(選修模塊3-5)
在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出.中微子的性質(zhì)十分特別,因此在實驗中很難探測.1953年,萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng),利用中微子與水中
 
1
1
H的核反應(yīng),間接地證實了中微子的存在.
(1)中微子與水中的
 
1
1
H發(fā)生核反應(yīng),產(chǎn)生中子(
 
1
0
n)和正電子(
 
0
+1
e),即中微子+
 
1
1
H→
 
1
0
n+
 
0
+1
e可以判定,中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是
 
.(填寫選項前的字母)
(A)0和0             (B)0和1        (C)1和 0       (D)1和1
(2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇,與電子形成幾乎靜止的整體后,可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚光子(γ),即  
 
0
+1
e+
 
0
-1
e
→2γ已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏,反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為
 
 J.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋光子,原因是
 

(3)試通過分析比較,具有相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大。
分析:(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒判斷中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù).
(2)根據(jù)質(zhì)量虧損,通過愛因斯坦質(zhì)能方程求出每個光子的能量.正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋光子,因為要遵循動量守恒.
(3)根據(jù)動量與動能的關(guān)系,通過物質(zhì)波長的公式比較相同動能的中子和電子的物質(zhì)波波長的大。
解答:解:(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)為0和0.故A正確,B、C、D錯誤.
故選A.
(2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知,△E=△mc2=2E,解得光子能量E=
△mc2
2
=
9.1×10-31×2×(3×108)2
2
=8.2×10-14J.
正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋光子,因為要遵循動量守恒.
(3)EK=
1
2
mv2
,P=mv,聯(lián)立兩式得,粒子的動量P=
2mEK

物質(zhì)波的波長λ=
h
p
=
h
2mEK
,由于中子和電子的動能相等,中子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量,所以中子的波長小于電子的波長.
故答案為:(1)A.(2)8.2×10-14,遵循動量守恒 (3)中子的波長小于電子的波長.
點評:解決本題的關(guān)鍵知道核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒,掌握愛因斯坦質(zhì)能方程,以及掌握動能與動量的關(guān)系,掌握德布羅意波長公式.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

選做題(請從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應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑.如都作答則按A、B兩小題評分.)
A.(選修模塊3-3)
(1)奧運祥云火炬的燃燒系統(tǒng)由燃?xì)夤蓿▋?nèi)有液態(tài)丙烷)、穩(wěn)壓裝置和燃燒器三部分組成,當(dāng)穩(wěn)壓閥打開以后,燃?xì)庖詺鈶B(tài)形式從氣罐里出來,經(jīng)過穩(wěn)壓閥后進(jìn)入燃燒室進(jìn)行燃燒.則以下說法中正確的是
AC
AC

A.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中要對外做功
B.燃?xì)庥梢簯B(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程中分子的分子勢能減少
C.燃?xì)庠谌紵胰紵倪^程中分子的分子勢能增加
D.燃?xì)庠谌紵筢尫旁谥車h(huán)境中的能量很容易被回收再利用
(2)對于一定質(zhì)量的理想氣體,下列說法正確的是
BC
BC

A.如果保持氣體的體積不變,溫度升高,壓強減小
B.如果保持氣體的體積不變,溫度升高,壓強增大
C.如果保持氣體的溫度不變,體積越小,壓強越大
D.如果保持氣體的壓強不變,溫度越高,體積越小
(3)某運動員吸一口氣,吸進(jìn)400cm3的空氣,據(jù)此估算他所吸進(jìn)的空氣分子的總數(shù)為
1×1022
1×1022
個.已知1mol氣體處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時的體積是22.4L.(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
B.(選修模塊3-4)
(1)在以下各種說法中,正確的是
ABC
ABC

A.四川汶川縣發(fā)生8.0級強烈地震,地震波是機(jī)械波,其中既有橫波也有縱波
B.相對論認(rèn)為,真空中的光速在不同慣性參考系中都是相同的
C.如果測量到來自遙遠(yuǎn)星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)光的波長長,這說明該星系正在遠(yuǎn)離我們而去
D.照相機(jī)鏡頭采用鍍膜技術(shù)增加透射光,這是利用了光的衍射原理.
(2)一列橫波在x軸上傳播,圖1甲為t=0時的波動圖象,圖1乙為介質(zhì)中質(zhì)點P的振動圖象.該波的波長為
1
1
m,頻率為
0.5
0.5
Hz,波速為
0.5
0.5
m/s,傳播方向為
沿x軸向左
沿x軸向左

(3)如圖2所示,一單色光束a,以入射角i=60°從平行玻璃磚上表面O點入射.已知平行玻璃磚厚度為d=10cm,玻璃對該單色光的折射率為n=
3
.則光束從上表面進(jìn)入玻璃磚的折射角為
30°
30°
,光在玻璃磚中的傳播的時間為
6.67×10-10s
6.67×10-10s

C.(選修模塊3-5)
(1)在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,下列說法中正確的是
BC
BC

A.入射光的強度越大,光電子的最大初動能越大
B.光電子的最大初動能隨照射光的頻率增大而增大
C.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于此波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
D.對于某種金屬,只要入射光的強度足夠大,就會發(fā)生光電效應(yīng)
(2)鈾(
 238
 92
U
)經(jīng)過α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛(
 206
 82
U
),問在這一變化過程中,共轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子的中子數(shù)是
6
6
個.
(3)在橄欖球比賽中,一個95kg的橄欖球前鋒以5m/s的速度跑動,想穿越防守隊員到底線觸地得分.就在他剛要到底線時,迎面撞上了對方兩名均為75kg的隊員,一個速度為2m/s,另一個為4m/s,然后他們就扭在了一起.
①他們碰撞后的共同速率是
0.1m/s
0.1m/s

②在圖3,右面方框中標(biāo)出碰撞后他們動量的方向,并說明這名前鋒能否得分:
能得分
能得分

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科目:高中物理 來源: 題型:

(選修模塊3-5)
(1)下列說法正確的是
 

A.比結(jié)合能小的原子核結(jié)合成比結(jié)合能大的原子核時一定吸收核能
B.一定強度的入射光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時,入射光的頻率越高,單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多
C.根據(jù)玻爾理論可知,氫原子輻射出一個光子后,氫原子的電勢能減小,核外電子的運動速度增大
D.德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎(chǔ)上提出物質(zhì)波的概念,認(rèn)為只有高速運動的粒子才具有波粒二象性
(2)一個中子轟擊鈾核(
 
235
92
U
)可裂變生成鋇(
 
141
56
Ba
)和氪(
 
92
36
Kr
).已知
 
235
92
U
、
 
141
56
Ba
、
 
92
36
Kr
和中子的質(zhì)量分別是mu、mBa、mKr、mn,則此鈾裂變反應(yīng)的方程為
 
;該反應(yīng)中一個235U裂變時放出的能量為
 
.(已知光速為c)
(3)在某次冰壺比賽中,運動員將一冰壺甲以4m/s速度推出,與正前方另一靜止的相同質(zhì)量的冰壺乙發(fā)生對心正碰,碰撞后冰壺乙以3m/s速度沿向前滑行,方向與冰壺甲運動方向相同,
①求碰后瞬間冰壺甲的速度;
②試通過計算說明該碰撞是彈性碰撞還是非彈性碰撞.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)(選修模塊3-5)
(1)以下說法中正確的是
 

A.在原子核反應(yīng)中,反應(yīng)前后質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、電子數(shù)都是守恒的
B.玻爾根據(jù)氫原子光譜分立的特性提出電子軌道和原子能量是量子化的
C.核力是強相互作用的一種表現(xiàn),在原子核內(nèi)核力比庫侖力大得多
D.光電效應(yīng)和α粒子散射實驗都證明了原子核式結(jié)構(gòu)模型
(2)如圖所示,一個運動的中子與一個靜止的中子發(fā)生彈性碰撞,碰撞過程中動量
 
(“一定”、“可能”或“一定不”)守恒,碰撞后A中子
 
(“靜止”、“向右運動”或“向左運動”).
(3)我國大亞灣核電站總裝機(jī)容量3.8×109W.如果1g鈾235完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.2×1010J.假定所產(chǎn)生的能量全部轉(zhuǎn)化成電能,每年該電站滿負(fù)荷工作要消耗多少鈾235?(一年時間約3.2×108s,結(jié)果取一位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

選做題:請從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應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑.如都作答,則按A、B兩小題評分.
A.(選修模塊3-3)B.(選修模塊3-4)
(1)下列說法中正確的是
DE
DE

A.照相機(jī)等的鏡頭涂有一層增透膜,其厚度應(yīng)為入射光在真空中波長的
1
4

B.調(diào)諧是電磁波發(fā)射應(yīng)該經(jīng)歷的過程,調(diào)制是電磁波接收應(yīng)該經(jīng)歷的過程
C.把調(diào)準(zhǔn)的擺鐘,由北京移至赤道,這個鐘將變慢,若要重新調(diào)準(zhǔn),應(yīng)增加擺長
D.振動的頻率越高,則波傳播一個波長的距離所用的時間越短
E.地面上的我們會發(fā)現(xiàn):豎直向上高速運行的球在水平方向變窄
F.變化的磁場必定產(chǎn)生變化的電場.
(2)如圖所示,O點為振源,OP=s,t=0時刻O點由平衡位置開始振動,產(chǎn)生向右沿直線傳播的簡諧波.圖乙為從t=0時刻開始描繪的P點的振動圖象.下列判斷中正確的是
AC
AC

A.該波的頻率為1/( t2-t1 )  B.該波波長為st1/( t2-t1 )  C.t=0時刻,振源O的振動方向沿y軸正方向
D.t=t2時刻,P點的振動方向沿y軸負(fù)方向
(3)一棱鏡的截面為直角三角形ABC,∠A=30°,斜邊AB=a.棱鏡材料的折射率為n=
2
.在此截面所在的平面內(nèi),一條光線以45°的入射角從AC邊的中點M射入棱鏡,求射出點的位置(不考慮光線沿原來路返回的情況).
C.(選修模塊3-5)
(1)下列物理實驗中,能說明粒子具有波動性的是
CD
CD

A.通過研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系,證明愛因斯坦方程光電效應(yīng)方程的正確性
B.通過測試多種物質(zhì)對X射線的散射,發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長變大的成分
C.通過電子雙縫實驗,發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象  
D.利用晶體做電子束衍射實驗,證實了電子的波動性
(2)氫原子的能級如圖所示.有一群處于n=4能級的氫原子,這群氫原子能發(fā)出
6
6
種譜線,發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,則該金屬的逸出功應(yīng)小于
12.75
12.75
eV.
(3)近年來,國際熱核聚變實驗堆計劃取得了重大進(jìn)展,它利用的核反應(yīng)方程是21H+31H→42He+10n.若21H和31H迎面碰撞,初速度大小分別為v1、v221H、31H、42He、10n的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4,反應(yīng)后42He的速度大小為v3,方向與21H的運動方向相同,求中子10n的速度 (選取m的運動方向為正方向,不計釋放的光子的動量,不考慮相對論效應(yīng)).

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同步練習(xí)冊答案