C． （選修模塊3-5）
（1）因發(fā)現(xiàn)CP對(duì)稱性破缺的日本科學(xué)家小林及益川，被授予2008年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．他們發(fā)現(xiàn)組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)的夸克，如果自然界中至少存在三代，每代兩種，及六種夸克（u、d；c、s；t、b），那么它們的混合就可以導(dǎo)致CP對(duì)稱性破缺．夸克具有分?jǐn)?shù)電荷，所有的重子如中子（udd）、質(zhì)子都是由三個(gè)夸克組成的，反重子則由相應(yīng)的反夸克組成．每種反粒子和與它相應(yīng)的粒子有相同的質(zhì)量、電量，但是電性相反．已知反d夸克帶電量為
1
3
e（以電子電荷量e作為基本電荷），則下列說(shuō)法正確的是
A．u夸克帶電量為
2
3
e
B．一個(gè)質(zhì)子應(yīng)由兩個(gè)u夸克和一個(gè)反d夸克組成
C．一個(gè)反質(zhì)子由一個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成
D．一個(gè)反質(zhì)子由兩個(gè)反u夸克和一個(gè)反d夸克組成
（2）目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡在發(fā)生連續(xù)衰變過(guò)程中，會(huì)放出α、β、γ射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾�。�
①根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說(shuō)法正確的是
 

A．氡的半衰期為3.8天，則若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個(gè)氡原子核了
B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的
C．γ射線一般伴隨著a或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)
D．發(fā)生α衰變時(shí)，新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2
②靜止的氡核（
 
222
86
Rn）放出一個(gè)速度為v0的a粒子，若衰變過(guò)程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為a粒子及反沖核的動(dòng)能，已知原子質(zhì)量單位為u，真空中的光速為c，試求在衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損．（不計(jì)相對(duì)論修正，在涉及動(dòng)量問(wèn)題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì)．）
分析：（1）中子（udd），即一個(gè)u夸克、2個(gè)d夸克構(gòu)成；反d夸克帶電量為
1
3
e，則d夸克帶電量為-
1
3
e．
（2）①半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律；β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來(lái)．三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)．發(fā)生α衰變時(shí)，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4．
②衰變過(guò)程類(lèi)似于爆炸，滿足動(dòng)量守恒和能量守恒，衰變產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能的形式釋放，可求釋放的總能量，結(jié)合愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，求出質(zhì)量虧損．
解答：解：（1）A、中子（udd），即一個(gè)u夸克、2個(gè)d夸克構(gòu)成；反d夸克帶電量為
1
3
e，則d夸克帶電量為-
1
3
e．
根據(jù)電荷數(shù)守恒，一個(gè)u夸克帶電量為
2
3
e，故A正確；
B、則d夸克帶電量為-
1
3
e，u夸克帶電量為
2
3
e；反夸克電性相反，電量相同；
如果一個(gè)質(zhì)子由兩個(gè)u夸克和一個(gè)反d夸克組成，則帶電量為
5
3
e，不符合實(shí)際，故B錯(cuò)誤；
C、如果一個(gè)反質(zhì)子由一個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成，則帶電量為
1
3
e，不符合實(shí)際，故C錯(cuò)誤；
D、如果一個(gè)反質(zhì)子由兩個(gè)反u夸克和一個(gè)反d夸克組成，則帶電量為-e，符合實(shí)際，故D正確；
故選AD；
（2）①A、半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用．故A錯(cuò)誤．
B、β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的．故B正確．
C、γ射線一般伴隨α或β射線產(chǎn)生，三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱．故C錯(cuò)誤．
D、α衰變時(shí)，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，核子數(shù)少4，故一定是少了兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，故D正確．
故選
②核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒
 
222
86
Rn→
 
4
2
He+
 
218
84
X
根據(jù)動(dòng)量守恒定律
PHe-PX=0
即：0=4uv0-218uv
解得v=
2
109
v0
能量△E=
1
2
×4u×
v
2
0
+
1
2
×218u×v2
根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，有：△E=△m?c2
聯(lián)立解得：△m=
222u
v
2
0
109c2
；
故答案為：（1）AD；（2）①BD；②
222u
v
2
0
109c2
．
點(diǎn)評(píng)：第一小題關(guān)鍵讀懂題意，找出有用信息，根據(jù)電荷數(shù)守恒列式；第二小題關(guān)鍵知道α、β、γ射線的特點(diǎn)，以及知道半衰期的定義，知道β衰變所釋放的電子的來(lái)源；同時(shí)會(huì)用動(dòng)量守恒定律和愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程聯(lián)立求解；較難．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（2011?無(wú)錫一模）選做題
B、（選修模塊3-4）
（1）下列說(shuō)法中正確的是：
AC
AC

A、水面上的膜在陽(yáng)光照射下會(huì)呈現(xiàn)彩色，這是由于光的干涉造成的色散現(xiàn)象
B、根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，變化的電場(chǎng)周?chē)欢ǹ梢援a(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)
C、相對(duì)論認(rèn)為，相對(duì)于任何參考系，光速都是一樣的
D、在測(cè)定單擺周期時(shí)，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，最好在小球經(jīng)過(guò)最大位移處時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)
（2）一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，圖甲是t=3s時(shí)的波形圖，圖乙是波上x(chóng)=2m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖線．則該橫波的速度為
1
1
m/s，傳播方向?yàn)?!--BA-->
左
左
．

（3）半徑為R的半圓柱形玻璃，橫截面如圖所示，O為圓心，已知玻璃的折射率為
2
，當(dāng)光由玻璃射向空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角為多大？一束與MN平面成450的平行光束射到玻璃的半圓柱面上，經(jīng)玻璃折射后，有部分光能從MN平面上射出．則從MN射出的光束的寬度為多少？
C、（選修模塊3-5）
（1）以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述中，正確的是：
C
C

A、一束光照射到某金屬表面時(shí)，能發(fā)生光電效應(yīng)，此時(shí)若減弱照射光的強(qiáng)度，則很有可能不能發(fā)生光電效應(yīng)
B、物質(zhì)波既是一種電磁波，又是一種概率波
C、氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小
D、在核聚變反應(yīng)中，由于要釋放能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以聚變后的原子的總質(zhì)量數(shù)要減少
（2）第一代核反應(yīng)堆以鈾235為裂變?nèi)剂希谔烊烩欀姓?9%的鈾238不能被利用，為了解決這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家們研究出快中子增殖反應(yīng)堆，使鈾238變成高效核燃料．在反應(yīng)堆中，使用的核燃料是钚239，裂變時(shí)釋放出快中子，周?chē)拟?38吸收快呂子后變成鈾239，鈾239（92239U）很不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)
兩
兩
次β次衰變后變成钚239（94239Pu），寫(xiě)出該過(guò)程的核反應(yīng)方程式：
92239U→94239Pu+2-10e
92239U→94239Pu+2-10e
．
（3）如圖所示，位于光滑水平桌面上的小滑塊P和Q都可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量分別為m和3m．Q與輕彈簧相連，若Q靜止，P以某一速度v向Q運(yùn)動(dòng)，并與彈簧發(fā)生碰撞．求P、Q速度相等時(shí)兩者的速度是多大？此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2012?無(wú)錫二模）C．（選修模塊3-5）
（1）按照玻爾原子模型，氫原子輻射出一個(gè)光子后，則
D
D
（選填選項(xiàng)前的字母）．
A．電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑增大    B．氫原子的電勢(shì)能增大
C．原子的能量值增大        D．電子的動(dòng)能增大
（2）如圖所示的是工業(yè)生產(chǎn)中常用的光控繼電器示意圖，它由電源、光電管A、放大器、電磁繼電器等部分組成．用綠光照射光電管陰極K時(shí)，恰能發(fā)生光電效應(yīng)．
①要能在電路中形成電流，圖中b端應(yīng)是電源的
負(fù)
負(fù)
  極．
②如改用強(qiáng)度比綠光小的藍(lán)光照射，電路中
能
能
    （填“能”或“不能”）形成電流．
（3）在真空中，一個(gè)原來(lái)靜止的
 
238
92
U發(fā)生衰變后變成一個(gè)
 
234
90
Th并放出一個(gè)動(dòng)能為E1的粒子，
①寫(xiě)出衰變的核反應(yīng)方程；
②如衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能的形式釋放，真空中的光速為c，原子核的質(zhì)量之比等于質(zhì)量數(shù)之比，．求衰變過(guò)程中總的質(zhì)量虧損．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)C．（選修模塊3-5）
（1）下列說(shuō)法中正確的是
 
．
A．隨著溫度的升高，一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)
B．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長(zhǎng)變短
C．根據(jù)海森伯提出的不確定性關(guān)系可知，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定微觀粒子的位置和動(dòng)量
D．4個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后一定還剩下2個(gè)沒(méi)有發(fā)生衰變
（2）在《探究碰撞中的不變量》實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．把兩個(gè)小球用等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛于同一點(diǎn)，讓B球靜止，拉起A球，由靜止釋放后使它們相碰，碰后粘在一起．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除了要測(cè)量A球被拉起的角度θ1，及它們碰后擺起的最大角度θ2之外，還需測(cè)量
 
（寫(xiě)出物理量的名稱和符號(hào)）才能驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒．用測(cè)量的物理量表示動(dòng)量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式是
 
．
（3）2008年10月7日，日美科學(xué)家分享了當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．他們?cè)吞囟▽?duì)稱性破缺的起源給出了解釋，并預(yù)言了一些當(dāng)時(shí)還未發(fā)現(xiàn)的夸克．夸克模型把核子（質(zhì)子和中子）看做夸克的一個(gè)集合體，且每三個(gè)夸克組成一個(gè)核子．已知質(zhì)子和中子都是由上夸克u和下夸克d組成的．每種夸克都有對(duì)應(yīng)的反夸克．一個(gè)上夸克u帶有+
2
3
e的電荷，而一個(gè)下夸克d帶有-
1
3
e的電荷，因此一個(gè)質(zhì)子p可以描述為p=uud，則一個(gè)中子n可以描述為n=
 
．一個(gè)反上夸克
.
u
帶有-
2
3
e的電荷，一個(gè)反下夸克
.
d
帶有+
1
3
e的電荷，則一個(gè)反質(zhì)子p可描述為
.
p
=
 
．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?南通二模）C．（選修模塊3-5）
（1）下列說(shuō)法中正確的是
BC
BC
．
A．普朗克提出了光子說(shuō)
B．宏觀物體的物質(zhì)波波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于其本身尺寸，根本無(wú)法觀察它的波動(dòng)性
C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)是估算原子核半徑最簡(jiǎn)單的方法之一
D．核力是短程的強(qiáng)相互作用斥力
（2）氦原子被電離出一個(gè)核外電子，形成類(lèi)氫結(jié)構(gòu)的氦離子，已知基態(tài)的一價(jià)氦離子能量為E1=-54.4eV，能級(jí)圖如圖所示，則一價(jià)氦離子第n能級(jí)的能量En=
-54.4
n2
-54.4
n2
eV；一個(gè)靜止的處于基態(tài)的一價(jià)氦離子被運(yùn)動(dòng)的電子碰撞后又失去了一個(gè)電子，則運(yùn)動(dòng)電子的動(dòng)能一定大于
54.4
54.4
eV．
（3）原子核的衰變方式不同，釋放的能量也不同，由此可以用來(lái)確定原子核的質(zhì)量差．
 
64
29
Cu可以衰變?yōu)?span id="fpvuscm" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
 
64
30
Zn，釋放的核能是E1；也可以衰變?yōu)?span id="yyhymx3" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
 
64
28
N1，釋放的核能為E2，E2＞E1．
①寫(xiě)出兩種衰變方式的衰變方程．
②求出
 
64
30
Zn和
 
64
28
N1質(zhì)量差△m．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

選做題（請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評(píng)分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說(shuō)法中正確的是
D
D
；
A．隨著低溫技術(shù)的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并最終達(dá)到絕對(duì)零度
B．用手捏面包，面包體積會(huì)縮小，說(shuō)明分子之間有間隙
C．分子間的距離r存在某一值r0，當(dāng)r大于r0時(shí)，分子間斥力大于引力；當(dāng)r小于r0時(shí)分子間斥力小于引力
D．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢(shì)
（2）如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B 的體積關(guān)系為VA
小于
小于
VB（選填“大于”、“小于”或“等于”）； 若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過(guò)程中氣體對(duì)外做了100J的功，則此過(guò)程中
吸熱
吸熱
（選填“吸熱”或“放熱”）
（3）冬天到了，很多同學(xué)用熱水袋取暖．現(xiàn)有某一熱水袋內(nèi)水的體積約為400cm3，它所包含的水分子數(shù)目約為多少個(gè)？（計(jì)算結(jié)果保留1位有效數(shù)字，已知1mol水的質(zhì)量約為18g，阿伏伽德羅常數(shù)取6.0×1023mol-1）．

B．（選修模塊3-4）
（1）下列說(shuō)法中正確的是
C
C

A．光的偏振現(xiàn)象證明了光波是縱波
B．在發(fā)射無(wú)線電波時(shí)，需要進(jìn)行調(diào)諧和解調(diào)
C．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象
D．考慮相對(duì)論效應(yīng)，一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度長(zhǎng)
（2）如圖2所示為一列簡(jiǎn)諧橫波t=0時(shí)刻的波動(dòng)圖象，已知波沿x軸正方向傳播，波速大小為0.4m/s．則在圖示時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a、b所受的回復(fù)力大小之比為
2：1
2：1
，此時(shí)刻起，質(zhì)點(diǎn)c的振動(dòng)方程是：
y=15cos10πt
y=15cos10πt
cm．
（3）如圖3所示的裝置可以測(cè)量棱鏡的折射率，ABC表示待測(cè)直角棱鏡的橫截面，棱鏡的頂角為α，緊貼直角邊AC是一塊平面鏡，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當(dāng)調(diào)整SO的方向，當(dāng)SO與AB成β角時(shí)，從AB面射出的光線與SO重合，在這種情況下僅需則棱鏡的折射率n為多少？
C．（選修模塊3-5）
（1）下面核反應(yīng)中X代表電子的是
C
C

A．
 
14
7
N+
 
4
2
He→
 
17
8
O+X
B．
 
4
2
He+
 
27
13
Al→
 
30
15
P+X
C．
 
234
90
Th→
 
234
91
Pa+X
D．
 
235
92
U+
 
1
0
n→
 
144
56
Ba+
 
89
36
Kr+3X
（2）從某金屬表面逸出光電子的最大初動(dòng)能EK與入射光的頻率ν的圖象如圖4所示，則這種金屬的截止頻率是
4.3×1014
4.3×1014
HZ；普朗克常量是
6.6×10-34
6.6×10-34
Js．
（3）一個(gè)靜止的鈾核
 
232
92
U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個(gè)α粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核
 
228
90
Th（原子質(zhì)量為228.0287u）．（已知：原子質(zhì)量單位1u=1.67×10-27kg，1u相當(dāng)于931MeV）
①算出該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能？
②假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動(dòng)能，則釷核獲得的動(dòng)能與α粒子的動(dòng)能之比為多少？

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