5.5“基本”粒子 章节练习 -2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册（含解析）

5.5、“基本”粒子一、选择题（共16题）1．晴朗的夜空繁星闪烁，有的恒星颜色偏红，有的恒星颜色偏蓝关于“红星”和“蓝星”表面的温度，下列说法正确的是（）A．恒星表面的温度越高，表面颜色越偏红，所以“红星”表面的温度高B．恒星表面的温度越高，表面颜色越偏蓝，所以“蓝星”表面的温度高C．“红星”和“蓝星”表面的温度一样高D．恒星的表面颜色与其表面温度无关2．太阳辐射的能量来源于（

）．A．太阳的运动 B．太阳黑子爆发C．氢气的燃烧 D．内部热核反应3．关于银河系的形状，下列说法正确的是（

）．A．旋涡星系 B．椭圆星系 C．圆形星系 D．不规则星系4．《流浪地球》讲述了极速衰老的太阳威胁到地球的生存环境，人类带着地球逃亡的故事．若太阳变为了红巨星，此时意味着它处于恒星的（

）A．诞生期 B．成长期 C．存在期 D．死亡期5．2002年，美国《科学》杂志评出的《2001年世界十大科技突破》中，有一次是加拿大萨德伯里中微子观测站的结果，该站揭示了中微子失踪的部分中微子在运动过程中转化为一个μ子和一个τ子．在上述研究中有以下说法，正确的是（）①若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定相反②若发现μ子和中微子的运动方向一致，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能一致③若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向一定一致④若发现μ子和中微子的运动方向相反，则τ子的运动方向与中微子的运动方向可能相反A．①③ B．②③ C．③④ D．①②6．2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（）在成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了大型先进磁约束核聚变实验研究装置的设计、建造、运行技术，为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。下列关于核聚变的说法正确的是（）A．该反应为人工核转变B．核聚变反应又称为链式反应C．两个轻核在任何条件下都能发生核聚变D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增大7．中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站位于山东省威海市荣成石岛湾。目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是。下列关于x的说法正确的是（）A．x是粒子，具有很强的电离本领B．x是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的C．x是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的D．x是粒子，穿透能力比较弱8．铀核（U）是获得核能的主要原料之一，其中一种核反应方程为U＋n→X＋Sr＋2n并释放核能，下列说法正确的是（）A．因为裂变时释放能量，根据，所以裂变后的总质量数减少B．该核反应在中子的轰击下发生，核反应为人工转变C．X原子核中的核子数为140个，中子数为84个D．该核反应是重核裂变，产物的结合能之和大于铀核（U）的结合能9．晴朗的夜空繁星闪烁，有的恒星颜色偏红，有的恒星颜色偏蓝。对于“红星”和“蓝星”表面的温度，你的判断是（）A．“红星”高 B．“蓝星”高 C．一样高 D．无法判断10．关于宇宙，下列说法中正确的是（）A．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上B．恒星的寿命取决于亮度C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应D．地球是宇宙中唯一有卫星的星球11．原子核裂变一般生成两个中等质量的原子核，我国科学家钱三强和何泽慧夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分。关于原子核的裂变下面表述正确的是（）A．裂变过程存在质量亏损，但不一定释放能量B．U裂变成两个中等质量的原子核，产物可能是Xe和SrC．U容易俘获快中子而发生裂变释放核能D．U的纯度越高，其裂变的链式反应越难进行12．现已发现的粒子达400多种。它们大体可被分为哪几种类别（）A．光子、夸克、强子、质子 B．夸克、轻子、强子、电子C．规范玻色子、希格斯玻色子、轻子、强子 D．质子、中子、电子、光子13．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为，，，方程式中Q1，Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推断正确的是（

）A．X是，Q2>Q1 B．X是，Q2>Q1C．X是，Q2<Q1 D．X是，Q2<Q114．下列说法正确的是（

）A．目前还未发现媒介子、轻子和夸克这三类粒子的内部结构B．自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律，对基本粒子不适用C．反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象D．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子15．已知介子、介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷．ud带电量+e－e+下列说法正确的是（）A．由u和组成B．由d和组成C．由u和组成D．由d和组成16．如图是原子核的平均结合能（也称比结合能）与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的平均结合能，如的核子平均结合能约为8Mev，的核子平均结合能约为7Mev，根据该图像判断，下列说法正确的是（）A．随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能增大B．核最稳定C．由图像可知，两个核结合成核会释放出能量D．把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多提供约112Mev的能量二、填空题17．仙女座星系是人们能用肉眼看到的最遥远的天体，但由于光速有限，你看到来自那里的光线，实际上已经在太空中行进了_________年，因此观察遥远的天体就等于在观察__________________．宇宙很大，所以计算天体间的距离时常用_________作为单位，它等于_________．18．恒星的寿命取决于恒星的质量,恒星的质量越大,其寿命越____________。19．一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量大的恒星虽然可以燃烧的核燃料较多，但它____________，所以寿命____________．试利用图估算，一颗质量为太阳2倍的恒星的寿命约为____________．20．恒星的相对亮度常用________来表示，直接由光度测量得到的星等称为________，恒星在离一个标准距离情况下所具有的亮度称为________．三、综合题21．查阅资料，了解关于宇宙起源的理论，说说每种理论的内容及科学依据。22．粒子是如何分类的？23．目前普遍认为，质子和中子都是由u夸克和d夸克组成．其中u夸克的带电量为，d夸克的带电量为，e为元电荷。请据此推断质子和中子的组成情况。参考答案：1．B【详解】恒星的表面颜色取决于它的表面温度，温度越低，颜色越偏红，温度越高，颜色越偏蓝。故选B。2．D【详解】太阳内部在不断的进行热核反应，这是太阳辐射能量的来源，故D正确，ABC错误；故选D。3．A【详解】天文观测发现银河系的形状为旋涡星系，A正确，BCD错误；故选A。4．D【详解】太阳的最终演化过程为：恒星→主序星→红巨星→白矮星,若太阳变为了红巨星，此时意味着它处于恒星的死亡期，故D正确ABC错误。故选D。5．B【详解】中微子在转化为μ子和τ子的前后过程中满足动量守恒定律．6．D【详解】A．是两个轻核聚变为中等质量的核，为轻核聚变反应，故A错误；B．链式反应是生成物里面有反应物，可以让核反应自发的继续反应，如重核裂变，故核聚变反应不是链式反应，故B错误；C．轻核聚变反应需要温度足够高使得轻核距离非常近，故C错误；D．两个轻核结合成质量较大的核的过程要释放能量，核子的平均质量减小，所以核子的比结合能增大，故D正确。故选D。7．B【详解】AD．根据该反应的特点可知，该核反应为重核裂变，x为中子。故AD错误；BC．根据物理学史可知，中子是查得威克通过实验最先发现的，故B正确C错误。故选B。8．D【详解】A．裂变时释放能量，存在质量亏损，但是质量数不变，A错误；B．该核反应为重核裂变，不是人工转变，B错误；C．X原子核中的核子数为中子数为C错误；D．结合质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的产物为锶核和氙核，并会释放能量，则裂变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，D正确。故选D。9．B【详解】发光能力和表面温度有关，对于我们看到的恒星来说，温度越低的恒星颜色越红，而温度越高的恒星颜色越蓝，则说明“蓝星”表面温度要高，故B正确，ACD错误。故选B。10．A【详解】A．银河系的中心有一个突起的核，称为核球，另外还有银盘和银晕，银盘一个非常引人注目的结构是有旋涡状的旋臂，因此银河系属于旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上，故A正确；B．恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧，故B错误；C．在太阳内部，氢原子核在超高温作用下发生核聚变，释放巨大的核能，故太阳能发光、放热，故C错误；D．宇宙中有卫星的星球很多，比如木星就有许多卫星，故D错误。故选A。11．B【详解】A．裂变过程存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，一定释放能量。故A错误；B．U裂变成两个中等质量的原子核的裂变反应有许多种，产物有可能是Xe和Sr，故B正确；C．U容易俘获慢中子而发生裂变释放核能，故C错误；D．U的纯度越高，其裂变的链式反应越容易进行，故D错误。故选B。12．C【详解】按照粒子与各种相互作用的关系，大体可以把粒子分为四大类，即强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子，所以选项C正确，ABD错误。故选C。13．B【详解】AC．由核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒知：X是He，AC错误；BD．前一核反应过程的质量亏损Δm1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.0021u而后一核反应的质量亏损Δm2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0053u，Δm2>Δm1，故Q2>Q1D错误，B正确。故选B。14．ACD【详解】A．媒介子、轻子和夸克在现代实验中还没有发现其内部结构，故A正确；B．能量守恒定律等对基本粒子也适用，故B错误；C．反粒子与其相应的粒子带等量异种电荷，反粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象，故C正确；D．质子是最旱发现的强子，故D正确。故选ACD。15．AD【详解】由题意可知，带电量为+e，故由表可知时由u和组成；带电量为-e，故由d和组成组成，故AD正确，BC错误。故选AD。16．BCD【详解】A．由图可知，随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能先增大后减小，所以A错误；B．核的平均结合能最大，是最稳定的，所以B正确；C．两个平均结合能小的结合成平均结合能大的时，会释放出能量，所以C正确；D．把分成质子和中子需要提供的能量约为将质子和中子结合成一个所放出的能量约为则将分为4个需要提供的能量约为故要多提供的能量为故选BCD。17．

200万

宇宙的过去

光年

【详解】仙女座星系离地球大约200万光年，看到来自那里的光线，实际上已经在太空中行进了200万年，因此观察遥远的天体就等于在观察宇宙的过去；由于距离太远，因此常用光年作单位；光年是光一年走过的距离18．短【详解】恒星的寿命和它的质量体积有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈。19．

放射出的能量也比较多

短

20亿年【详解】一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量大的恒星虽然可以燃烧的核燃料较多，但它放射出的能量也比较多所以寿命短，根据图像可知一颗质量为太阳2倍的恒星的寿命约为20亿年。20．

星等

视星等

绝对星等【详解】恒星的相对亮度常用星等来表示，直接由光度测量得到的星等称为视星等恒星在离一个标准距离情况下所具有的亮度称为绝对星等.21．见详解【详解】据拉美社8月15日报道，加拿大科学家提出了有关宇宙起源的新理论：认为我们所认识的三维宇宙可能起源于一颗毁灭后变成四维空间的恒星。美国每日星系网站15日发表了这一理论。，当前最流行的“宇宙大爆炸”理论认为，宇宙是由一个致密炽热的奇点于137亿年前一次大爆炸后膨胀形成的，天文学家和物理学家发现的多个科学现象--例如可观测宇宙的膨胀和原始引力波的存在等，令“宇宙大爆炸”理论得到进一步充实；然而加拿大佩里米特理论物理研究所的专家认为，这个理论不能解释宇宙大爆炸之前是什么样的，而他们提出的新