人教版 (2019)选择性必修 第三册5 “基本”粒子达标测试

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第5节　“基本”粒子1.下列说法正确的是(　　)A.人类第一次实现原子核的人工核转变是查德威克用α粒子轰击铍原子核，产生了碳原子核和一个中子B.患癌症的病人可以接受钴60的放射治疗，这是利用了细胞分裂越快的组织对射线的耐受力越强的特点C.强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子D.比结合能越大的原子核，核子的平均质量也越大2.质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的。两个强作用电荷相反(类似于正负电荷)的夸克在距离很近时几乎没有相互作用(称为“渐近自由”)；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力(导致所谓“夸克禁闭”)。作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为F=式中F0为大于零的常量，负号表示引力。用U表示夸克间的势能，令U0=F0(r2-r1)，取无穷远为势能零点。下列U-r图示正确的是(　　)3.中子内有一个电荷量为+e的上夸克和两个电荷量为-e的下夸克。一简单的模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示。在给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是(　　)4.1961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。质子由两个上夸克加一个下夸克组成，则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。某次对撞实验发现的新型粒子(欧米伽b重子)是由2个奇异夸克和1个底夸克组成的，这是物理学界首次发现由后两类夸克混合组成的重子。(1 G=109)符号中文名称电荷量/e质量/(GeV·c-2)u上夸克+0.004d下夸克-0.008c粲夸克+1.5s奇异夸克-0.15t顶夸克+176b底夸克-4.7根据以上信息可以判定(　　)A.欧米伽b重子带的电荷为-eB.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.由质能方程E=mc2得知1 GeV/c2=1.78×10-27 kg5.如下一系列核反应是在恒星内部发生的。pNC+e++νpNpON+e++νpC+α其中p为质子，α为α粒子，e+为正电子，ν为中微子，已知质子的质量为mp=1.672 648×10-27 kg，α粒子的质量为mα=6.644 929×10-27 kg，正电子的质量为me=9.11×10-31 kg，中微子的质量可忽略不计，真空中的光速c=3.00×108 m/s，试计算该系列核反应完成后释放的能量。  
参考答案1.C　卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，这是人类第一次实现的原子核的人工转变，选项A错误；用放射治疗癌症，是利用“细胞分裂越快的组织，对射线的耐受能力就越弱”这一特点，选项B错误；强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子，选项C正确；比结合能越大，原子核越稳定，核子平均质量越小，选项D错误。2.B　从无穷远处电势为零开始到r=r2位置，势能恒定为零，在r=r2到r=r1过程中，恒定引力做正功，势能逐渐均匀减小，即势能为负值且越来越小，r<r1之后势能不变，恒定为-U0，由于引力做功等于势能减少量，故U0=F0(r2-r1)，故选项B正确，A、C、D错误。3.B　两个下夸克对一个上夸克的作用力都为引力，且大小相等，合力方向竖直向下，左边的下夸克受引力和水平向左的斥力，因为k=kcos 60°，所以合力方向竖直向上，同理可确定右边的夸克所受库仑力方向也是竖直向上，故选项B正确。4.ACD　由表中信息可知，欧米伽b重子带的电荷为-e+2×=-e，选项A正确；质子质量为(0.004×2+0.008) GeV/c2=0.016 GeV/c2，选项B错误；欧米伽b重子的质量为(4.7+0.15×2) GeV/c2=5 GeV/c2，中子的质量为(0.008×2+0.004) GeV/c2=0.02 GeV/c2，选项C正确；1 GeV/c2= kg=1.78×10-27 kg，选项D正确。5.【答案】3.95×10-12 J【解析】为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系统反应最终等效为4p→α+2e++2ν设反应后释放的能量为Q，根据质能关系和能量守恒得4mpc2=mαc2+2mec2+Q代入数值可得Q=3.95×10-12 J。