Question

C．（选修模块3-5）
（1）下列说法中正确的是

 

．
A．随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
B．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变短
C．根据海森伯提出的不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量
D．4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变
（2）在《探究碰撞中的不变量》实验中，某同学采用如图所示的装置进行实验．把两个小球用等长的细线悬挂于同一点，让B球静止，拉起A球，由静止释放后使它们相碰，碰后粘在一起．实验过程中除了要测量A球被拉起的角度θ₁，及它们碰后摆起的最大角度θ₂之外，还需测量

 

（写出物理量的名称和符号）才能验证碰撞中的动量守恒．用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式是

 

．
（3）2008年10月7日，日美科学家分享了当年诺贝尔物理学奖．他们曾就特定对称性破缺的起源给出了解释，并预言了一些当时还未发现的夸克．夸克模型把核子（质子和中子）看做夸克的一个集合体，且每三个夸克组成一个核子．已知质子和中子都是由上夸克u和下夸克d组成的．每种夸克都有对应的反夸克．一个上夸克u带有+

2

3

e的电荷，而一个下夸克d带有-

1

3

e的电荷，因此一个质子p可以描述为p=uud，则一个中子n可以描述为n=

 

．一个反上夸克

.

u

带有-

2

3

e的电荷，一个反下夸克

.

d

带有+

1

3

e的电荷，则一个反质子p可描述为

.

p

=

 

．

Answer 1

分析：（1）随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，根据德布罗意波长公式判断波长的变化；根据不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用．
（2）根据机械能守恒定律求出碰撞前后瞬间的速度，从而验证动量守恒定律．
（3）抓住中子电量为0，反质子电量为-e确定中子和反质子的描述．

解答：解：（1）A、随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．故A正确．
B、在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，根据λ=

h

p

知，光子散射后波长变长．故B错误．
C、根据不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量．故C正确．
D、半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用．故D错误．
故选AC．
（2）根据机械能守恒定律，mAgl(1-cosθ1)=

1

2

mAvA2，解得vA=

2gl(1-cosθ1

，（m_A+m_B）gl（1-cosθ₂）=

1

2

(mA+mB)v2，解得v=

2gl(1-cosθ2)

需要验证m_Av_A=（m_A+m_B）v，即mA

1-cosθ1

=(mA+mB)

1-cosθ2

．所以需要测量两球的质量m_A、m_B．
（3）中子的电量为0，类似于质子的描述，中子可以描述为udd．反质子的电量为-e，则反质子的描述为

.

uud

．
故答案为：（1）AC （2）两物体的质量m_A、m_B，mA

1-cosθ1

=(mA+mB)

1-cosθ2

 （3）udd，

.

uud

．

点评：本题考查选修3-5中的内容，难度不大，关键要熟悉教材，牢记基础知识点和基本规律，对于第（3）问，属于开放题，关键能够从题目中获取信息．