5.5“基本”粒子
1．下列关于夸克模型的说法正确的是（ ）
A．强子是由更基本的夸克组成的
B．夸克的电荷量分别为元电荷的＋或－
C．每种夸克都有对应的反夸克
D．夸克能以自由的状态单个出现
2．下列所述正确的是（ ）
A．强子是参与强相互作用的粒子
B．轻子是不参与强相互作用的粒子
C．目前发现的轻子只有4种
D．夸克有6种，它们带的电荷量分别为元电荷的+或-
3．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
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（如下表）.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.（）
符号 中文名称 带电荷量（） 质量（）
u 上夸克 0.004
d 下夸克 0.008
c 粲夸克 1.5
s 奇异夸克 0.15
t 顶夸克 176
b 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
B．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．由质能方程得知
5．下列说法正确的是（ ）
A．聚变是裂变的逆反应
B．核聚变反应须将反应物加热到数百万开尔文以上的高温，显然是吸收能量
C．轻核聚变比裂变更为安全、清洁
D．强子是参与强相互作用的粒子，中子是最早发现的强子
6．现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反。据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数分别为（ ）
A．-4，-2 B．4，-2 C．-4，2 D．4，2
7．太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播的过程中衰变成一个μ子和一个τ子。若在衰变过程中μ子的速度方向与中微子的速度方向一致，则τ子的运动方向（ ）
A．一定与μ子的方向相同 B．一定与μ子的方向相反
C．一定与μ子在同一直线上 D．不一定与μ子在同一直线上
8．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
9．以下说法正确的是（ ）
A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子
B．质子、中子、介子和超子都属于强子
C．现代实验发现强子、轻子都有内部结构
D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子
10．下列说法正确的是（ ）
A．原子是组成物质的最小微粒
B．质子是比原子更小的微粒
C．目前我们可以断定夸克已不能再分
D．粒子的带电荷量不可能比元电荷再小
11．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
12．太阳燃料全部耗尽，最终会变成一颗（ ）
A．白矮星 B．中子星 C．黑洞 D．黑矮星
13．关于恒星的演化，下列说法中正确的是（ ）
A．星云在引力作用下不断收缩，内部温度升高引发了核反应，中子星就形成了
B．恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星
C．小恒星燃料耗尽后会收缩成密度极大的白矮星
D．超巨星爆炸后外层物质会扩散到太空中成为星云，内部物质形成新的恒星
14．根据恒星的分类，太阳属于（ ）
A．超巨星 B．主序星 C．白矮星 D．中子星
15．在宇宙诞生过程中，产生了如下粒子：①光子、中微子、电子等大量轻子；②氘核、氚核、氦核等轻核；③夸克、轻子、胶子等粒子；④质子和中子等强子；⑤电子、质子、氦核的混合电离气体；⑥电子、质子复合成为中性氢原子，根据宇宙大爆炸理论，以上粒子形成的先后顺序是（ ）
A．①②③④⑤⑥ B．③①④②⑤⑥
C．③④①②⑤⑥ D．①③④②⑥⑤
16．关于太阳系中的行星的说法正确的是（）．
A．金星和地球的外壳都是由坚硬的岩石组成的
B．火星和木星的外壳都是由坚硬的岩石组成的
C．水星和金星没有坚硬的外壳，是气态行星
D．天王星有坚硬的外壳，是太阳系中最大的一颗行星
17．一颗恒星的寿命取决于它的
A．温度 B．体积 C．质量 D．颜色
18．根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是（ ）
A．夸克、轻子、胶子等粒子
B．质子和中子等强子
C．光子、中微子和电子等轻子
D．氢核、氘核、氦核等轻核
19．关于恒星，下列说法中正确的是
A．恒星的质量越大寿命就越长 B．太阳是宇宙中最大的恒星
C．恒星最终一定会变成黑洞 D．太阳是离地球最近的恒星
20．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。
粒子 π+ π- u d
带电荷量 +e -e + - - +
(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？5.5“基本”粒子
1．下列关于夸克模型的说法正确的是（ ）
A．强子是由更基本的夸克组成的
B．夸克的电荷量分别为元电荷的＋或－
C．每种夸克都有对应的反夸克
D．夸克能以自由的状态单个出现
【答案】ABC
【详解】
A．强子是由更基本的夸克组成的。A正确；
B．夸克的电荷量分别为元电荷的＋或－。B正确；
C．每种夸克都有对应的反夸克，C正确；
D．夸克不能以自由的状态单个出现，D错误。
故选ABC。
2．下列所述正确的是（ ）
A．强子是参与强相互作用的粒子
B．轻子是不参与强相互作用的粒子
C．目前发现的轻子只有4种
D．夸克有6种，它们带的电荷量分别为元电荷的+或-
【答案】ABD
【详解】
AB．由粒子的特性可知，强子是参与强相互作用的粒子；轻子是不参与强相互作用的粒子。故AB正确；
C．目前发现的轻子有6种，故C错误；
D．夸克模型经过几十年的发展，已知夸克有6种，它们带的电荷分别为元电荷的+或-，故D正确。
故选ABD。
3．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
【答案】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。
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（如下表）.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.（）
符号 中文名称 带电荷量（） 质量（）
u 上夸克 0.004
d 下夸克 0.008
c 粲夸克 1.5
s 奇异夸克 0.15
t 顶夸克 176
b 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
B．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．由质能方程得知
【答案】ACD
【详解】
A．由表中信息可知，欧米伽b重子带的电荷量为
选项A正确；
B．质子质量
故可知选项B错误；
C．欧米伽b重子的质量为
中子的质量为
故可知选项C正确；
D．，选项D正确.
故选ACD。
5．下列说法正确的是（ ）
A．聚变是裂变的逆反应
B．核聚变反应须将反应物加热到数百万开尔文以上的高温，显然是吸收能量
C．轻核聚变比裂变更为安全、清洁
D．强子是参与强相互作用的粒子，中子是最早发现的强子
【答案】C
【详解】
A．聚变和裂变的反应物和生成物完全不同，两者无直接关系，并非互为逆反应，故A错误；
B．实现聚变反应必须使参加反应的轻核充分接近，需要数百万开尔文的高温，但聚变反应一旦实现，所释放的能量远大于所吸收的能量，所以聚变反应还是释放能量，故B错误；
C．实现聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了，另外，聚变反应比裂变反应生成的废物数量少，容易处理，故C正确；
D．质子是最早发现的强子，故D错误。
故选C。
6．现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反。据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数分别为（ ）
A．-4，-2 B．4，-2 C．-4，2 D．4，2
【答案】B
【详解】
因“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量、相同的电荷量，但电荷的符号相反。所以，反α粒子质量数为4，电荷数为-2。
故选B。
7．太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播的过程中衰变成一个μ子和一个τ子。若在衰变过程中μ子的速度方向与中微子的速度方向一致，则τ子的运动方向（ ）
A．一定与μ子的方向相同 B．一定与μ子的方向相反
C．一定与μ子在同一直线上 D．不一定与μ子在同一直线上
【答案】C
【详解】
中微子衰变成μ子和τ子的过程中满足动量守恒定律，μ子的速度方向与中微子的速度方向一致，则τ子的运动方向必定也在这条直线上，由于质量关系不确定，则不能确定其速度方向与μ子的方向相同还是相反。
故选C。
8．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
【答案】B
【详解】
反氢原子由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成。
故选B。
9．以下说法正确的是（ ）
A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子
B．质子、中子、介子和超子都属于强子
C．现代实验发现强子、轻子都有内部结构
D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子
【答案】B
【详解】
A．最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，A错误；
C．强子有内部结构，由夸克组成，现代实验还没有发现轻子的内部结构，C错误；
BD．质子、中子、介子、超子都属于强子，τ子质量比核子质量大，但仍属于轻子，D错误，B正确。
故选B。
10．下列说法正确的是（ ）
A．原子是组成物质的最小微粒
B．质子是比原子更小的微粒
C．目前我们可以断定夸克已不能再分
D．粒子的带电荷量不可能比元电荷再小
【答案】B
【详解】
AB．质子、中子、电子、夸克等都是比原子还小的微粒，选项A错误，选项B正确；
C．目前我们虽然没有发现夸克有内部结构，但不能断定夸克已不能再分，选项C错误；
D．不同夸克带电不同，分别为+e和-，说明夸克带电量比元电荷小，选项D错误。
故选B。
11．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
【答案】C
【详解】
A．卢瑟福用粒子轰击氮原子核，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；
B．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；
C．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；
D．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。
故选C。
12．太阳燃料全部耗尽，最终会变成一颗（ ）
A．白矮星 B．中子星 C．黑洞 D．黑矮星
【答案】D
【详解】
太阳在内部的核燃料用尽后首先会体积变大，变成红巨星。红巨星靠燃烧太阳外层的核燃料继续保持发光发热。等到所有的燃料燃尽后，由于太阳自身巨大的质量形成的万有引力的作用下，会迅速向中心榻缩成密度极大、原子紧密排列的白矮星。白矮星靠太阳残留的少量热量继续发出微弱的光芒。在最后的一点热量耗尽后，太阳将最终变成一颗不发光也不发热的冰冷的黑矮星。
A． 白矮星与分析不符，故A错误。
B． 中子星与分析不符，故B错误。
C． 黑洞与分析不符，故C错误。
D． 黑矮星与分析相符，故D正确。
13．关于恒星的演化，下列说法中正确的是（ ）
A．星云在引力作用下不断收缩，内部温度升高引发了核反应，中子星就形成了
B．恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星
C．小恒星燃料耗尽后会收缩成密度极大的白矮星
D．超巨星爆炸后外层物质会扩散到太空中成为星云，内部物质形成新的恒星
【答案】B
【详解】
A． 星云在引力作用下不断收缩，内部温度升高引发了核反应，恒星就形成了，故A错误。
B． 恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星，故B正确。
C． 小恒星燃料耗尽后会收缩成白矮星，但密度并非极大，白矮星的密度小于中子星，故C错误。
D． 超巨星爆炸后外层物质继续扩散到太空中，成为星云的组成部分，而后这些星云会收缩成为一颗新的恒星，故D错误。
14．根据恒星的分类，太阳属于（ ）
A．超巨星 B．主序星 C．白矮星 D．中子星
【答案】B
【解析】
【详解】
根据恒星的分类，太阳属于主序星。
A． 超巨星与分析不符，故A错误。
B． 主序星与分析相符，故B正确。
C． 白矮星与分析不符，故C错误。
D． 中子星与分析不符，故D错误。
15．在宇宙诞生过程中，产生了如下粒子：①光子、中微子、电子等大量轻子；②氘核、氚核、氦核等轻核；③夸克、轻子、胶子等粒子；④质子和中子等强子；⑤电子、质子、氦核的混合电离气体；⑥电子、质子复合成为中性氢原子，根据宇宙大爆炸理论，以上粒子形成的先后顺序是（ ）
A．①②③④⑤⑥ B．③①④②⑤⑥
C．③④①②⑤⑥ D．①③④②⑥⑤
【答案】C
【详解】
根据宇宙大爆炸理论，宇宙形成之初是粒子家族，其后产生了夸克、轻子、胶子等粒子，然后按强子时代，轻子时代，核合成时代，混合电离气体，中性氢原子的顺序演化，选项C正确。
16．关于太阳系中的行星的说法正确的是（）．
A．金星和地球的外壳都是由坚硬的岩石组成的
B．火星和木星的外壳都是由坚硬的岩石组成的
C．水星和金星没有坚硬的外壳，是气态行星
D．天王星有坚硬的外壳，是太阳系中最大的一颗行星
【答案】A
【详解】
太阳系的八大行星中，木星是气体星球，且是太阳系中最大的行星，其余都是由坚硬的岩石组成的，故A正确，BCD错误；
故选A。
17．一颗恒星的寿命取决于它的
A．温度 B．体积 C．质量 D．颜色
【答案】C
【详解】
恒星的寿命取决于恒星的质量，恒星的质量越大说明寿命越短，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．
A．温度，与结论不相符，选项A错误；
B．体积，与结论不相符，选项B错误；
C．质量，与结论相符，选项C正确；
D．颜色，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
点晴：解决本题关键理解恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短．
18．根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是（ ）
A．夸克、轻子、胶子等粒子
B．质子和中子等强子
C．光子、中微子和电子等轻子
D．氢核、氘核、氦核等轻核
【答案】A
【详解】
宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由的光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子结合成氘核，并形成氦核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，因此A正确，B、C、D的产生都在A之后，故B、C、D错．
19．关于恒星，下列说法中正确的是
A．恒星的质量越大寿命就越长 B．太阳是宇宙中最大的恒星
C．恒星最终一定会变成黑洞 D．太阳是离地球最近的恒星
【答案】D
【详解】
A、恒星质量越大寿命越短，故A错误；
B、现在的天文学只探索到了宇宙很小的一部分，很多恒星未知，太阳并不是宇宙中最大的恒星，故B错误；
C、恒星最终会变成黑矮星、白矮星、黑洞等，因此，恒星最终并不一定会变成黑洞，故C错误；
D、太阳是离地球最近的恒星，故D正确．
20．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。
粒子 π+ π- u d
带电荷量 +e -e + - - +
(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？
【答案】(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
【详解】
(1)π+介子带有+e的电荷量，且是由一个夸克和一个反夸克组成的，夸克u带和反夸克带合成电荷量为e。
(2)π-介子带有-e的电荷量，是由一个夸克和一个反夸克组成的，夸克d带和反夸克带合成电荷量为-e。
