一道物理题

著名的科学家曾经说过： 这难道是一道题吗？？

按照目前的粒子物理标准模型，共有六种夸克，按质量从小到大分为三代，各代的性质也有所不同。

(i) 目前的标准模型里，描述三代夸克间通过W粒子弱相互作用的耦合强度的三阶矩阵为：

下列有关此矩阵以及夸克的描述中错误的是：

1. 此矩阵共有四个自由参数；
2. 此矩阵是幺正矩阵；
3. 此矩阵的第行第列描述的是第个上行夸克，第个下行夸克和W粒子顶角的耦合强度；
4. 夸克是组成物质的基石，我们身边的所有物质都是由夸克组成的；
5. 每种夸克都有红绿蓝三种颜色，而自然界中能稳定存在的物质必须表面上没有颜色；
6. 上行夸克的电荷是，下行夸克的电荷是，均不为整数电荷。

(ii) 粒子物理标准模型描述了物质与辐射的组成，而支撑标准模型存在的理论则是量子场论。对称性是量子场论中非常重要的概念。有一种机制，叫做自发对称性破缺机制，它描述的是系统所遵守的自然规律虽然满足一定的对称性，但是系统所处的状态不具有这种对称性，从而导致这种对称性并不表现出来。下列选项所描述的对称性中，被自发对称性破缺的是：

1. C宇称（电荷共轭对称）；
2. P宇称（空间反转对称）；
3. CP对称性（C与P的联合变换的对称）；
4. 时间与空间平移对称性；
5. 铁磁体在温度降至临界温度以下时的空间旋转对称性；
6. 洛伦兹变换对称性；

(iii) 量子场论实际上是量子力学与狭义相对论的结合理论。量子力学描述的是肉眼无法观察到的微观世界，例如在原子尺度下，有一条定律：如果2个电子处于同一原子轨道，则它们必定拥有相反的自旋方向。在下列六个选项中，这一定律涉及到的量子力学领域概念是：

1. 能量量子化
2. 波粒二象性
3. 叠加态
4. 真空零点能
5. 量子态坍缩
6. 全同粒子交换

(iv) 量子力学的发展与经典电磁学息息相关。经典电磁学中，描述点电荷之间作用力的定律是静电学的基础：真空中两个静止点电荷之间的作用力，与两电荷间距离的平方成反比，与两电荷电量的乘积成正比，作用力方向在它们的连线上，同号电荷相斥，异号电荷相吸。如图所示，平面上有两点电荷A与B以及一个测试电荷q。A所带的电荷量是-12 C，A与B的距离是5 cm，A与q的距离是4 cm，B与q的距离是3 cm。现用外力将电荷q移至无穷远，外力所做的功为0。请问B所带的电荷量是多少？

1. 9 C
2. 10 C
3. 12 C
4. 15 C
5. 18 C
6. 24 C

(v) 我们看到，电磁学同样要处理物体的受力关系。在地球上，运动的物体除了遵循日常生活当中见到的受力法则之外，还要受到由地球自转导致的惯性力，也就是地转偏向力。地球被分为南北2个半球，南半球和北半球受到的地转偏向力相反。在北半球，以下关于地转偏向力方向的说法中正确的是：

1. 地转偏向力与运动方向成锐角，指向运动方向左侧；
2. 地转偏向力与运动方向成锐角，指向运动方向右侧；
3. 地转偏向力与运动方向成直角，指向运动方向右侧；
4. 地转偏向力与运动方向成钝角，指向运动方向左侧；
5. 地转偏向力与运动方向成直角，指向运动方向左侧；
6. 地转偏向力与运动方向成钝角，指向运动方向右侧；

(vi) 经典力学的万有引力理论描述的是任意两个物体的瞬时超距作用，这违背了狭义相对论的信息最快以光速传播的原则。爱因斯坦由此创立了广义相对论的理论，以及著名的爱因斯坦场方程：

爱因斯坦场方程是一个高度非线性的方程，绝大多数情况下无法解出精确解。在爱因斯坦场方程被提出的同一年，爱因斯坦场方程的第一个精确解被解出，解的形式是：

下列有关此解的描述中错误的是：

1. 此解描述的是一个质量为的球状星球外的引力场；
2. 此解无法描述球状星球内部的引力场；
3. 此解是球对称、静态的解；
4. 此时空下的测地线可以正常穿过；
5. 此解在处与处有两个奇点；
6. 广义相对论的三大经典实验验证：引力红移、水星近日点进动、光线弯折均可由此解精确推论出。

(vii) 物理学是一门实验科学，在历史上，不同理论学派之间的讨论往往要由决定性的实验来进行验证，例如下图所代表的实验就是一例：

以下六个图片所代表的实验中，哪个实验在物理学史上的作用与上一实验类似：

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