m0c2
當(dāng)：
EK
mc2
=4時(shí)得：v=
2
6
5
c
1-
v2
c2
=
1
5
，
根據(jù)質(zhì)量與速度的關(guān)系：m=
m0
1-
v2
c2

代入數(shù)據(jù)得：
m
m0
=5
故選：B
點(diǎn)評：該題考查愛因斯坦相對論中的質(zhì)量與速度的關(guān)系以及相對論中的動能表達(dá)式，屬于高中物理競賽的內(nèi)容．要牢記兩個表達(dá)式．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

一個用于加速質(zhì)子的回旋加速器，其核心部分如圖，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩D形盒分別與電源相連．下列說法正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑為R，兩金屬盒問的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為日的勻強(qiáng)磁場與金屬盒盒面垂直，高頻交流電的頻率為廠，加速電壓為U，若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為+e，在加速器中被加速．不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所示．置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U．若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響．則下列說法正確的是（　�。�
A、質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πRfB、質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動能與加速電壓U成正比C、質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為2：1D、不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流電頻率f，該回旋加速器也能用于α粒子加速

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)的回旋加速器工作原理如圖所示．置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可忽略．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U．若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為+q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響．則下列說法正確的是（　�。�
A、質(zhì)子被加速后的最大速度為2πRf
B、質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動能與加速電壓U成正比
C、質(zhì)子離開回旋加速器時(shí)的最大動能與金屬盒半徑成正比
D、質(zhì)子第1次和第2次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1：
2

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