人教版选修35 19.8 粒子和宇宙 作业 (2).doc

19.8 粒子和宇宙 作业图36、711k介子衰变的方程为k0. 其中k介子和介子是带负电的基元电荷，0介子不带电如图36、71所示的1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，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧pb，两轨迹在p点相切，它们的半径rk与r之比为21.0介子的轨迹未画出由此可知的动量大小与0的动量的大小之比为()a11 b12 c13 d16答案c解析带电粒子k与在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力bqv得r，k介子与介子带电量相同，故运动的半径之比等于动量之比pkprkr21在衰变后介子与0介子动量方向相反，设k介子的动量为正，则介子动量为负值，由动量守恒pkpp0则pp013故a、b、d错，c对2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，反粒子为()a.he b.he c.he d.he答案d解析这类问题在前两年的高考中经常出现根据题目中的描述，结合粒子的特点很容易选出正确选项为d.3一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出光子，核反应方程是hnh，以下说法中正确的是()a反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和b反应前后的质量数不变，因而质量不变c光子的能量为mc2，m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m，所以“物质不灭”的说法不正确答案ac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，会出现质量亏损，反应中氘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.4根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是()a夸克b质子c轻子 d中子e胶子【解析】宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子组合成氘核，并形成氦核的核合成时代，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、c、e正确，b、d错误【答案】ace5已知介子、介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的，它们的带电荷量如表所示，表中e为元电荷.粒子ud带电荷量ee由此可知由_和_组成，由_和_组成【解析】因介子带有e的电荷量，且是由一个夸克和一个反夸克组成的，则夸克u带e和反夸克带e合成电荷量为e，那么介子就是由夸克u和反夸克组成的；同理，介子由夸克d和反夸克组成【答案】u，d6在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中h的核反应，间接地证实了中微子的存在(1)中微子与水中的h发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即：中微子hne可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即ee2已知正电子和电子的质量都为9.11031 kg，反应中产生的每个光子的能量约为_j正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？【解析】(1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0.(2)产生的能量是由于质量亏损两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则emc2，故一个光子的能量为，代入数据得8.21014 j正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律【答案】0和08.21014 j略7如下一系列核反应是在恒星内部发生的：pcnncepcnpnoonepnc其中p为质子，为粒子，e为正电子，为一种中微子已知质子的质量mp1.672 6481027 kg，粒子的质量m6.644 9291027 kg，正电子的质量me9.111031 kg，中微子的质量可忽略不计真空中的光速c3.00108 m/s.试计算该系列反应完成后释放的能量答案3.951012 j解析为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的各核