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004d下夸克down-1/3 【查看更多】

題目列表(包括答案和解析)

美國(guó)費(fèi)米國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室于2008年8月宣布，在對(duì)撞實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一種新型粒子--歐米伽b重子，這是迄今為止物理學(xué)界發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量最大的重子．這一發(fā)現(xiàn)也證實(shí)夸克模型是成功的．
1961年，理論物理學(xué)家提出夸克模型，指出重子是由3個(gè)夸克組成的亞原子粒子．現(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（如下表）．質(zhì)子由兩個(gè)上夸克加一個(gè)下夸克組成，而中子的構(gòu)成是兩個(gè)下夸克加一個(gè)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．此次對(duì)撞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的新型粒子是由2個(gè)奇異夸克和1個(gè)底夸克組成．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．注：1G=10⁹

符號(hào)	中文名稱	英文名稱	帶電量（e）	質(zhì)量（GeV/c²）
u	上夸克	up	+2/3	0.004
d	下夸克	down	-1/3	0.008
c	粲夸克	charm	+2/3	1.5
s	奇異夸克	strange	-1/3	0.15
t	頂夸克	top	+2/3	176
b	底夸克	bottom	-1/3	4.7

根據(jù)以上信息可以判定（　�。�

A、歐米伽b重子的帶電量為-e

B、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、質(zhì)量單位GeV/c²可由質(zhì)能方程E=mc²得知1 GeV/c²=1.78×10^-27 kg

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2008年9月10日歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)順利啟動(dòng)，其中一項(xiàng)重要任務(wù)是幫助科學(xué)家尋找標(biāo)準(zhǔn)模型中的基本粒子--希格斯玻色子，標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言了宇宙中所有的62種基本粒子，并描述了支配其交互作用的法則，夸克即是其中之一，1995年3月2日，美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室向全世界宣布，他們證實(shí)了頂夸克的存在．中子內(nèi)有一個(gè)上夸克和兩個(gè)電荷量為-

e的下夸克，其簡(jiǎn)單模型是三個(gè)夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖1所示．則中子內(nèi)上夸克的電荷量為

．圖2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

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已經(jīng)證實(shí)，質(zhì)子、中子都是由“上夸克”和“下夸克”兩種夸克組成的，上夸克帶電為2e/3，下夸克帶電為-e/3，e為電子所帶電量的大小，如果質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成的，且各個(gè)夸克之間的距離都為l，l=1.5×10^-15m，則質(zhì)子中有兩個(gè)

夸克，上夸克和下夸克之間的靜電力大小為

N．（k=9.0×10⁹N?m²/C²，e=1.6×10^-19C）

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C．（選修模塊3-5）
（1）下列說(shuō)法中正確的是

．
A．隨著溫度的升高，一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)
B．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長(zhǎng)變短
C．根據(jù)海森伯提出的不確定性關(guān)系可知，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定微觀粒子的位置和動(dòng)量
D．4個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后一定還剩下2個(gè)沒(méi)有發(fā)生衰變
（2）在《探究碰撞中的不變量》實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．把兩個(gè)小球用等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛于同一點(diǎn)，讓B球靜止，拉起A球，由靜止釋放后使它們相碰，碰后粘在一起．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除了要測(cè)量A球被拉起的角度θ₁，及它們碰后擺起的最大角度θ₂之外，還需測(cè)量

（寫(xiě)出物理量的名稱和符號(hào)）才能驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒．用測(cè)量的物理量表示動(dòng)量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式是

．
（3）2008年10月7日，日美科學(xué)家分享了當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．他們?cè)吞囟▽?duì)稱性破缺的起源給出了解釋，并預(yù)言了一些當(dāng)時(shí)還未發(fā)現(xiàn)的夸克．夸克模型把核子（質(zhì)子和中子）看做夸克的一個(gè)集合體，且每三個(gè)夸克組成一個(gè)核子．已知質(zhì)子和中子都是由上夸克u和下夸克d組成的．每種夸克都有對(duì)應(yīng)的反夸克．一個(gè)上夸克u帶有+

e的電荷，而一個(gè)下夸克d帶有-

e的電荷，因此一個(gè)質(zhì)子p可以描述為p=uud，則一個(gè)中子n可以描述為n=

．一個(gè)反上夸克

帶有-

e的電荷，一個(gè)反下夸克

帶有+

e的電荷，則一個(gè)反質(zhì)子p可描述為

．

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（1）（6分）按照現(xiàn)代的粒子理論，可以將粒子分為三大類：媒介子、輕子和強(qiáng)子，質(zhì)子和中子屬于強(qiáng)子。強(qiáng)子是由更基本的粒子——夸克組成。根據(jù)夸克理論，夸克有6種，它們是上夸克、下夸克、奇夸克、璨夸克、底夸克和頂夸克。它們的帶電荷量分別為±或±，電荷量e為元電荷。已知一個(gè)質(zhì)子由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成，一個(gè)中子由兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克組成。則下列說(shuō)法不正確的是（填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得3分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分；每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）

A．上夸克的電荷量為＋

B．下夸克的電荷量為－

C．上夸克的電荷量為－

D．下夸克的電荷量為＋

E．上夸克的電荷量為＋

（2）（9分）如圖所示，兩塊厚度相同的木塊A、B，緊靠著放在光滑的水平面上靜止不動(dòng)，其質(zhì)量分別為m_A=2kg、m_B=1kg，它們的下表面光滑，上表面粗糙。另有質(zhì)量為m_C=1kg的鐵塊C（長(zhǎng)度不計(jì)）以v₀=10m/s的速度從木塊A的上表面左端開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。由于摩擦，鐵塊C最終停在木塊B上，此時(shí)木塊B和鐵塊C的共同速度為v=3m/s。設(shè)鐵塊C與木塊A、B上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5。重力加速度g=10m/s²。則：①鐵塊C離開(kāi)木塊A時(shí)的速度為多少？②木塊A 的最終速度為多少？③木塊A的長(zhǎng)度為多少？④鐵塊C在木塊B上相對(duì)B滑行的距離為多少？