题目内容

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,利用中微子与水中的核反应,间接地证实了中微子的存在。
(1)中微子与水中的发生核反应,产生中子()和正电子(),即
中微子++
可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是   ____ 。(填写选项前的字母)

A.0和0B.0和1C.1和 0D.1和1
(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            +2
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,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   ______________________    
(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。

(1)A    (2)    遵循动量守恒
(3)粒子的动量,物质波的波长
,知,则

解析

练习册系列答案
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在β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
 
1
1
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
 
1
1
H
发生核反应,产生中子(
 
1
0
n
)和正电子(
 
0
+1
e
),即
中微子+
 
1
1
H
 
1
0
n
+
 
0
+1
e
可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是
A
A
.(填写选项前的字母)
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(γ),即
 
0
+1
e
 
0
-1
e
+→2γ
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,反应中产生的每个光子的能量约为
8.2×10-14
8.2×10-14
 J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是
遵循动量守恒
遵循动量守恒

(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.
解析:(1)发生核反应前后,粒子的质量数和核电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0,A项正确.
(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,由E=△mc2,故一个光子的能量为
E
2
,带入数据得
E
2
=8.2×10-14J.
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,故如果只产生一个光子是不可能的,因为此过程遵循动量守恒.
(3)物质波的波长为λ=
h
p
,要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出来即p=
2mEk
,因为mn<mc,所以pn<pc,故λn<λc
【选做题】A.(1)若一气泡从湖底上升到湖面的过程中温度保持不变,则在此过程中关于气泡中的气体,
下列说法正确的是
 
.(填写选项前的字母)
(A)气体分子间的作用力增大          (B)气体分子的平均速率增大
(C)气体分子的平均动能减小          (D)气体组成的系统地熵增加
(2)若将气泡内的气体视为理想气体,气泡从湖底上升到湖面的过程中,对外界做了0.6J的功,则此过程中的气泡
 
(填“吸收”或“放出”)的热量是
 
J.气泡到达湖面后,温度上升的过程中,又对外界做了0.1J的功,同时吸收了0.3J的热量,则此过程中,气泡内气体内能增加了
 
J
(3)已知气泡内气体的密度为1.29kg/m3,平均摩尔质量为0.29kg/mol.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,取气体分子的平均直径为2×10-10m,若气泡内的气体能完全变为液体,请估算液体体积与原来气体体积的比值.(结果保留以为有效数字)
B.(1)如图甲所示,强强乘电梯速度为0.9c(c为光速)的宇宙飞船追赶正前方的壮壮,壮壮的飞行速度为0.5c,强强向壮壮发出一束光进行联络,则壮壮观测到该光束的传播速度为
 
.(填写选项前的字母)
(A)0.4c           (B)0.5c
(C)0.9c             (D)1.0c
(2)在t=0时刻,质点A开始做简谐运动,其振动图象如图乙所示.质点A振动的周期是
 
s;t=8s时,质点A的运动沿y轴的
 
方向(填“正”或“负”);质点B在波动的传播方向上与A相距16m,已知波的传播速度为2m/s,在t=9s时,质点B偏离平衡位置的位移是
 
cm
(3)图丙是北京奥运会期间安置在游泳池底部的照相机拍摄的一张照片,照相机的镜头竖直向上.照片中,水利方运动馆的景象呈限在半径r=11cm的圆型范围内,水面上的运动员手到脚的长度l=10cm,若已知水的折射率为n=
43
,请根据运动员的实际身高估算该游泳池的水深h,(结果保留两位有效数字)
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C.在β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11H的核反应,间接地证实了中微子的存在.
(1)中微子与水中的11H发生核反应,产生中子(01n)和正电子(+10e),即中微子+11H→01n++10e可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是
 
.(填写选项前的字母)
(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(γ),即+10e+-10e→2γ
已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31㎏,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
 

(3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.

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