3．一對(duì)反粒子是指質(zhì)量相同、電量相等電性完全相反的粒子，如電子（${\;}_{-1}^{0}$e）和正電子（${\;}_{1}^{0}$e）就是一對(duì)反粒子；當(dāng)靜止的質(zhì)子和反質(zhì)子質(zhì)相遇時(shí)可發(fā)生湮滅，并發(fā)出兩個(gè)波長(zhǎng)相同的光子，已知質(zhì)子質(zhì)量為m，光速為c，普朗克常量h，則發(fā)出的光子的波長(zhǎng)為$\frac{h}{mc}$；上述過程能否發(fā)出兩個(gè)波長(zhǎng)不相同的光子？理由是不能，否則總動(dòng)量不為零，違背動(dòng)量守恒定律．

分析 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程和能量子公式E=hγ列式求解發(fā)出的光子的波長(zhǎng)；結(jié)合動(dòng)量守恒定律分析兩個(gè)光子的質(zhì)量關(guān)系．

解答 解：靜止的質(zhì)子和反質(zhì)子質(zhì)相遇時(shí)可發(fā)生湮滅，并發(fā)出兩個(gè)波長(zhǎng)相同的光子，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程和能量子公式，有：
2mc2=2E
E=hγ=$\frac{hc}{λ}$
聯(lián)立解得：
λ=$\frac{h}{mc}$
上述過程系統(tǒng)初動(dòng)量為零，故末動(dòng)量也為零，故兩個(gè)光子的動(dòng)量應(yīng)該大小相等，方向相反，速度相等，根據(jù)λ=$\frac{h}{P}$，波長(zhǎng)相等；
故答案為：$\frac{h}{mc}$；不能，否則總動(dòng)量不為零，違背動(dòng)量守恒定律；

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了愛因斯坦質(zhì)能方程、愛因斯坦的光子說、光的波粒二象性，關(guān)鍵是根據(jù)規(guī)律列式分析，不難．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

13．一平行板電容器，兩板之間距離d與正對(duì)面積S都可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，電容器兩板與電池兩極始終保持相連接，以C表示電容器的電容，以Q表示電容器的電量，以E表示兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，則（　�。�
A．當(dāng)d增大、S不變時(shí)，C減小，E減小B．當(dāng)S增大、d不變時(shí)，C增大，E增大
C．當(dāng)d減小，S增大時(shí)，C增大、Q增大D．當(dāng)S減小、d減小時(shí)，C不變、Q減小

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

14．伽利略在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，做了如下的實(shí)驗(yàn)：他讓一個(gè)銅球從阻力很小（可忽略不計(jì)）的斜面上由靜止開始滾下，并且做了上百次．假設(shè)某次實(shí)驗(yàn)伽利略是這樣做的：在斜面上任取三個(gè)位置A、B、C．讓小球分別由A、B、C滾下，如圖所示，A、B、C與斜面底端的距離分別為s1、s2、s3，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端的時(shí)間分別為t1、t2、t3，小球由A、B、C運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的速度分別為v1，v2、v3，則下列關(guān)系式中正確并且是伽利略用來證明小球沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的是（　　）
A．$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}^{2}}$=$\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}^{2}}$B．$\frac{{v}_{1}}{2}$=$\frac{{v}_{2}}{2}$=$\frac{{v}_{3}}{2}$
C．$\frac{{v}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{{v}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{{v}_{3}}{{t}_{3}}$D．s1-s2=s2-s1

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1垂直水平光滑金屬導(dǎo)軌平面向下，垂直導(dǎo)軌放置的導(dǎo)體棒ab在平行于導(dǎo)軌的外力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過兩線圈感應(yīng)出電壓，使電壓表示數(shù)U保持不變．已知變阻器最大阻值為R，且是定值電阻R2的三倍，平行金屬板MN相距為d．在電場(chǎng)作用下，一個(gè)帶正電粒子從O1由靜止開始經(jīng)O2小孔垂直AC邊射入第二個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，方向垂直紙面向外，其下邊界AD距O1O2連線的距離為h．已知場(chǎng)強(qiáng)B2=B，設(shè)帶電粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m，則高度h=，請(qǐng)注意兩線圈繞法，不計(jì)粒子重力．求：

（1）試判斷拉力F能否為恒力以及F的方向（直接判斷）；
（2）調(diào)節(jié)變阻器R的滑動(dòng)頭位于最右端時(shí)，MN 兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度多大？
（3）保持電壓表示數(shù)U不變，調(diào)節(jié)R的滑動(dòng)頭，帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)B2后都能擊中AD邊界，求粒子打在AD邊界上的落點(diǎn)距A點(diǎn)的距離范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．如圖所示，間距為L(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)．導(dǎo)體棒ab、cd垂直導(dǎo)軌放置，棒長(zhǎng)均為L(zhǎng)，電阻均為R，且與導(dǎo)軌電接觸良好．a(chǎn)b棒處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間均勻增加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．Cd棒質(zhì)量為m，處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度恒為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，恰好保持靜止．a(chǎn)b棒在外力作用下也保持靜止，重力加速度為g．
（1）求通過cd棒中的電流大小和方向．
（2）在t0時(shí)間內(nèi)，通過ab棒的電荷量q和ab棒產(chǎn)生的熱量Q．
（3）若零時(shí)刻B1等于零，ab棒與磁場(chǎng)B1下邊界的距離為L(zhǎng)0，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B1隨時(shí)間t的變化關(guān)系．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．如圖所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為l的小車靜止在光滑的水平面上．質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在小車的最左端．現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．物塊和小車之間的摩擦力為f．物塊滑到小車最右端時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的距離為s．在這個(gè)過程中，下列說法正確的是（　�。�
A．物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為F（l+s）
B．物塊到達(dá)小車最右端時(shí)，小車具有的動(dòng)能為fs
C．物塊克服摩擦力所做的功為f（l+s）
D．物塊和小車增加的機(jī)械能為fs

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．由某種合金材料制成粗細(xì)均勻的電阻絲，電阻Rx約為5Ω，現(xiàn)需測(cè)量該合金材料的電阻率，實(shí)驗(yàn)提供如下材料：
A．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3000Ω）
B．電流表A（量程1mA，內(nèi)阻30Ω）
C．定值電阻R1（阻值為0.05Ω）
D．定值電阻R2（阻值為3000Ω）
E．電源E （電動(dòng)勢(shì)3V，內(nèi)阻不計(jì)）
F．滑動(dòng)變阻器R0（最大電阻為2Ω，額定電流約5A）
G．開關(guān)S，導(dǎo)線若干

（1）實(shí)驗(yàn)中，要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)谔摼�框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖，并在圖1中注明每個(gè)器材的字母符號(hào)；
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)得電阻絲的直徑d如圖2所示，則所用電阻絲的直徑d=0.300 mm；
（3）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的電阻絲的接入長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電阻絲的直徑為d，電壓表V的示數(shù)為U0，電流表A表盤示數(shù)為I0，則該電阻絲的電阻率ρ=$\frac{π54zwyfd^{2}{U}_{0}}{2404{I}_{0}L}$（用L、d、I0、U0表示，以上各量均為國(guó)際單位）
（4）該電阻絲電阻小于（填“大于”、“等于”、“小于”）材料、質(zhì)量和長(zhǎng)度均相同但粗細(xì)不均勻的電阻絲的電阻．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．電子擴(kuò)束裝置由電子加速器、偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)組成．偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)由加了電壓的相距為d的兩塊水平平行放置的導(dǎo)體板形成，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的左邊界與偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的右邊界相距為s，如圖甲所示．大量電子（其重力不計(jì)）由靜止開始，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)．當(dāng)兩板不帶電時(shí)，這些電子通過兩板之間的時(shí)間為2t0，當(dāng)在兩板間加如圖乙所示的周期為2t0、幅值恒為U0的電壓時(shí)，所有電子均從兩板間通過，進(jìn)入水平寬度為l，豎直寬度足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后通過勻強(qiáng)磁場(chǎng)打在豎直放置的熒光屏上．問：

（1）電子在剛穿出兩板之間時(shí)的最大側(cè)向位移與最小側(cè)向位移之比為多少？
（2）要使側(cè)向位移最大的電子能垂直打在熒光屏上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為多少？
（3）在滿足第（2）問的情況下，打在熒光屏上的電子束的寬度為多少？（已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=1：10，副線圈與阻值R=20Ω的電阻相連，原線圈兩端所加的電壓u=20$\sqrt{2}$sin20πt（V），則（　�。�
A．交流電壓表的示數(shù)為20$\sqrt{2}$VB．副線圈輸出交流電的頻率為50Hz
C．電阻R上消耗的電功率為2kWD．副線圈中電流的最大值為1 A

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