Question

17．北京时间2010年12月27日消息，在南极洲8000英尺的冰层下，巨型望远镜--冰立方中微子望远镜的建设工作已经完成．冰立方中微子望远镜是建在南极的一个巨型望远镜，它的目的是发现以光速穿过地球的中微子，这是一种令人难以捉摸的牙原子粒子．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有大水槽和探测器组成是实验系统，利用中微子与水中的₁¹H的核反应，间接地证实了中微子的存在．中微子与水中${\;}_{1}^{1}$H发生核反应，产生中子和正电子，即中微子+${\;}_{1}^{1}$H→${\;}_{0}^{1}$n+${\;}_{+1}^{0}$e．下列说法正确的是（　　）

• A． 中微子的质量数和电荷数分别为0和0
• B． 若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${\;}_{+1}^{0}$e+${\;}_{-1}^{0}$e→2r．已知正电子与电子的质量都为9.1×10^-31kg，则反应中产生的每个光子的能量约为16.4×10^-14J
• C． 若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，则正电子与电子相遇后可能只转变为一个光子
• D． 具有相同动能的中子和正电子，中子的物质波的波长小于正电子的物质波波长

Answer 1

分析 根据电荷数守恒、质量数守恒得出中微子的电荷数和质量数．根据爱因斯坦质能方程得出反应后产生每个光子的能量．根据德布罗意波长公式，结合中子和正电子的质量比较物质波的波长．

解答 解：A、根据电荷数守恒、质量数守恒，中微子的质量数、电荷数分别为0和0，故A正确．
B、根据爱因斯坦质能方程得，△E=2E=△mc²，可知每个光子能量$E=\frac{△m{c}^{2}}{2}=\frac{9.1×1{0}^{-31}×9×1{0}^{16}}{2}$J=4.1×10^-14J，故B错误．
C、正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，因为要遵循动量守恒定律，故C错误．
D、根据$λ=\frac{h}{p}=\frac{h}{\sqrt{2m{E}_{k}}}$知，中子和正电子动能相同，中子质量大于正电子质量，则中子的物质波波长小于正电子物质波波长，故D正确．
故选：AD．

点评 解决本题的关键掌握爱因斯坦质能方程、德布罗意波长公式，知道核反应中电荷数守恒、质量数守恒．