2021学年5 “基本”粒子同步达标检测题

5.5“基本”粒子同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列关于恒星寿命的说法正确的是（　　）

A．质量大的恒星寿命长 B．质量小的恒星寿命长

C．恒星的寿命与其质量无关 D．无法确定

2．链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是( )

A．质子 B．中子 C．β粒子 D．α粒子

3．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

4．太阳系在银河系的（       ）．

A．中心 B．中心附近 C．一条旋臂的中心 D．一条旋臂的边缘

5．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，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。

下列说法正确的是（　　）A．由u和组成 B．由和d组成

C．由u和组成 D．由和d组成

6．下列核反应中，表示核裂变的是（　　）

A．U→Th＋He B．U＋n→Ba＋Kr＋3n

C．P→Si＋e D．Be＋He→C＋n

7．中微子失踪之谜是一直困扰着科学家的问题，原来中微子在离开太阳向地球运动的过程中，发生“中微子振荡”转化为一个μ子和一个τ子。科学家通过对中微子观察和理论分析，终于弄清了中微子失踪之谜，成为“2001年世界十大科技突破”之一。若中微子在运动中只转化为一个μ子和一个τ子，并已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向（　　）

A．一定与中微子方向一致 B．一定与中微子方向相反

C．可能与中微子方向不在同一直线上 D．只能与中微子方向在同一直线上

8．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

9．2020年11月27日，“华龙一号”发电机组首次并网成功，其内核是如图所示的核反应堆，关于核反应下列说法中正确的是（　　）

A．图示装置的核反应类型是核聚变 B．要使核反应速度减慢，可以将铀棒插入得更深

C．裂变反应的燃料是铀，反应过程质量不守恒 D．石墨起到降低反应温度的作用

10．为了探究宇宙起源，科学家将利用阿尔法磁谱仪（AMS）在太空中寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是（　　）

A．由1个带正电荷的质子和1个带负荷的电子构成

B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成

C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成

D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成

11．一颗恒星的寿命取决于它的

A．温度 B．体积 C．质量 D．颜色

12．月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦－3（），2020年12月1日，我国“嫦娥五号探测器”成功着陆月面后开始“挖土”并成功带回地面供科学研究。可控核聚变可以采用＋→＋x或＋→＋y下列说法正确的是(　　)

A．x是质子

B．y是正电子

C．核聚变过程发生质量亏损，释放核能

D．比的原子核更稳定

13．我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（　　）

A．

B．

C．

D．

14．K－介子衰变的方程为其中K－介子和π－介子带负的基本电荷，π0介子不带电。一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径RK－与Rπ－之比为2：1，π0介子的轨迹未画出。由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为（　　）

A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：6

15．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Sr

C．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

二、填空题（共4题）

16．亚里士多德提供了许多根据观察得到的令人信服的理由，证明人类赖以生存的大地是一个球体．试举出除天文观察以外的两个理由：

（1）_________________；

（2）________________．

17．图示为恒星的寿命与其质量的关系图。由图可知，恒星的质量越大，其寿命越________（选填“长”或“短”）；若一恒星的质量为太阳质量的1.8倍，则它的寿命约为________年。

18．星系按外形大致分为____________、____________、____________。

19．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_________．

三、综合题（共4题）

20．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。

21．2010年3月31日，欧洲大型强子对撞机实现首次质子束对撞成功。科学家希望以接近光速飞行的质子在发生撞击之后，能模拟宇宙大爆炸的能量，并产生新的粒子，帮助人类理解暗物质、反物质以及其他超对称现象，从根本上加深了解宇宙本质，揭示宇宙形成之谜。欧洲科研机构宣布他们已经制造出9个反氢原子。

问题探究：

(1)什么是反粒子？

(2)请推测反氢原子的结构？

22．若π+介子、π-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，它们所带电荷量如表所示，表中e为元电荷。

(1)按最简单的组成，π+介子由哪两种粒子组成？

(2)按最简单的组成，π-介子由哪两种粒子组成？

23．查找华人科学家在粒子物理领域的成果和事迹，写一篇文章，并与同学交流。

参考答案：

1．B

2．B

3．B

4．D

5．D

6．B

7．D

8．C

9．C

10．B

11．C

12．C

13．C

14．C

15．B

16．     船只出海时渐渐没入地平线     向南旅行和向北旅行时所见的星空是不同的

17．     短    

18．     旋涡星系     椭圆星系     不规则星系

19．     200万     宇宙的过去     光年    

20．质子由两个u夸克和一个d夸克组成，中子由一个u夸克和两个d夸克组成

21．

(1)“反粒子”与“正粒子”具有相同的质量，但带有等量的异种电荷；

(2)“反氢原子”应该具有与氢原子相同的质量，相反的电荷符号且相等的电荷量，所以反氢原子是核和构成的。

22．(1)π+介子是由夸克u和反夸克组成的；(2)π-介子由夸克d和反夸克组成

23．

1958年，一个电话改变了黄旭华的一生。“电话里只说去北京出差，其他什么也没说。我简单收拾了一下行李就去了。”黄旭华说，他从上海到了北京才知道，国家要搞核潜艇。这是黄旭华人生的重要转折点，从此，他的一生与核潜艇结缘。

       在此4年前，美国建造的世界第一艘核潜艇首次试航，一年前，苏联第一艘核潜艇下水。核潜艇刚一问世，即被视为捍卫国家核心利益的“杀手锏”。1958年6月27日，聂荣臻元帅向中共中央呈送《关于开展研制导弹原子潜艇的报告》，得到毛泽东主席批准。这份绝密报告，拉开了中国研制核潜艇的序幕。然而，当时的中国要造核潜艇，谈何容易？1959年秋，赫鲁晓夫访华，中国领导人希望苏联帮助中国发展核潜艇，但赫鲁晓夫认为，核潜艇技术复杂，中国搞不了。对此，毛泽东誓言：“核潜艇，一万年也要搞出来！”“主席这句话，体现了中国人自己造核潜艇的决心。”黄旭华说，这种激励难以言表。然而，当时连核潜艇长什么样儿也不知道。“没办法，只能‘骑驴找马’，搜罗核潜艇相关信息，拼凑出核潜艇的轮廓。”黄旭华说，他们只得带着“三面镜子”找有用信息：用“放大镜”搜索相关资料，用“显微镜”审视相关内容，用“照妖镜”分辨真假虚实。就这样，中国核潜艇事业在一穷二白的基础上起步，在一波三折中发展。

       1964年10月，中国第一颗原子弹爆炸成功。原子弹上天，带来核潜艇下海的希望。5个月后，核潜艇研制工作全面启动。核潜艇总体研究设计所在葫芦岛成立，黄旭华开始了“荒岛求索”的人生。那是个特殊的年代。文革时期政治运动不断，白天养猪、修猪圈、接受批判，晚上黄旭华和同事们潜心于核潜艇事业。没有计算机计算核心数据，就用算盘和计算尺。为了控制核潜艇的总重和稳性，就用磅秤来称。黄旭华和同事们用最“土”的办法解决了尖端的技术问题，同时用创新的思维解决关键问题。核潜艇的形状是采用常规线型还是水滴线型，一度困扰着黄旭华和他的同事们。美国发展核潜艇分三步走，先是采用适合水面航行为主的常规线型，同时建造一艘常规动力水滴线型潜艇，摸索水滴型体的流体性能，在此基础上研制出先进的水滴型核潜艇。依据大量试验和科学论证，黄旭华提出，“三步并作一步走”，研制中国的水滴型核潜艇。“一个侦察兵已把最佳路线侦察出来，就没必要重走他侦察时的路线了。”黄旭华说。

     功夫不负有心人。黄旭华和同事们先后突破了核潜艇中最为关键和重大的核动力装置、水滴线型艇体、艇体结构、人工大气环境、水下通讯、惯性导航系统、发射装置7项技术，也就是“七朵金花”。

     1970年12月26日，中国第一艘攻击型核潜艇顺利下水。

   1974年8月1日，中国第一艘核潜艇被命名为“长征一号”，正式列入海军战斗序列。

   这是世界核潜艇史上罕见的速度：上马三年后开工，开工两年后下水，下水四年后正式入列。

       1981年4月，我国第一艘弹道导弹核潜艇成功下水。两年四个月后，交付海军训练使用，加入海军战斗序列。中国成为继美、苏、英、法之后世界上第五个拥有核潜艇的国家。

       核潜艇潜入深海，才能隐蔽自己，在第一次核打击后保存自己，进行第二次核报复，从而实现战略威慑。

       1988年4月29日，我国进行核潜艇首次深潜试验。数百米深的深潜试验，是最危险的试验。“核潜艇上一块扑克牌大小的铜板，深潜后承受的外压是1吨多。这么大的艇体，有一块钢板不合格、一条焊缝有问题、一个阀门封不严，都是艇毁人亡的结局！”深潜试验遭遇事故并不罕见。上世纪60年代，美国核潜艇“长尾鲨”号便在深潜试验时沉没，艇上一百多人全部遇难。对参试人员来说，这无疑是个巨大的心理考验。为增强参试人员信心，减小压力，这位64岁的总设计师做出惊人决定：亲自随核潜艇下潜。一小时、二小时、三小时，核潜艇不断向极限深度下潜。海水挤压着艇体，舱内不时发出“咔嗒、咔嗒”的巨大声响，直往参试人员的耳朵里钻。黄旭华全神贯注地观察并记录着各种数据。

       成功了！当核潜艇浮出水面时，现场的人群沸腾了。人们握手，拥抱，喜极而泣。

       1988年下半年，中国第一代弹道导弹核潜艇完成水下发射导弹试验，意味着中国真正具备了水下核反击能力。核潜艇横空出世，使我国从此摆脱了超级大国的核讹诈。

       深海，潜伏着中国核潜艇，也深藏着“核潜艇人”的功与名。

“为了工作上的保密，我整整30年没有回家。离家研制核潜艇时，我刚三十出头，等回家见到亲人时，已是六十多岁的白发老人了。”黄旭华说。

       苦干惊天动地事，甘做隐姓埋名人。黄旭华埋头苦干的人生，正是中国核潜艇人不懈奋斗的缩影，他们是骑鲸蹈海的“无名英雄”。