上海市北虹高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.4粒子物理与宇宙的起源 课时作业（含解析）

4.4粒子物理与宇宙的起源
1．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、氨核的混合电离气体；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
2．关于粒子，下列说法正确的是（ ）
A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子
B．强子都是带电粒子
C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论
D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
3．关于太阳，下列说法正确的是（ ）
A．是银河系的一个组成部分
B．是银河系中唯一发光的恒星
C．是一颗能发光、发热的液态星球
D．辐射能量主要来自于太阳内部的化学反应
4．关于恒星，以下说法中正确的是 （　　）
A．恒星的质量越小，寿命越短
B．视星等越高的恒星，表面温度就越高
C．绝对星等越高的恒星，表面温度一定越高
D．恒星的颜色与表面温度有关，温度低的呈暗红色，更热的比太阳稍蓝
5．根据恒星的分类，太阳属于（　　）
A．超巨星 B．巨星 C．主序星 D．白矮星
6．关于恒星的描述，下列说法中正确的是（　　）
A．质量越大的恒星，寿命越短
B．质量越大的恒星，寿命越长
C．表面温度比太阳高的恒星呈现出比太阳稍红的颜色
D．表面温度比太阳低的恒星呈现出比太阳稍蓝的颜色
7．关于恒星的温度、亮度和颜色，下列说法中正确的（ ）
A．恒星的颜色与表面温度有关，最冷的呈红色，最热的比太阳稍蓝
B．视星等越高的恒星，表面温度就越高
C．绝对星等越高的恒星，我们看到的就越亮
D．恒星的绝对星等仅决定于它的表面温度
8．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
9．在赫罗图中，处于主序对角线的恒星，具有的特点是（ ）
A．温度高，亮度大 B．温度高，亮度小
C．温度低，亮度大 D．温度和亮度无关
10．1961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
11．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
12．恒星的颜色与______有关；恒星的亮度取决于它的体积、温度以及离地球的距离。恒星的相对亮度通常用___________来描述。
13．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________．
参考答案
1．C
【解析】
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。
2．D
【解析】
由于中子、质子是由不同的夸克组成的，它们不再是基本粒子，夸克模型是探究强子结构的理论，不同夸克构成强子，有的强子带电，有的不带电，不同夸克带电不同，可能为或，说明电子电荷不再是电荷的最小单位.
A. 电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子，与结论不相符，选项A错误；
B. 强子都是带电粒子，与结论不相符，选项B错误；
C. 夸克模型是探究三大类粒子结构的理论，与结论不相符，选项C错误；
D. 夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位，与结论相符，选项D正确；
3．A
【解析】A、太阳是银河系的一个组成部分，故A正确；
B、银河系中发光的恒星很多，故B错误；
C、太阳是一颗能发光、发热的星球，但不是液态，故C错误；
D、太阳内部的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故D错误；
故选A。
【点睛】本题解题关键掌握太阳系和太阳的概况。
4．D
【解析】
A．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，故A错误；
BC．恒星的星等衡量的是发光能力，而发光能既和表面温度有关，也和发光面积有关，故星等越高的恒星表面温度不一定越高，也不一定越亮，故BC错误；
D．恒星表面颜色取决于它的表面温度，温度越低，颜色越偏红，温度越高越偏蓝，所以最冷的呈红色，最热的比太阳稍蓝，故D正确。
故选D。
5．C
【解析】
太阳现在正处中年或壮年阶段，处于恒星演化的中期，叫主序星阶段。太阳是一颗小质量的黄矮星，位于赫罗图中主星序中下端，已经在此停留了大约50亿年，并正在随着氢燃料的消耗，缓慢地向上移动。根据恒星演化模型显示，太阳在刚刚诞生时，体积是现在的87%，表面温度比现在高大约600℃。同样根据恒星演化模型，太阳还将在主星序上停留大约45~50亿年，然后步入老年，体积膨胀，离开主星序进入红巨星区域。因此，太阳目前是一颗主序星，正处于恒星生命中的中年壮年期，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．A
【解析】
AB．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，故A正确，B错误；
CD．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。恒星表面颜色主要有四种，分别是红、黄、白、蓝。太阳的表面颜色是黄色，属于温度中等偏低的恒星，故CD错误。
故选A。
7．A
【解析】
A． 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，所以最冷的呈红色，最热的比太阳稍蓝，故A正确。
BCD． 恒星的星等衡量的是发光能力，而发光能力既和表面温度有关，也和发光面积有关，故星等越高的恒星，表面温度不一定越高，也不一定越亮，故BCD错误。
8．D
【解析】
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。
9．A
【解析】
【详解】
赫罗图表示的恒星的温度与亮度的关系，主序对角线中恒星的亮度大，表面温度就升高．
A． 温度高，亮度大与分析相符，故A正确。
B． 温度高，亮度小与分析不符，故B错误。
C． 温度低，亮度大与分析不符，故C错误。
D． 温度和亮度无关与分析不符，故D错误。
10．ACD
【解析】
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。
11．ACD
【解析】
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。
12．表面温度 星等
【解析】
[1]恒星的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。
[2]恒星的相对亮度通常用星等来描述。
13．星等 视星等 绝对星等
【解析】
[1][2][3] 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.