【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 4.4 粒子物理与宇宙的起源课后知能检测 沪科版选修3-5.doc

【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 4.4 粒子物理与宇宙的起源课后知能检测 沪科版选修3-5 1．太阳放出的大量中微子向地球飞来，科学家发现中微子在向地球传播的过程中衰变为一个μ子和一个τ子，若在衰变中发现μ子速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向(　　) A．可能与μ子同方向 B．可能与μ子反方向 C．不一定与μ子在同一条直线上 D．一定与μ子在同一条直线上 【解析】　在衰变中动量守恒，发现μ子速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向一定与μ子在同一条直线上，可能与μ子同方向也可能与μ子反方向． 【答案】　ABD 2．下列说法中正确的是(　　) A．至今人们还无法获得自由的夸克 B．自然界存在的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律，对基本粒子不适用 C．反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象 D．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子 【解析】　虽然夸克模型在解释强子的构成方面获得成功，但人们还没有获取自由的夸克，A正确．反粒子带等量异种电荷，反粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象，故C正确．质子是最早发现的强子，故D正确． 【答案】　ACD 3．现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数分别为(　　) A．－4，－2　　　　　　　　B．4，－2 C．－4,2 D．4,2 【解析】　因“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量、相同的电荷量，但电荷的符号相反．所以，反α粒子质量数为4，电荷数为－2.故只有B选项正确，其他选项都不符合实际． 【答案】　B 4．关于粒子，下列说法正确的是(　　) A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子 B．强子都是带电的粒子 C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论 D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单元 【解析】　由于质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子，不同夸克构成的强子，有的强子带电，有的强子不带电，故A、B错误；夸克模型是研究强子结构的理论，不同夸克带电不同，分别为＋e和－，说明电子电荷不再是电荷的最小单元，故C错误，D正确． 【答案】　D 5．已经证实质子，中子都是由上夸克和下夸克两种夸克组成的，上夸克带电荷量为＋e.下夸克带电荷量为－e，e为电子所带电荷量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克间的距离都为l，l＝1.5×10－15 m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力)． 【解析】　质子带电荷量为＋e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的．按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，这时上夸克与上夸克之间的静电力应为 F上上＝k＝k. 代入数值，得F上上＝46 N，为斥力． 上夸克与下夸克之间的静电力为 F上下＝k＝k. 代入数值，得F上下＝23 N，为引力． 【答案】　见解析 6．2002年，美国《科学》杂志评出的《2001年世界十大科技突破》中，有一个是加拿大萨德伯里中微子观察站的结果，该站揭示了中微子失踪的原因，即观察到的中微子数目比理论值少是因为中微子在运动过程中转化为一个μ子和一个τ子．在上述研究中有以下说法，正确的是(　　) 若发现μ子与中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向相反 若发现μ子与中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能一致 若发现μ子与中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定一致 若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能相反 A． B． C． D． 【解析】　对微观粒子运用动量守恒定律，关键在于明确动量守恒定律的适用条件，它包括高速运动物体和低速运动物体，包括宏观物体和微观物体，由动量守恒定律可知，B选项正确． 【答案】　B 7．在天体演变过程中，红色巨星发生“超新星爆炸”后，可以形成中子星(电子被迫同原子核中的质子结合而形成中子)，中子星具有极高的密度．若已知某中子星的密度为1017 kg/m3，该中子星的卫星绕它做圆轨道运动，试求该中子星的卫星运行的最小周期．(引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2) 【解析】　设中子星的卫星圆轨道半径为R，质量为m，由万有引力提供向心力，可得＝mω2R＝. 又当R＝r(中子星的半径)时，卫星运行周期最小，注意到M＝，由此可得Tmin＝1.2×10－3 s. 【答案】　1.2×10－3 s 8．(2008·海南高考)质子和中子是由更基本的粒子即“夸克”组成的．两个强作用电荷相反(类似于正、负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较