Question

17．北京時間2010年12月27日消息，在南極洲8000英尺的冰層下，巨型望遠鏡--冰立方中微子望遠鏡的建設工作已經(jīng)完成．冰立方中微子望遠鏡是建在南極的一個巨型望遠鏡，它的目的是發(fā)現(xiàn)以光速穿過地球的中微子，這是一種令人難以捉摸的牙原子粒子．在β衰變中常伴有一種稱為中微子的粒子放出，中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測．1953年，萊尼斯和柯文建造了一個有大水槽和探測器組成是實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中的₁¹H的核反應，間接地證實了中微子的存在．中微子與水中${\;}_{1}^{1}$H發(fā)生核反應，產(chǎn)生中子和正電子，即中微子+${\;}_{1}^{1}$H→${\;}_{0}^{1}$n+${\;}_{+1}^{0}$e．下列說法正確的是（　�。�

• A． 中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為0和0
• B． 若上述核反應產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚�光子，即${\;}_{+1}^{0}$e+${\;}_{-1}^{0}$e→2r．已知正電子與電子的質(zhì)量都為9.1×10^-31kg，則反應中產(chǎn)生的每個光子的能量約為16.4×10^-14J
• C． 若上述核反應產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，則正電子與電子相遇后可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�光子
• D． 具有相同動能的中子和正電子，中子的物質(zhì)波的波長小于正電子的物質(zhì)波波長

Answer 1

分析 根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得出中微子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得出反應后產(chǎn)生每個光子的能量．根據(jù)德布羅意波長公式，結(jié)合中子和正電子的質(zhì)量比較物質(zhì)波的波長．

解答 解：A、根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，中微子的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)分別為0和0，故A正確．
B、根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得，△E=2E=△mc²，可知每個光子能量$E=\frac{△m{c}^{2}}{2}=\frac{9.1×1{0}^{-31}×9×1{0}^{16}}{2}$J=4.1×10^-14J，故B錯誤．
C、正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�光子，因為要遵循動量守恒定律，故C錯誤．
D、根據(jù)$λ=\frac{h}{p}=\frac{h}{\sqrt{2m{E}_{k}}}$知，中子和正電子動能相同，中子質(zhì)量大于正電子質(zhì)量，則中子的物質(zhì)波波長小于正電子物質(zhì)波波長，故D正確．
故選：AD．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握愛因斯坦質(zhì)能方程、德布羅意波長公式，知道核反應中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒．