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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(
 
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n
)和正电子(
 
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+1
e
),即
中微子+
 
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H
 
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+
 
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+1
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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
分析:(1)根据电荷数守恒、质量数守恒判断中微子的质量数和电荷数.
(2)根据质量亏损,通过爱因斯坦质能方程求出每个光子的能量.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.
(3)根据动量与动能的关系,通过物质波长的公式比较相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.
解答:解:(1)根据质量数守恒、电荷数守恒,知中微子的质量数和电荷数为0和0.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
(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.
(3EK=
1
2
mv2,P=mv,联立两式得,粒子的动量P=
2mEk

物质波的波长λ=
h
p
=
h
2mEk
,由于中子和电子的动能相等,中子的质量大于电子的质量,所以中子的波长小于电子的波长.
故答案为:(1)A.(2)8.2×10-14,遵循动量守恒 (3)中子的波长小于电子的波长.
点评:解决本题的关键知道核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒,掌握爱因斯坦质能方程,以及掌握动能与动量的关系,掌握德布罗意波长公式.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

[物理--选修3-5]
(1)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
 
1
1
H
的核反应,间接地证实了中微子的存在.
a.中微子与水中的
 
1
1
H
发生核反应,产生中子(
 
0
1
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
b.上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,可以转变为两个光子(r),即
 
0
+1
e
+
 
0
-1
e
→2r,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.
(2)如图所示,在光滑的水平面上有两块并列放置的木块A与B,已知A的质量是500g,B的质量是300g,有一质量为80g的小铜块C(可视为质点)以25m/s的水平初速度开始在A的表面滑动.铜块最后停在B上,B与C一起以2.5m/s的速度共同前进.求:
①木块A最后的速度vA′;
②小铜块C离开A时,小铜块C的速度vC

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

【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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科目:高中物理 来源: 题型:

在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出,1953年物理学家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
 
1
1
H
进行核反应,间接地证实了中微子的存在.中微子与水中的
 
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1
H
发生核反应,产生中子(
 
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n)和正电子(
 
0
+1
e),核反应方程为:中微子+
 
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H
 
1
0
n+
 
0
+1
e.由此可以判定中微子的质量数和电荷数分别是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.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|H反应,间接地证实了中微子的存在.中微子与水中的一个
 
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H发生核反应,产生一个中子和一个正电子.由此可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(选修模块3-5)
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
 
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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
 
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1
H发生核反应,产生中子(
 
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n)和正电子(
 
0
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e),即中微子+
 
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H→
 
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0
n+
 
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+1
e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  
 
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+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
 
 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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