同步课时精练（二十三）5.5“基本”粒子（含解析）

同步课时精练（二十二）5.5 “基本”粒子（后附解析）
一、多选题
1．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-
2．下列核反应方程中，正确的是（　　）
A．B＋（α粒子）→N＋H
B．Al＋n→Mg＋（质子）
C．Be＋He→C＋（中子）
D．N＋He→O＋（氘核）
3．在两条互相平行的金属导轨的上端接一个电源，电源内阻不计，将电源、导轨以及连接它们的导线固定在一块板上，如图倾斜放置。在导轨上放置垂直于导轨的金属棒a、b，两棒的两端均在导轨上，b棒形状如图所示，a、b棒的材料相同，粗细相同，b棒伸直的长度是a棒长度的2倍。不计两金属棒间的相互作用。除金属棒的电阻外，其他电阻均忽略不计。棒与导轨间的摩擦可忽略不计。下列说法正确的是（　　）
A．为了使a棒保持静止，可以施加一个垂直于斜面向上的匀强磁场
B．为了使a棒保持静止，可以施加一个竖直向上的匀强磁场
C．若施加相同的磁场，无论磁场的磁感应强度多大，a、b棒都不可能同时保持静止
D．为使两棒保持静止，a、b两处施加的磁场的磁感应强度大小之比为
二、单选题
4．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
5．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
6．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
7．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电荷量大小相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。1997年，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步。你推测反氢原子的结构是（　　）
A．由一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成
B．由一个带负电荷的反质子和一个不带电荷的中子构成
C．由一个不带电荷的中子和一个带负电荷的电子构成
D．由一个带负电荷的反质子与一个带正电荷的正电子构成
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．关于恒星的演化，下列说法中正确的是（ ）
A．小质量恒星燃料耗尽后会收缩成密度极大的白矮星
B．恒星燃料耗尽后外层开始膨胀，变成巨星或超巨星
C．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
D．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
10．大质量恒星，最终可能演化成（　　）
A．红巨星 B．白矮星 C．超新星 D．中子星
11．关于宇宙的起源与演化，下列说法正确的是（　　）
A．牛顿认为宇宙空间是无限的，时间是有限的
B．牛顿认为宇宙空间是有限的，时间是无限的
C．大爆炸宇宙学认为时间是有开端的
D．大爆炸宇宙学认为空间是没有开端的
12．关于恒星的演化，下列说法错误的是（ ）
A．白矮星的密度比中子星小
B．恒星演化到最后都会变为密度极大的中子星
C．恒星向外辐射的能量来自于核心区域的核聚变
D．超大质量的恒星晚期会变为红超巨星，最后形成黑洞
13．除了氦以外，恒星中最常见的化学元素是（ ）
A．氢 B．铁 C．碳 D．钠
14．为了揭示微观世界的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。下列说法错误的是（　　）
A．汤姆孙发现了电子，表明原子不是物质的不可再分的最小单元
B．卢瑟福建立了原子结构的行星模型，带负电的电子绕带正电的原子核高速运动
C．科学家发现原子核由带正电的质子和不带电的中子组成
D．质子、中子、电子就是组成物质世界的最小微粒，不可再分
15．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器的原线圈组成闭合电路，灯泡L1、L2完全相同。当变压器原线圈中的抽头P置于最上端时，原、副线圈的匝数比为，矩形线圈abcd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，且磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动的角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计。则下列说法正确的是（　　）
A．若增大矩形线圈abcd的转速，灯L1不变亮
B．在图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大
C．当抽头P置于最上端时，在线圈abcd转动的过程中，电压表示数为
D．若仅将线圈abcd的转轴平移至ad边处，且转速不变，则电压表示数也不变
三、解答题
16．电子、质子和光子是否都是基本的粒子？它们分别属于哪一类粒子？
17．太阳是个极其巨大、炽热的气体球，太阳中心处核聚变产生的巨大能量不断向宇宙空间辐射。
(1)太阳的光和热以每秒米的速度（即光速c）向外辐射，约经8分20秒到达地球。试估算太阳与地球间的距离。
(2)用E表示太阳的辐射能，估算地球获得的辐射能为太阳总辐射能E的几分之一。（已知球表面公式为，r为球半径，地球半径R为6400千米）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．ABD
解析：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。
2．BC
解析：A．反应前质量数14，反应后质量数15，不符合质量数守恒，故A错误；
B．反应前后质量数和电荷数均守恒，故B正确；
C．反应前后质量数和电荷数均守恒，故C正确；
D．反应前质量数18，反应后质量数19，不符合质量数守恒，故D错误。
故选BC。
3．CD
解析：AB．根据电路知识可知，流过金属棒的电流方向向右，由左手定则可知，施加的匀强磁场的方向应当垂直于斜面向下或竖直向下，A、B错误；
C．无论施加磁感应强度多大的磁场，b棒在磁场中的有效长度始终与a棒相同，两棒两端的电压相同，b棒电阻大，电流小，所受安培力小且重力沿斜面的分力大，所以a、b棒不可能同时保持静止，C正确；
D．经分析可知，b所受重力沿斜面的分力为a所受重力沿斜面分力的2倍，两棒保持静止时，所受安培力FA＝BIL，a、b两棒的有效长度L相等，a、b棒中电流与棒长度成反比，则相对应的磁感应强度之比为1∶4，D正确。
故选CD。
4．B
解析：恒星的寿命跟其质量有关，质量越大的恒星核反应剧烈，寿命越短，质量越小的恒星核反应不够剧烈寿命越长，ACD错误，B正确。
故选B。
5．D
解析：天文观测发现太阳系在银河系的一条旋臂的边缘，D正确，ABC错误；
故选D。
6．D
解析：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。
7．D
解析：氢原子由质子和电子组成，它们的反粒子分别是带负电荷的反质子和一个带正电荷的正电子，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．D
解析：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
解析：A．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．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C错误；
D．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D错误。
故选B。
10．D
解析：大质量恒星的演化过程为：大质量恒星红超巨星超新星中子星或黑洞，可知大质量恒星，最终可能演化成中子星，D正确，ABC错误。
故选D。
11．C
解析：AB．牛顿认为宇宙空间是无限的，时间也是无限的，故AB错误；
CD．大爆炸宇宙学认为大爆炸是时间、空间，以及宇宙中所有物质等构架的开端，故C正确，D错误。
故选C。
12．B
解析：BD．恒星演化的结果与恒星的质量大小有关，如果恒星的质量小于1.4倍太阳质量，它会演变为白矮星，如果恒星的质量是太阳质量的1.4~2倍，它会演变为中子星，如果恒星的质量更大，它会演变成黑洞，B错误，符合题意，D正确，不符合题意；
A．由上述分析可知，白矮星的密度比中子星小，A正确，不符合题意；
C．恒星向外辐射的能量来自于核心区域的核聚变，C正确，不符合题意。
故选B。
13．A
解析：除了氦以外，恒星中最常见的化学元素是氢。
A． 氢与分析相符，故A正确。
B． 铁与分析不符，故B错误。
C． 碳与分析不符，故C错误。
D． 钠与分析不符，故D错误。
14．D
解析：A．汤姆孙发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的，选项A正确，不符合题意；
B．卢瑟福建立了原子结构的行星模型，即原子的核式结构，选项B正确，不符合题意；
C．原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成，选项C正确，不符合题意；
D．质子和中子都是由夸克组成的，质子和中子可再分，选项D错误，符合题意。
故选D。
15．C
解析：A．若增大矩形线圈abcd的转速，电流的频率变大，副线圈输出电压变大，电容器C的容抗变小，与电容器C串联的灯泡L1变亮，故A错误；
B．图示位置为中性面位置，此时感应电动势为零，故B错误；
C．在线圈abcd转动的过程中，线圈中产生的感应电动势的最大值
由
得理想变压器原线圈电压的有效值为
副线圈电压表示数为
故C正确；
D．若仅将线圈abcd的转轴平移至ad边处，且转速不变，变压器原线圈输入电压变大，副线圈输出电压也变大，电压表示数变大，故D错误。
故选C。
16．见解析
解析：按照粒子与各种相互作用的不同关系，可以将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子。质子是最早发现的强子，强子是参与强相互作用的粒子电子是最早发现的轻子，轻子是不参与强相互作用的粒子；光子是媒介子，媒介子时传递各种相互作用的粒子。
17．(1)米；(2)22亿分之一
解析：(1)设太阳与地球间的距离为r，有
×500mm
(2)如图所示，以太阳为球心，太阳与地球间距离r为半径的球表面面积
其面上总能量为E。
地球在此球面上的有效面积为
对应获取的太阳能为，有
即地球获得的太阳能仅为太阳总辐射能的22亿分之一。
答案第1页，共2页
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