《粒子物理学简介（选学）》同步练习2

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1、《粒子物理学简介(选学)》同步练习1・1T介子衰变的方程为1T—fn一+兀其中Q介子和it—介子是带负电的基元电荷,八介子不带电.如图3-6、7-3所示的1个IT介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧外只衰变后产生的n一介子的轨迹为圆弧刖，两轨迹在戶点相切，它们的半径艮与兄一之比为2：1.兀°介子的轨迹未画出.由此可知厂的动量大小与H°的动量的大小之比为XXXXXA-XXXXX、^BXXX/XXPXXXXX图3-6、7-3A.1：1B・1：2C・1：3D・1：6解析带电粒子K—与兀一在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力勿卩=mvpR得斤=瓦=励，IT介子

2、与兀-介子带电量相同，故运动的半径之比等于动量Z比A-:P：.-=R._:R：.一=2:1在衰变后皿一介子与皿°介子动量方向相反，设K—介子的动量为正，则兀―介子动量为负值，由动量守恒P^-=—Pr.-+p^则“-：30=1：3故A、B、D错，C对.答案C2.根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的吋期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是().A.夸克、轻子、胶子等粒子B.质子和中子等强子C.光子、中微子和电子等轻子A.氢核、帝核、氨核等轻核解析宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后乂经历了质子和中子等强子时代，再Z后是自由光子、屮微子、电子大量存

3、在的轻子时代，再Z后是中子和质子结合成気核，并形成氨核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，因此A正确，B、C、D的产生都在A之后，故B、C、D错.答案A2.现在，科学家们正在设法寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电量，但电荷的符号相反.据此，反Q粒子为().A.；HeB.'HeC.二HeD._；He解析这类问题在前两年的高考中经常出现.根据题冃中的描述，结合a粒子的特点很容易选出正确选项为D.答案D3.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图图3-6、7-4所示，这台加速

4、器由两个铜质郦盒〃、A构成，其间留有空隙，下列说法正确的是().B图3-6、7-4A.离子由加速器的屮心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从屯场屮获得能量解析回旋加速器的工作原理是使离子在两个哪盒的缝隙中受电场力加速，在〃形盒的内部受洛伦兹力作匀速圆周运动，在磁场中所受的洛伦兹力不做功因此选项C错、D正确.随着加速次数的增加，离子的能量越來越大，速度越来越大，由mv尸帀可知离子的圆周运动半径越来越大，最后从加速器的边缘飞出加速器，因此选项B错、A正确.答案AD2.1989年初，我国投入运行的高能粒子回旋加速器可以把电子的能量加速到

5、2.8GeV；若改用直线加速器加速，设每级的加速电压为U=2.0X105V,则需要几级加速？A解析设经Z7级加速，由neU=Ek有/?=“=1・4X10’（级）・答案1.4X10“（级）3.一个质子和一个屮子结合成笊核，同时放出丫光子，核反应方程是：n+in->?II+Y，以下说法中正确的是（）.A.反应屮氛核的质量一定小于反应前质子和屮子的质量Z和B.反应前后的质量数不变，因而质量不变C.Y光子的能量为△〃/，△/〃为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度D.因存在质量亏损△刃，所以“物质不灭”的说法不正确解析核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出

6、现质量亏损，反应中氛核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放.故正确答案为A、C.答案AC4.我国自行设计并研制的“人造太阳”一一托卡马克实验装置运行获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列，如图3-6、7-5所示.该反应所进行的聚变过程是fH+；H->；He+h反应原料宛（；H）富存于海水中，而氟（:H）是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核CLi）的人工核转变得到.图3-6、7-5(1)请把下列用中子轰击锂核(:Li)产生一个氟核(；11)和一个新核的人工核

7、转变方程填写完整：+in->+他(2)在(1)中，每产生1g氟的同时有多少个扎i核实现了核转变？(阿伏加德罗常数加取6.OXlO^mol'1)(3)—个氛核和一个氟核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6X10-13J,求该核聚变过程中的质量亏损.解析⑴核反应方程为：：Li；He+：H.11(2)因为1g氟为§mol,根据核反应方程，实现核转变的:Li也为§mol,所以有2.0X10^个弭i实现了核转变.(3)根据爱因斯坦质能方程△/〃X核聚变反应中有5个核子参加了反应，所以质量亏损为A/〃=3.1X10—2