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 12 题） 1．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 2．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 3．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 4．我们观测到的宇宙的图景是（　　） A．宇宙当今的图景 B．宇宙过去的图景 C．宇宙将来的图景 D．一种虚拟的图景 5．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 6．在赫罗图中，处于主序对角线的恒星，具有的特点是（ D．4，2 ） 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 7．下列关于恒星的颜色、温度与亮度的关系说法正确的是（ ） A．恒星看上去越亮，颜色越偏向蓝色 B．恒星看上去越亮，温度越高 C．恒星温度越低，颜色越偏向红色 D．恒星温度越低，颜色越偏向蓝色 8．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 9．2020 年 11 月 27 月 0 时 4 分，华龙一号核电 5 号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进 国家行列。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列叙述正确的是（　　） A．太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变 B．典型的裂变方程为 235 92 89 1 U �144 56 Ba  36 Kr  20 n C．裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大 D．锶 90 是铀 235 的裂变产物，其半衰期为 28 年，那么经过 56 年锶 90 便衰变没了 10．关于宇宙，下列说法中正确的是（　　） A．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上 B．恒星的寿命取决于亮度 C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应 D．地球是宇宙中唯一有卫星的星球 11．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 12．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为， 1 1 12 H+15 7 N �6 C+X+Q 2 原子核 1 1 质量/u 1.0078 H 3 2 4 2 He 3.0160 He 12 6 4.0026 3 3 He 13 H+12 6 C �7 N+Q1 ， ，方程式中 Q1，Q2 表示释放的能量，相关的原子核质量见下表： 以下推断正确的是（ C．X 是 2 1 1 ）A．X 是 2 ，Q2<Q1 He 13 7 C 12.0000 N 13.0057 ，Q2>Q1 B．X 是 D．X 是 15 7 4 2 He 4 2 He N 15.0001 ，Q2>Q1 ，Q2<Q1 二、填空题（共 4 题） 13．星系是由宇宙中的一大群_________、大量_________和_________组成的物质系统，宇宙中的星系估 计有_________个以上，银河系以外的星系称为__________________． 14．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 粒子具有相同的质量和相等的电荷量，但电荷的符号相反．据此，若有反 α 粒子，它的质量数为________ _____，电荷数为_____________． 15．一颗恒星的寿命取决于它的质量，质量大的恒星虽然可以燃烧的核燃料较多，但它____________，所 以寿命____________．试利用图估算，一颗质量为太阳 2 倍的恒星的寿命约为____________． 16．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________． 三、综合题（共 4 题） 17．简述恒星的演化过程。 18．已知氘核质量为 2.0136u，中子质量为 1.0087u， 撞聚变成 3 2 He 3 2 He 核的质量为 3.0150u。两个速率相等的氘核对心碰 并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能。（质量亏损为 1u 时，释放的能量为 931.5MeV。除了计算质量亏损外， 3 2 He 的质量可以认为是中子的 3 倍） (1)写出该核反应的反应方程式； (2)该核反应释放的核能是多少？ (3)若测得反应后生成中子的动能是 3.12MeV，则反应前每个氘核的动能是多少 MeV？ 11 � 19．某恒星的周年视差为 0.25� ，1 月份和 7 月份地球移动的直线距离为 3 �10 m ，试估算该恒星离地球的 距离． 20．太阳现在处于主序星演化阶段，它主要是由电子和 核聚变反应，核反应方程式是 201 e  411 H � 42 He 1 1 H 、氦等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的 ，该核反应每发生一次放出的核能约为 E0  4.2 �1012 J 些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而便太阳中的 1 1 H ，这 核数目减少 10%，则太阳将离开主序星阶段进入巨星的演化阶段。为了简化计算，现假定太阳全部由电子和 1 1 H 核组成。 6 (1)为了研究太阳演化过程，需要知道太阳的质量 M。已知地球半径 R  6.4 �10 m ，地球质量 m  6.0 �10 24 kg ，日地中心距离 7 质量。（1 年取 3.2 �10 s ） r  1.5 �1011 m ，地球表面处的重力加速度 g  10m/s 2 ，试估算太阳目前的 (2)又已知地球上与太阳光垂直的每平方米面积上每秒钟得到的太阳辐射能为   1351.5W/m ，试估算太阳 2 继续保持在主序星阶段还有多少年？（估算结果只要求保留一位有效数字）参考答案： 1．B 2．C 3．A 4．B 5．B 6．A 7．C 8．C 9．C 10．A 11．C 12．B 13． 恒星 气体 尘埃 14． 4 15． 放射出的能量也比较多 16． 星等 1000 亿 河外星系 -2 视星等 短 20 亿年 绝对星等 17． 恒星可依据其质量分为以下两种演化过程： 一、小质量恒星： 二、大质量恒星： 在演化的过程中，恒星以内部氢核聚变为主要能源的发展阶段就是恒星的主序阶段。处于主序阶段的恒星 称为主序星。主序阶段是恒星的青壮年期，恒星在这一阶段停留的时间占整个寿命的 90%以上。当恒星的 燃料消耗殆尽，就会变成红色巨星或超巨星，就意味着这颗恒星将要“死亡”。在恒星的演化过程中始终伴 随着能量的转化和转移。 18．(1) 2 1 H  21 H � 23 He  01 n 19． 26 l.y. ；(2)3.26MeV；(3)0.45MeV 30 10 20．(1) 2 �10 kg ；(2) 1�10