浙江專版2023-2024學(xué)年新教材高中物理第5章原子核5“基本”粒子訓(xùn)練提升新人教版選擇性必修第三冊

5“基本”粒子課后·訓(xùn)練提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項(xiàng)中只有一個是符合題目要求的)1.下列說法正確的是()A.人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工核轉(zhuǎn)變是查德威克用α粒子轟擊鈹原子核,產(chǎn)生了碳原子核和一個中子B.患癌癥的病人可以接受鈷60的放射治療,這是利用了細(xì)胞分裂越快的組織對射線的耐受力越強(qiáng)的特點(diǎn)C.強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子,質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子D.比結(jié)合能越大的原子核,核子的平均質(zhì)量也越大答案:C解析:盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核,產(chǎn)生了氧的一種同位素——氧17和一個質(zhì)子,這是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變,選項(xiàng)A錯誤;用放射治療癌癥,是利用“細(xì)胞分裂越快的組織,對射線的耐受能力就越弱”這一特點(diǎn),選項(xiàng)B錯誤;強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子,質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子,選項(xiàng)C正確;比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,核子平均質(zhì)量越小,選項(xiàng)D錯誤。2.質(zhì)子和中子是由更基本的粒子即所謂“夸克”組成的。兩個強(qiáng)作用電荷相反(類似于正負(fù)電荷)的夸克在距離很近時(shí)幾乎沒有相互作用(稱為“漸近自由”);在距離較遠(yuǎn)時(shí),它們之間就會出現(xiàn)很強(qiáng)的引力(導(dǎo)致所謂“夸克禁閉”)。作為一個簡單的模型,設(shè)這樣的兩夸克之間的相互作用力F與它們之間的距離r的關(guān)系為F=0,0<r<r1-F0,r1≤r≤r20,r>答案:B解析:從無窮遠(yuǎn)處電勢為零開始到r=r2位置,勢能恒定為零,在r=r2到r=r1過程中,恒定引力做正功,勢能逐漸均勻減小,即勢能為負(fù)值且越來越小,r<r1之后勢能不變,恒定為-U0,由于引力做功等于勢能減少量,故U0=F0(r2-r1),故選項(xiàng)B正確,A、C、D錯誤。3.中子內(nèi)有一個電荷量為+23e的上夸克和兩個電荷量為-13e的下夸克。一簡單的模型是三個夸克都在半徑為r的同一圓周上,如圖所示。在給出的四幅圖中,能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是(答案:B解析:兩個下夸克對一個上夸克的作用力都為引力,且大小相等,合力方向豎直向下,左邊的下夸克受引力和水平向左的斥力,因?yàn)閗13e·二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項(xiàng)中至少有一個是符合題目要求的)4.1961年,理論物理學(xué)家提出夸克模型,指出重子是由3個夸克組成的亞原子粒子?，F(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為,夸克共分6種3類:上夸克、下夸克;粲夸克、奇異夸克;頂夸克、底夸克。質(zhì)子由兩個上夸克加一個下夸克組成,則中子的構(gòu)成是兩個下夸克加一個上夸克,因此人類目前所接觸的物質(zhì)都是由第一類夸克組成的。某次對撞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的新型粒子(歐米伽b重子)是由2個奇異夸克和1個底夸克組成的,這是物理學(xué)界首次發(fā)現(xiàn)由后兩類夸克混合組成的重子。(1G=109)符號中文名稱電荷量/e質(zhì)量/(GeV·c-2)u上夸克+20.004d下夸克-10.008c粲夸克+21.5s奇異夸克-10.15t頂夸克+2176b底夸克-14.7根據(jù)以上信息可以判定()A.歐米伽b重子帶的電荷為-eB.歐米伽b重子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的250倍C.歐米伽b重子的質(zhì)量是中子質(zhì)量的250倍D.由質(zhì)能方程E=mc2得知1GeV/c2=1.78×10-27kg答案:ACD解析:由表中信息可知,歐米伽b重子帶的電荷為-13e+2×-13e=-e,選項(xiàng)A正確;質(zhì)子質(zhì)量為(0.004×2+0.008)GeV/c2=0.016GeV/c2,選項(xiàng)B錯誤;歐米伽b重子的質(zhì)量為(4.7+0.15×2)GeV/c2=5GeV/c2,中子的質(zhì)量為(0.008×2+0.004)GeV/c2=0.02GeV/c21×109×1三、非選擇題5.如下一系列核反應(yīng)是在恒星內(nèi)部發(fā)生的。p+612C

713NC+e+p+613Cp+714N

815ON+e+p+715N其中p為質(zhì)子,α為α粒子,e+為正電子,ν為中微子,已知質(zhì)子的質(zhì)量為mp=1.672648×10-27kg,α粒子的質(zhì)量為mα=6.644929×10-27kg,正電子的質(zhì)量為me=9.11×10-31kg,中微子的質(zhì)量可忽略不計(jì),真空中的光速c=3.00×108m/s,試計(jì)算該系列核反應(yīng)完成后釋放的能量。答案:3.95×10-12J解析:為求出系列反應(yīng)后釋放的能量,將題中所給的諸核反應(yīng)方程左右兩側(cè)分別相加