课时作业24 “基本”粒子（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版）

课时作业（二十四）　“基本”粒子 [基础达标练] 1.下列说法的正确的是(　　) A．目前，人们认为粒子界由夸克、强子、轻子构成 B．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子 C．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子 D．夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍 解析：选B　A．按照粒子与各种相互作用的不同关系，把粒子分为三大类，即强子、轻子和媒介子，A错误；B.强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子，B正确；C.质子和中子由不同的夸克组成，本身有复杂的结构，不是基本粒子，C错误；D.已知夸克有6种，它们的电荷分别为元电荷的＋或－，D错误。故选B。 2.下列说法正确的是(　　) A．许多粒子都有自己的反粒子，反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象 B．规范玻色子是几种基本粒子中最后一个被发现的 C．希格斯玻色子是传递各种相互作用的粒子 D．光子属于轻子 解析：选A　A．许多粒子都有自己的反粒子，反粒子与其对应的粒子带等量异种电荷，相遇时会发生湮灭现象，A正确； BCD.规范玻色子是传递各种相互作用的粒子，如光子传递电磁相互作用，希格斯玻色子是希格斯场的量子激发，是几种基本粒子中最后一个被发现的，光子不属于轻子，BCD错误。故选A。 3.（多选）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－ 解析：选ABD　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。 4.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 解析：选D　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。 5.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 解析：选A　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。 6.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 解析：选C　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。 7.现已发现的粒子达400多种。它们大体可被分为哪几种类别(　　) A．光子、夸克、强子、质子 B．夸克、轻子、强子、电子 C．规范玻色子、希格斯玻色子、轻子、强子 D．质子、中子、电子、光子 解析：选C　按照粒子与各种相互作用的关系，大体可以把粒子分为四大类，即强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子，所以选项C正确，ABD错误。 故选C。 8.（多选）下列说法中正确的是(　　) A．质量相同而电荷等值、电性相反的粒子是反粒子 B．光子是传递电磁相互作用的，属于规范玻色子 C．轻子是质量很轻的粒子 D．强子是参与强相互作用的粒子 解析：选ABD　A．反粒子与其对应的粒子具有相同的质量和电量，但它们电性相反，故A正确； B．光子是传递电磁相互作用的媒介子，属于规范玻色子，故B正确； CD.轻子是不参与强相互作用的粒子，强子是参与强相互作用的粒子，故C错误，D正确。 故选ABD。 9.（多选）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 解析：选ABC　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。 [能力提升练] 10.（多选）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 解析：选ACD　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．质子是最早发现的强子，故D正确。 故选ACD。 11.（多选）质子和中子属于强子，强子是由更基本的粒子——夸克组成。根据夸克理论，夸克有6种，它们是上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克。它们的带电荷量分别为±或±e，电荷量e为元电荷。已知一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成。则下列说法正确的是(　　) A．上夸克的电荷量为＋ B．下夸克的电荷量为－ C．上夸克的电荷量为－ D．下夸克的电荷量为＋ 解析：选AB　根据质子带电荷量为＋e和中子不带电，设上、下夸克的电荷量分别为q1、q2，则有2q1＋q2＝＋e　q1＋2q2＝0 解得q1＝＋　q2＝－ 故选AB。 12.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原来的方向一致，则τ子的运动方向(　　) A．一定与μ子同方向 B．一定与μ子反方向 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 解析：选C　根据题中给出的信息，在中微子衰变过程中分裂为μ子和τ子，其裂变过程中符合动量守恒定律，mv0＝mμvμ＋mτvτ，因此mτvτ＝mv0－mμvμ，当μ子与中微子速度方向相同时，则τ子运动方向与μ子运动方向只能是同向或反向，即在同一直线上，但具体方向由于不知中微子和μ子的动量大小，因此无法判断，所以A、B、D三项错。C项正确。故选C。 [点睛]　中微子转化为一个μ子和一个τ子过程中动量守恒，根据动量守恒定律即可判断。 13.K－介子方程为K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子是带负电的基元电荷，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，如图所示， π0介子的轨迹未画出，由此可知π－介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为(　　) A．1∶1　　　　　　　B．1∶2 C．1∶3 D．1∶6 解析：选C　因为RK－＝，Rπ－＝，它们的半径RK－与Rπ－之比为2∶1，所以＝， K－介子在P点发生衰变，衰变后π－介子的运动方向与K－介子相反，衰变过程根据动量守恒定律有：PK－＝－Pπ－＋Pπ0 解得Pπ0＝PK－＋Pπ－＝3Pπ－ 所以有＝ A. π－介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为1∶1，与分析不一致，故A错误； B．π－ 介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为1∶2，与分析不一致，故B错误； C．π－介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为1∶3，与分析相一致，故C正确； D. π－介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为1∶6，与分析不一致，故D错误。 故选C。 14.（多选）科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→He＋H＋4.9 MeV和H＋H→He＋X＋17.6 MeV，下列表述正确的有(　　) A．X是中子 B．Y的质子数是3，中子数是6 C．两个核反应都没有质量亏损 D．氘和氚的核反应是核聚变反应 解析：选AD　由H＋H→He＋X＋17.6 MeV，根据反应前后质量数、电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，因此X是中子，故选项A正确；再由X＋Y→He＋H＋4.9 MeV，根据反应前后质量数、电荷数守恒可知，Y的质量数为6，电荷数为3，即其质子数为3，中子数也为3，故选项B错误；由于两个反应中都释放了能量，因此根据爱因斯坦质能方程可知，两个反应中都存在质量亏损，故选项C错误；根据核聚变反应的定义可知，氘和氚反应是核聚变反应，故选项D正确。 15.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？ 解析：(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＋e和反夸克带＋e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－e和反夸克带－e合成电荷量为－e。 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 学科网（北京）股份有限公司 $