5. “基本”粒子（培优考点练）物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 围绕“基本粒子”主题，采用“题型分组练-创新拓展练-新题速递”三层设计，题量8:5:3，梯度从基础概念辨析到综合应用再到新情境问题解决，强化物质观念与科学推理能力培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |题型分组练|基本粒子分类、夸克模型、强子/轻子性质|基础选择题（1-8题）巩固核心概念，如辨析电子电荷最小性、夸克电荷量| |创新拓展练|核反应方程、反物质性质、粒子发现史|综合题型（9-13题）提升科学思维，如中子衰变分析（9题）、反粒子磁场运动（10题）| |新题速递|反粒子定义、规范玻色子、中微子反应|结合前沿情境（16题）考查科学探究，如中微子核反应及能量计算|

5.“基本粒子” 目录 题型分组练 1 题型01 基本粒子 1 创新拓展练 4 新题速递 5 题型分组练 题型01 基本粒子 1．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最基本的粒子 B．强子都是带电粒子 C．夸克模型是探究轻子结构的理论 D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位 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最基本的粒子 B．强子都是带电的粒子 C．夸克模型是研究各类粒子结构的理论 D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位 3．现在科学家正在设法寻找“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”组成的，则反α粒子的符号是（　　） A．He B．He C． D．He 4．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最基本的粒子 B．强子都是带电的粒子 C．光子属于轻子 D．夸克模型说明元电荷不再是电荷的最小单位 5．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。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＋ 6．列说法正确的是（　　） A．目前还未发现轻子的内部结构 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 7．下列说法中正确的是（　　） A．反粒子与其对应的粒子的质量相同、电荷量相同，而电性相反 B．光子传递电磁相互作用，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 8．（24-25高二下·长春东北师大附中·期末）下列关于近代物理的说法正确的是（　　） A．贝克勒尔发现的天然放射现象，说明原子核有复杂结构 B．原子核发生衰变时，产生的射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的 C．强子是参与强相互作用的粒子，因而质子、中子和电子都属于强子 D．结合能越大的原子核越牢固 创新拓展练 9．1932年，查德威克用He轰击Be发现了中子，自由中子是不稳定的，其衰变产物为质子、电子和反中微子，平均寿命不到15分钟．这被称为β衰变．下列说法正确的是(　　) A．中子由质子和电子组成 B．自由中子的衰变属于强相互作用过程 C．发现中子的核反应方程为He＋Be→C＋n D．中子的存在有效地调节了质子间库仑斥力对原子核稳定的影响，故中子越多原子核一定越稳定 10．(多选)由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪的原理如图所示，其主要使命是探索宇宙中的反物质，所谓反物质，即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但符号相反．假设使一束质子、反质子、α粒子、反α粒子组成的射线OO′通过进入匀强磁场B2中形成四条径迹，则(　　) A．1和2是反粒子径迹 B．3和4是反粒子径迹 C．2为反质子径迹 D．4为α粒子径迹 11．(2024年银川月考)人类认识微观世界是逐步深入的，下列微观粒子按发现顺序从先到后正确的是(　　) A．夸克、原子核、质子、原子 B．夸克、质子、原子核、原子 C．原子、原子核、质子、夸克 D．质子、原子核、原子、夸克 12.正电子是电子的反粒子，它跟普通电子电荷量相等，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年初和年底，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与一个带负电荷的电子构成 B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成 C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成 D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成 13．(多选)关于粒子，下列说法正确的是(　　) A．质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子 B．质子、中子本身也是复合粒子，它们具有复杂的结构 C．质子是带电的强子 D．光子是希格斯玻色子 新题速递 14．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．质量相等且电荷等值，但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 15．(多选)(2024年上海期末)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．胶子是轻子中的一种粒子 D．微观粒子是通过交换规范玻色子发生相互作用 16．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子ν与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在． (1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即ν＋H→n＋e，可以判定，中微子ν的质量数和电荷数分别是________． (2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子γ，即e＋e→2γ.已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为______J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $函学科网·上好课 www zxxk.com 上好每一堂课 5.“基本粒子” 1 2 3 4 5 6 8 9 10 0 D C D AB ACD ABD A C AD 11 12 13 14 15 16 C B BC ABD ABD 16.(1)0和0(2)8.2×1014正电子与水中的电子相遇，两电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为 零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律 1/1 5.“基本粒子” 目录 题型分组练 1 题型01 基本粒子 1 创新拓展练 4 新题速递 5 题型分组练 题型01 基本粒子 1．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最基本的粒子 B．强子都是带电粒子 C．夸克模型是探究轻子结构的理论 D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位 【答案】D 【详解】A．质子、中子由夸克组成，并非不可再分，而电子是基本粒子；但选项A错误地将质子、中子视为不可再分，故A错误； B．强子包含质子（带电）和中子（不带电），并非都带电，故B错误； C．夸克模型用于研究强子结构，轻子（如电子）属于基本粒子，不适用夸克模型，故C错误； D．夸克电荷为或，说明存在其电荷量小于元电荷的基本粒子（夸克），故D正确。 故选D。 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最基本的粒子 B．强子都是带电的粒子 C．夸克模型是研究各类粒子结构的理论 D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位 【答案】D 【详解】A．质子、中子由夸克组成，并非不可再分，电子是基本粒子，A错误； B．强子包含质子（带电）、中子（不带电 ）等，并非都带电，B错误； C．夸克模型是研究“强子”结构的理论，不是各类粒子（如轻子不参与强相互作用，夸克模型不适用），C错误； D．夸克电荷为或，说明电荷最小单位小于电子电荷，D正确。 故选D。 3．现在科学家正在设法寻找“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”组成的，则反α粒子的符号是（　　） A．He B．He C． D．He 【答案】C 【详解】粒子是， “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，可知反α粒子的符号是。 故选C。 4．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最基本的粒子 B．强子都是带电的粒子 C．光子属于轻子 D．夸克模型说明元电荷不再是电荷的最小单位 【答案】D 【详解】A．电子、质子和中子均由更基本的粒子（如夸克）组成，并非不可再分，故A错误； B．强子包括质子（带电）和中子（不带电），故B错误； C．光子属于规范玻色子，而轻子包括电子、中微子等，故C错误； D．夸克电荷为或，说明电荷存在比电子更小的单位，故D正确。 故选D。 5．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。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＋ 【答案】AB 【详解】设上夸克电荷量为，下夸克为，质子由两个上夸克和一个下夸克组成，总电荷为，即 中子由两个下夸克和一个上夸克组成，总电荷为，即 联立得上夸克电荷量为，下夸克电荷量为 故选AB。 6．列说法正确的是（　　） A．目前还未发现轻子的内部结构 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．轻子（如电子、中微子）属于基本粒子，目前实验未发现其内部结构，故A正确； B．能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律在粒子物理中仍然成立，故B错误； C．反粒子与对应粒子（如电子与正电子）相遇时，会湮灭并转化为能量，故C正确； D．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早被发现的强子，故D正确。 故选ACD。 7．下列说法中正确的是（　　） A．反粒子与其对应的粒子的质量相同、电荷量相同，而电性相反 B．光子传递电磁相互作用，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 【答案】ABD 【详解】A．反粒子与其对应的粒子质量相同，电荷量相等但电性相反，即电荷相反，故A正确； B．光子是传递电磁相互作用的媒介粒子，属于规范玻色子，故B正确； C．轻子的定义是不参与强相互作用的粒子，而非仅质量轻（如τ轻子质量较大但仍属轻子），故C错误； D．强子是参与强相互作用的粒子（如质子、中子），故D正确。 故选ABD。 8．（24-25高二下·长春东北师大附中·期末）下列关于近代物理的说法正确的是（　　） A．贝克勒尔发现的天然放射现象，说明原子核有复杂结构 B．原子核发生衰变时，产生的射线本质是高速电子流，因核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的 C．强子是参与强相互作用的粒子，因而质子、中子和电子都属于强子 D．结合能越大的原子核越牢固 【答案】A 【详解】A．贝克勒尔发现的天然放射现象表明原子核内部存在复杂结构，A正确； B．射线是核内中子转化为质子时释放的电子，并非核外电子逸出，B错误； C．电子属于轻子，不参与强相互作用，C错误； D．原子核的牢固程度由比结合能（结合能/核子数）决定，而非总结合能，D错误。 故选A。 创新拓展练 9．1932年，查德威克用He轰击Be发现了中子，自由中子是不稳定的，其衰变产物为质子、电子和反中微子，平均寿命不到15分钟．这被称为β衰变．下列说法正确的是(　　) A．中子由质子和电子组成 B．自由中子的衰变属于强相互作用过程 C．发现中子的核反应方程为He＋Be→C＋n D．中子的存在有效地调节了质子间库仑斥力对原子核稳定的影响，故中子越多原子核一定越稳定 【答案】C　 【解析】中子由夸克组成，A错误；自由中子的衰变属于弱相互作用过程，B错误；发现中子的核反应方程为He＋Be→C＋n，C正确；中子的存在有效地调节了质子间库仑斥力对原子核稳定的影响，但中子过多会造成原子核不稳定，D错误． 10．(多选)由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪的原理如图所示，其主要使命是探索宇宙中的反物质，所谓反物质，即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但符号相反．假设使一束质子、反质子、α粒子、反α粒子组成的射线OO′通过进入匀强磁场B2中形成四条径迹，则(　　) A．1和2是反粒子径迹 B．3和4是反粒子径迹 C．2为反质子径迹 D．4为α粒子径迹 【答案】AD　 【解析】在磁场中，粒子做匀速圆周运动，正离子受力向右偏转，负离子向左偏转，故1、 2是反粒子径迹，A正确，B错误；根据洛伦兹力提供向心力，有qvB＝m，解得R＝∝，故质子与α粒子的半径之比为1∶ 2，即α粒子转弯半径大，故径迹1是反质子， 2是反α粒子， 3是质子，4是α粒子，D正确，C错误． 11．(2024年银川月考)人类认识微观世界是逐步深入的，下列微观粒子按发现顺序从先到后正确的是(　　) A．夸克、原子核、质子、原子 B．夸克、质子、原子核、原子 C．原子、原子核、质子、夸克 D．质子、原子核、原子、夸克 【答案】C　 【解析】人类认识微观世界是逐步深入的，下列微观粒子发现顺序从先到后是：原子、原子核、质子、夸克．故选C． 12.正电子是电子的反粒子，它跟普通电子电荷量相等，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年初和年底，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与一个带负电荷的电子构成 B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成 C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成 D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成 【答案】B　 【解析】氢原子是由质子和电子构成，那么反氢原子也应由它们的反粒子构成，即反质子和反电子，B正确，A、C、D错误． 13．(多选)关于粒子，下列说法正确的是(　　) A．质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子 B．质子、中子本身也是复合粒子，它们具有复杂的结构 C．质子是带电的强子 D．光子是希格斯玻色子 【答案】BC　 【解析】质子和中子是由不同的夸克组成的，它们不是最基本的粒子，A错误，B正确；不同的夸克组成的强子，有的带电，有的不带电，质子是带正电的强子，C正确；光子是规范玻色子，D错误． 新题速递 14．(多选)下列说法中正确的是(　　) A．质量相等且电荷等值，但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 【答案】ABD　 【解析】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，A正确；光子是传递电磁相互作用的媒介子，属于规范玻色子，B正确；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，C错误，D正确． 15．(多选)(2024年上海期末)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．胶子是轻子中的一种粒子 D．微观粒子是通过交换规范玻色子发生相互作用 【答案】ABD　 【解析】强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子，A正确；轻子是不参与强相互作用的粒子，电子是最早发现的轻子，B正确；胶子是负责在两个夸克之间传递强作用力的基本粒子，类似光子负责在两个带电粒子之间传递电磁力一般，胶子无质量，可知胶子不是轻子，C错误；粒子之间的基本相互作用是通过交换某种粒子来传递的，即基本相互作用都是由媒介粒子传递的，这类媒介粒子统称为规范玻色子，即微观粒子是通过交换规范玻色子发生相互作用，D正确． 16．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子ν与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在． (1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即ν＋H→n＋e，可以判定，中微子ν的质量数和电荷数分别是________． (2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子γ，即e＋e→2γ.已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为______J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？ 【答案】(1)0和0　(2)8.2×10-14　原因略 【解析】(1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0. (2)产生能量是由于质量亏损．两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则E＝Δmc2，故一个光子的能量为，代入数据得＝8.2×10-14 J．正电子与水中的电子相遇，两电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律． 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $