Question

7．美国费米国家加速器实验室于2008年8月宣布，在对撞实验中发现一种新型粒子--欧米伽b重子，这是迄今为止物理学界发现的质量最大的重子．这一发现也证实夸克模型是成功的．
1961年，理论物理学家提出夸克模型，指出重子是由3个夸克组成的亚原子粒子．现代物理学认为，夸克共分6种3类：上夸克、下夸克；粲夸克、奇异夸克；顶夸克、底夸克（如下表）．质子由两个上夸克加一个下夸克组成，而中子的构成是两个下夸克加一个上夸克，因此人类目前所接触的物质都是由第一类夸克组成的．此次对撞实验发现的新型粒子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成．这是物理学界首次发现由后两类夸克混合组成的重子．

符号	中文名称	英文名称	带电量 （e）	质量（GeV/c2）
u	上夸克	up	+$\frac{2}{3}$	0.004
d	下夸克	down	-$\frac{1}{3}$	0.008
c	粲夸克	charm	+$\frac{2}{3}$	1.5
s	奇异夸克	strange	-$\frac{1}{3}$	0.15
t	顶夸克	top	+$\frac{2}{3}$	176
b	底夸克	bottom	-$\frac{1}{3}$	4.7

注：1G=10⁹
根据以上信息可知，以下说法中错误的是（　　）

• A． 欧米伽b重子的带电量为-e
• B． 欧米伽b重子的质量是质子质量的250倍
• C． 欧米伽b重子的质量是中子质量的250倍
• D． 质量单位GeV/c²可由质能方程E=mc²得知1GeV/c²=1.78×10^-27 kg

Answer 1

分析 根据题意可知，欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成．由表格数据，从而可确定欧米伽b重子的带电量；
同时由质量的数据，结合质子与中子的构成，可得出欧米伽b重子的质量是中子的多少倍；
根据质能方程E=mc²得知，单位GeV/c²与kg的关系．

解答 解：A、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成；而一个奇异夸克带电量为$-\frac{1}{3}$e和1个底夸克带电量为$-\frac{1}{3}$e，
因此欧米伽b重子的带电量为$-\frac{1}{3}$e×2+（-$\frac{1}{3}$）e=-e，故A正确；
B、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成；则一个奇异夸克质量为0.15GeV/c²和1个底夸克带电量为4.7 GeV/c²，
因此欧米伽b重子质量为5GeV/c²，而质子由两个上夸克加一个下夸克组成，则质子的质量为0.016GeV/c²，所以欧米伽b重子的质量是质子质量的312.5倍，故B错误；
C、欧米伽b重子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成；则一个奇异夸克质量为0.15GeV/c²和1个底夸克带电量为4.7 GeV/c²，
因此欧米伽b重子质量为5GeV/c²，而中子由两个下夸克加一个上夸克，则质子的质量为0.02GeV/c²，所以欧米伽b重子的质量是中子质量的250倍，故C正确；
D、由质能方程E=mc²得：m=$\frac{E}{{c}^{2}}$，可知，质量单位GeV/c²．1 GeV=10⁹×1.6×10^-19J=1.6×10^-10J，那么1 GeV/c²=$\frac{1.6×1{0}^{-10}}{（3×1{0}^{8}）^{2}}=1.78×1{0}^{-27}$kg，故D正确；
本题选择错误的，故选：B

点评 解题关键读懂题意，找出有用信息，根据各自组成列式可确定电量与质量的多少，同时掌握质能方程的应用，知道质量单位GeV/c²．