15t顶夸克top+2/3176b底夸克bottom-1/3——青夏教育精英家教网—

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题目列表(包括答案和解析)

美国费米国家加速器实验室于2008年8月宣布，在对撞实验中发现一种新型粒子--欧米伽b重子，这是迄今为止物理学界发现的质量最大的重子．这一发现也证实夸克模型是成功的．
1961年，理论物理学家提出夸克模型，指出重子是由3个夸克组成的亚原子粒子．现代物理学认为，夸克共分6种3类：上夸克、下夸克；粲夸克、奇异夸克；顶夸克、底夸克（如下表）．质子由两个上夸克加一个下夸克组成，而中子的构成是两个下夸克加一个上夸克，因此人类目前所接触的物质都是由第一类夸克组成的．此次对撞实验发现的新型粒子是由2个奇异夸克和1个底夸克组成．这是物理学界首次发现由后两类夸克混合组成的重子．注：1G=10⁹

符号	中文名称	英文名称	带电量（e）	质量（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	奇异夸克	strange	-1/3	0.15
t	顶夸克	top	+2/3	176
b	底夸克	bottom	-1/3	4.7

根据以上信息可以判定（　　）

A、欧米伽b重子的带电量为-e

B、欧米伽b重子的质量是质子质量的250倍

C、欧米伽b重子的质量是中子质量的250倍

D、质量单位GeV/c²可由质能方程E=mc²得知1 GeV/c²=1.78×10^-27 kg

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（1）（6分）按照现代的粒子理论，可以将粒子分为三大类：媒介子、轻子和强子，质子和中子属于强子。强子是由更基本的粒子——夸克组成。根据夸克理论，夸克有6种，它们是上夸克、下夸克、奇夸克、璨夸克、底夸克和顶夸克。它们的带电荷量分别为±或±，电荷量e为元电荷。已知一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成。则下列说法不正确的是（填正确答案标号。选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．上夸克的电荷量为＋

B．下夸克的电荷量为－

C．上夸克的电荷量为－

D．下夸克的电荷量为＋

E．上夸克的电荷量为＋

（2）（9分）如图所示，两块厚度相同的木块A、B，紧靠着放在光滑的水平面上静止不动，其质量分别为m_A=2kg、m_B=1kg，它们的下表面光滑，上表面粗糙。另有质量为m_C=1kg的铁块C（长度不计）以v₀=10m/s的速度从木块A的上表面左端开始运动。由于摩擦，铁块C最终停在木块B上，此时木块B和铁块C的共同速度为v=3m/s。设铁块C与木块A、B上表面之间的动摩擦因数均为μ=0.5。重力加速度g=10m/s²。则：①铁块C离开木块A时的速度为多少？②木块A 的最终速度为多少？③木块A的长度为多少？④铁块C在木块B上相对B滑行的距离为多少？

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2008年9月10日欧洲大型强子对撞机顺利启动，其中一项重要任务是帮助科学家寻找标准模型中的基本粒子--希格斯玻色子，标准模型预言了宇宙中所有的62种基本粒子，并描述了支配其交互作用的法则，夸克即是其中之一，1995年3月2日，美国费米实验室向全世界宣布，他们证实了顶夸克的存在．中子内有一个上夸克和两个电荷量为-

e的下夸克，其简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图1所示．则中子内上夸克的电荷量为

．图2给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是

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（25分）1995年，美国费米国家实验室CDF实验组和DO实验组在质子反质子对撞机TEVATRON的实验中，观察到了顶夸克，测得它的静止质量，寿命，这是近十几年来粒子物理研究最重要的实验进展之一．
    1．正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为，式中是正、反顶夸克之间的距离，是强相互作用耦合常数，是与单位制有关的常数，在国际单位制中．为估算正、反顶夸克能否构成一个处在束缚状态的系统，可把束缚状态设想为正反顶夸克在彼此间的吸引力作用下绕它们连线的中点做匀速圆周运动．如能构成束缚态，试用玻尔理论确定系统处于基态中正、反顶夸克之间的距离．已知处于束缚态的正、反夸克粒子满足量子化条件，即

式中为一个粒子的动量与其轨道半径的乘积，为量子数，为普朗克常量．
    2．试求正、反顶夸克在上述设想的基态中做匀速圆周运动的周期．你认为正、反顶夸克的这种束缚态能存在吗?

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（25分）1995年，美国费米国家实验室CDF实验组和DO实验组在质子反质子对撞机TEVATRON的实验中，观察到了顶夸克，测得它的静止质量，寿命，这是近十几年来粒子物理研究最重要的实验进展之一．
    1．正、反顶夸克之间的强相互作用势能可写为，式中是正、反顶夸克之间的距离，是强相互作用耦合常数，是与单位制有关的常数，在国际单位制中．为估算正、反顶夸克能否构成一个处在束缚状态的系统，可把束缚状态设想为正反顶夸克在彼此间的吸引力作用下绕它们连线的中点做匀速圆周运动．如能构成束缚态，试用玻尔理论确定系统处于基态中正、反顶夸克之间的距离．已知处于束缚态的正、反夸克粒子满足量子化条件，即

式中为一个粒子的动量与其轨道半径的乘积，为量子数，为普朗克常量。
    2．试求正、反顶夸克在上述设想的基态中做匀速圆周运动的周期．你认为正、反顶夸克的这种束缚态能存在吗？