高中物理 第十九章 原子核 8 粒子和宇宙课后集训 新人教版选修3-5

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1、8粒子和宇宙课后集训基础达标1.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(ve)而获得2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为,已知核的质量为36.95658u，核的质量为36.95691u，的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为()A.0.82MeVB.0.31MeVC.1.33MeVD.0.

2、51MeV解析：核反应后的总质量：M′=36.95691u+0.00055u=36.95746u，核反应前的总质量一定不小于36.95746u，电子中微子的最小质量：m=36.95746u-36.95648u=0.00102u，最小能量为：E=mc2=0.00102×931.5MeV≈0.82MeV.答案：A2.2005年被联合国定为“世界物理年”以表彰爱因斯坦对科学的贡献.爱因斯坦对物理学的贡献有()A.创立“相对论”B.发现“X射线”C.提出“光子说”D.建立“原子核式模型”答案：AC3.正电子、

3、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反.科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步.你推测反氢原子的结构是()A.由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B.由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C.由一个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成D.由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成解析：反氢原子的结构是由反粒子

4、构成的物质，正电子、负质子等都属于反粒子.答案：B综合运用4.K-介子衰变的方程为：K-→π-+π0，其中K-介子和π-介子带负的基元电荷，π0介子不带电.如图19-8-1所示，一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径与之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出.由此可知π-的动量大小与π0的动量大小之比为()图19-8-1A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶6解析：设K-介子、π-介子和π0介子的质量分别为m、m1、

5、m2.在P点衰变前K-介子速度为v，衰变后π-介子速度为v1，π0介子速度为v2，由衰变后π-介子的轨迹，根据左手定则可知v1与v反向，由动量守恒可知：mv=-m1v1+m2v2①K-介子和π-介子在匀强磁场中做圆周运动，由r=mv/Bq，可知：mv=Bqr②由已知、①和②可得：=2∶1可知m2v2=3Bq由衰变方程可知=2mπ，由R=mv/qB，可知，注意到K-介子和π-速度方向相反，由动量守恒定律，可得C选项正确.答案：C5.目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的，u夸

6、克带电荷量为，d夸克带电荷量为，e为元电荷.下列论断可能正确的是()A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成解析：题目中给出的信息是u夸克与d夸克的带电荷量，故应从质子带一个元电荷的电荷量，中子不带电的角度考虑.分析知B项正确.答案：B拓展探究6.加拿大萨德伯里中微

7、子观察站的研究揭示了中微子失踪之谜，即观察到的中微子数目比理论值少，是因为部分中微子在运动过程中(速度很大)转化为一个μ子和一个τ子.对上述转化过程有以下说法，其中正确的是()A.牛顿运动定律依然适用B.动量守恒定律不再适用C.若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向也可能与中微子的运动方向一致D.若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向也可能与中微子的运动方向相反解析：牛顿运动定律仅仅适用于宏观低速的物体，不适用于微观高速的中微子；动量守恒定律适用任何情况.若发现μ子和中微子的运

8、动方向一致，由动量守恒定律可知τ子的运动方向也可能与中微子的运动方向一致.答案：C