Question

7．美國費米國家加速器實驗室于2008年8月宣布，在對撞實驗中發(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個夸克組成的亞原子粒子．現(xiàn)代物理學(xué)認為，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)子由兩個上夸克加一個下夸克組成，而中子的構(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．此次對撞實驗發(fā)現(xiàn)的新型粒子是由2個奇異夸克和1個底夸克組成．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．

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

注：1G=10⁹
根據(jù)以上信息可知，以下說法中錯誤的是（　�。�

• 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1GeV/c²=1.78×10^-27 kg

Answer 1

分析 根據(jù)題意可知，歐米伽b重子是由2個奇異夸克和1個底夸克組成．由表格數(shù)據(jù)，從而可確定歐米伽b重子的帶電量；
同時由質(zhì)量的數(shù)據(jù)，結(jié)合質(zhì)子與中子的構(gòu)成，可得出歐米伽b重子的質(zhì)量是中子的多少倍；
根據(jù)質(zhì)能方程E=mc²得知，單位GeV/c²與kg的關(guān)系．

解答 解：A、歐米伽b重子是由2個奇異夸克和1個底夸克組成；而一個奇異夸克帶電量為$-\frac{1}{3}$e和1個底夸克帶電量為$-\frac{1}{3}$e，
因此歐米伽b重子的帶電量為$-\frac{1}{3}$e×2+（-$\frac{1}{3}$）e=-e，故A正確；
B、歐米伽b重子是由2個奇異夸克和1個底夸克組成；則一個奇異夸克質(zhì)量為0.15GeV/c²和1個底夸克帶電量為4.7 GeV/c²，
因此歐米伽b重子質(zhì)量為5GeV/c²，而質(zhì)子由兩個上夸克加一個下夸克組成，則質(zhì)子的質(zhì)量為0.016GeV/c²，所以歐米伽b重子的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的312.5倍，故B錯誤；
C、歐米伽b重子是由2個奇異夸克和1個底夸克組成；則一個奇異夸克質(zhì)量為0.15GeV/c²和1個底夸克帶電量為4.7 GeV/c²，
因此歐米伽b重子質(zhì)量為5GeV/c²，而中子由兩個下夸克加一個上夸克，則質(zhì)子的質(zhì)量為0.02GeV/c²，所以歐米伽b重子的質(zhì)量是中子質(zhì)量的250倍，故C正確；
D、由質(zhì)能方程E=mc²得：m=$\frac{E}{{c}^{2}}$，可知，質(zhì)量單位GeV/c²．1 GeV=10⁹×1.6×10^-19J=1.6×10^-10J，那么1 GeV/c²=$\frac{1.6×1{0}^{-10}}{（3×1{0}^{8}）^{2}}=1.78×1{0}^{-27}$kg，故D正確；
本題選擇錯誤的，故選：B

點評 解題關(guān)鍵讀懂題意，找出有用信息，根據(jù)各自組成列式可確定電量與質(zhì)量的多少，同時掌握質(zhì)能方程的應(yīng)用，知道質(zhì)量單位GeV/c²．