Question

4．在一定条件下，让质子获得足够大的速度，当两个质子p以相等的速率对心正碰，将发生下列反应：P+P→P+P+P+$\overline p$其中$\overline p$是P反质子（反质子与质子质量相等，均为m_p，且带一个单位负电荷），则以下关于该反应的说法正确的是（　　）

• A． 反应前后系统总动量皆为0
• B． 反应过程系统能量守恒
• C． 根据爱因斯坦质能方程可知，反应前每个质子的能量最小为2m_pc²
• D． 根据爱因斯坦质能方程可知，反应后单个质子的能量可能小于m_pc²

Answer 1

分析 系统碰撞前总动量为零，由于不受外力，系统总动量守恒；对核反应的孤立系统，系统能量守恒；结合爱因斯坦质能方程分析即可．

解答 解：A、系统碰撞前总动量为零，由于不受外力，系统总动量守恒，故核反应后系统的总动量仍然为零，故A正确；
B、对核反应的孤立系统，系统能量守恒，故B正确；
C、根据爱因斯坦质能方程可知，反应前每个质子静止时的能量为m_pc²，核反应后由于不知道μ子的静止质量与质子质量大小关系，故无法判断反应前每个质子的能量情况，故C错误；
D、根据爱因斯坦质能方程可知，反应后单个质子的能量至少为m_pc²，故D错误；
故选：AB．

点评 本题考查了动量守恒定律、能量守恒定律、爱因斯坦质能方程，明确质子的能量（包括静止时的能量m_pc²和动能$\frac{1}{2}$m_pv²）至少为m_pc²是关键．