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質子在加速器中被加速，當其動能為靜止能量的4倍時，其質量為靜止質量的幾倍？（　�。�
A、4B、5C、6D、8
分析：先根據質量與速度的關系求出α粒子在加速器中被加速，當加速到其質量為靜止質量的5倍時的速度，然后根據相對論中的動能表達式求出粒子的動能．
解答：解：根據質量與速度的關系：m=
m0
1-
v2
c2

當其質量為靜止質量的5倍時，
1-
v2
c2
=
1
5
，
所以：v=
2
6
5
c
根據相對論中的動能表達式求出粒子的動能：Ek=mc2-m0c2=(
1
1-(
v
c
)2
-1)m0c2
當：
EK
mc2
=4時得：v=
2
6
5
c
1-
v2
c2
=
1
5
，
根據質量與速度的關系：m=
m0
1-
v2
c2

代入數據得：
m
m0
=5
故選：B
點評：該題考查愛因斯坦相對論中的質量與速度的關系以及相對論中的動能表達式，屬于高中物理競賽的內容．要牢記兩個表達式．
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

一個用于加速質子的回旋加速器，其核心部分如圖，D形盒半徑為R，垂直D形盒底面的勻強磁場的磁感應強度為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，磁感應強度為日的勻強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，若中心粒子源處產生的質子質量為m，電荷量為+e，在加速器中被加速．不考慮相對論效應，則下列說法正確是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網勞倫斯和利文斯設計出回旋加速器，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，帶電粒子穿過的時間可忽略．磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U．若A處粒子源產生的質子在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應和重力的影響．則下列說法正確的是（　�。�
A、質子被加速后的最大速度不可能超過2πRfB、質子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比C、質子第2次和第1次經過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為2：1D、不改變磁感應強度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：

精英家教網勞倫斯和利文斯設計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，帶電粒子穿過的時間可忽略．磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U．若A處粒子源產生的質子質量為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和重力的影響．則下列說法正確的是（　�。�
A、質子被加速后的最大速度為2πRf
B、質子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比
C、質子離開回旋加速器時的最大動能與金屬盒半徑成正比
D、質子第1次和第2次經過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1：
2

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