5.5粒子物理學發展概況同步練習2一．選擇題（共10小題）1．目前普遍認為，原子核中的質子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成的，u夸克帶電荷量為+，d夸克帶電荷量為，e為元電荷。下列論斷中可能正確的是（）A．質子由1個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成 B．質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成 C．質子由1個u夸克和2個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成 D．質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和1個d夸克組成2．材料的應用和發展與人類文明進步密切相關，下列材料屬于合金的是（）A．陶瓷 B．青銅 C．塑料 D．水銀3．下列說法中正確的是（）A．白矮星是恒星的少年階段 B．恒星在宇宙中的位置是恒定不變的 C．黑洞看不見，所以我們無法了解 D．太陽的能量來自核聚變4．科學家曾經對1994年夏天發生的彗星撞擊木星的天文現象進行了準確的預報和大量的觀察研究，這一事實表明（）A．宇宙膨脹論是錯誤的 B．人類已經能預測一切自然現象 C．人類對宇宙的認識正在不斷地深化 D．人類對宇宙的認識是有止境的5．下列關于宇宙大爆炸理論的說法，正確的是（）A．一種已經被證明是正確的科學理論 B．一個比較合理的科學假說 C．一個著名的神話故事 D．一段現代科普作品里有趣的描寫6．關于宇宙大爆炸，下列說法中正確的是（）A．宇宙起源于一個比較穩定的奇點 B．由奇點爆炸是整體的，涉及宇宙的全部物質及時間、空間 C．由奇點爆炸導致宇宙空間處處膨脹，溫度則相應升高 D．大爆炸宇宙模型認為，爆炸后，宇宙的密度無限大，但溫度不是很高7．下列關于宇宙的認識中，錯誤的是（）A．太陽是宇宙的中心 B．宇宙是無邊的、膨脹的 C．地球是太陽系中的行星之一 D．宇宙是由大量不同層次的星系構成的8．下列實驗設計中，能夠幫助我們理解宇宙膨脹的實驗是（）①摻有葡萄干的面包在烤箱中烘烤②吹起畫著一些黑點的氣球③將一滴紅墨水滴入一杯水中④放飛氫氣球的情景A．①④ B．②③ C．①② D．③④9．太陽系中屬于恒星的是（）A．太陽 B．地球 C．月亮 D．冥王星10．目前普遍認為，質子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成。u夸克帶的電荷量為e，d夸克帶的電荷量為﹣e，e為元電荷。下列論斷可能正確的是（）A．質子由1個u夸克和2個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成 B．質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成 C．質子由1個u夸克和2個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成 D．質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成二．多選題（共3小題）（多選）11．2011年諾貝爾物理獎授予佩爾馬特等三位科學家，他們的獲獎工作是“通過觀測遙遠的超新星，發現宇宙正在加速膨脹”．物理學家為了解釋這一現象，提出了“暗能量”的概念．正是在暗能量的驅動下，宇宙出現了加速膨脹．宇宙中暗能量約占73%、約有23%是暗物質，我們能看到的、接觸到的普通物質約占4%．暗能量和暗物質實質至今尚未清楚，但科學家找到了暗物質存在的間接證據，大型星系團中的星系具有極高的運動速度，星系團要束縛住這些星系，它的質量應該是我們觀測到質量的100倍以上，大量的觀測分析證實了這一點．關于上述事實及理論假說，下列結論你認為可能正確的是（）A．暗能量力的作用表現為斥力 B．暗物質力的作用表現為引力 C．從太陽系行星運動與星系團中的星系運動比較可知，宇宙中暗物質分布是均勻的 D．從太陽系行星運動與宇宙正在加速膨脹比較可知，宇宙中暗能量分布是不均勻的（多選）12．關于宇宙和天體，下列說法正確的是（）A．通過觀察，宇宙中的星系的形狀大致分為旋渦星系，橢圓星系，不規則星系三類．其中銀河系是旋渦星系 B．恒星的顏色顯示了它的溫度，溫度較低的恒星，在天空中呈現藍色和藍白色 C．我們觀察到的恒星有超巨星、巨星、主序星、白矮星、中子星，其中太陽是巨星 D．大部分小行星在火星與木星之間圍繞著太陽運行（多選）13．在研究宇宙發展演變的理論中，有一種學說叫“宇宙膨脹說”，這種學說認為引力常量G在緩慢的減小．根據這一理論，與很久很久以前相比，目前地球繞太陽公轉的（）A．半徑比以前的大 B．周期比以前的小 C．速率比以前的大 D．角速度比以前的小三．填空題（共3小題）14．恒星演化發展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”﹣﹣×1017kg/m3，那么該中子星上的第一宇宙速度約為km/s．15．原子核是由和組成，原子核的電荷數就是核內的數，原子核核內的核子數就是原子核的數．16．二十世紀二十年代，天文學家哈勃從星系光譜的觀測中發現宇宙中所有的星系都在彼此遠離退行，距離越遠，退行速度越大，兩者成正比，這個規律稱為哈勃定律．一個遙遠的超新星以速度v遠離地球觀察者，則地球觀察者測量的星系光譜波長（選填“大于”、“等于”或“小于”）超新星發出光譜波長；地球觀察者測量超新星發出光的傳播速度為（光在真空中傳播速度為c）．5.5粒子物理學發展概況同步練習2參考答案與試題解析一．選擇題（共10小題）1．目前普遍認為，原子核中的質子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成的，u夸克帶電荷量為+，d夸克帶電荷量為，e為元電荷。下列論斷中可能正確的是（）A．質子由1個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成 B．質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成 C．質子由1個u夸克和2個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成 D．質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和1個d夸克組成【考點】基本粒子．【分析】根據u夸克帶電量為，d夸克帶電量為，質子帶正電、中子不帶電來判斷u夸克、d夸克的個數。【解答】解：由質子帶一個單位正電荷，中子不帶電，設質子中u夸克、d夸克個數分別是x、y，x、y取正整數，則x×+y×（）＝1，解得x＝2、y＝1；設中子中u夸克d夸克個數分別是m、n，m、n取正整數。m×（）+n×（）＝0，解得m＝1、n＝2，故選：B。2．材料的應用和發展與人類文明進步密切相關，下列材料屬于合金的是（）A．陶瓷 B．青銅 C．塑料 D．水銀【考點】基本粒子．【分析】根據已有的知識進行分析，常見的合金有鐵合金、銅合金、鋁合金以及鈦合金等。【解答】解：A、陶瓷屬于無機非金屬材料，不屬于合金，故A錯誤；B、青銅是銅和錫的合金，故B正確；C、塑料屬于有機高分子合成材料，不屬于合金，故C錯誤；D、水銀屬于金屬單質，不屬于合金，故D錯誤。故選：B。3．下列說法中正確的是（）A．白矮星是恒星的少年階段 B．恒星在宇宙中的位置是恒定不變的 C．黑洞看不見，所以我們無法了解 D．太陽的能量來自核聚變【考點】宇宙起源與恒星的演化．【分析】質量較小的恒星在核燃料后轉變為白矮星；自然界中絕對不動的物體是不存在的；太陽能不斷地發生熱核聚變。【解答】解：AC、質量較小的恒星在核燃料后轉變為白矮星；質量較大的恒星在核燃料耗盡后轉變為中子星；質量極大的恒星在耗盡的核燃料后轉化為黑洞，故AC錯誤；B、自然界中絕對不動的物體是不存在的，所以恒星在宇宙中的位置不是恒定不變的，故B錯誤；D、太陽的能量是每4個氫原子核結合成一個氦原子核，在這個核聚變過程中，太陽要損耗一些質量而釋放出大量的能，使太陽發光的就是這種能量，故D正確。故選：D。4．科學家曾經對1994年夏天發生的彗星撞擊木星的天文現象進行了準確的預報和大量的觀察研究，這一事實表明（）A．宇宙膨脹論是錯誤的 B．人類已經能預測一切自然現象 C．人類對宇宙的認識正在不斷地深化 D．人類對宇宙的認識是有止境的【考點】宇宙起源與恒星的演化；物理學史；近代天體物理學史．【分析】對彗星撞擊木星的天文現象進行了準確的預報和大量的觀察研究，表明了人類對宇宙的認識正在深化。【解答】解：科學家曾經對1994年夏天發生的彗星撞擊木星的天文現象進行了準確的預報和大量的觀察研究，這一事實表明人類對宇宙的認識正在不斷地深化，故C正確，ABD錯誤；故選：C。5．下列關于宇宙大爆炸理論的說法，正確的是（）A．一種已經被證明是正確的科學理論 B．一個比較合理的科學假說 C．一個著名的神話故事 D．一段現代科普作品里有趣的描寫【考點】宇宙起源與恒星的演化；物理學史．【分析】宇宙大爆炸理論的來源于哈勃測量數據得出的科學假說，只是到目前為止一個比較合理的猜測。【解答】解：宇宙大爆炸理論的來源于哈勃測量數據得出的科學假說，故ACD錯誤，B正確；故選：B。6．關于宇宙大爆炸，下列說法中正確的是（）A．宇宙起源于一個比較穩定的奇點 B．由奇點爆炸是整體的，涉及宇宙的全部物質及時間、空間 C．由奇點爆炸導致宇宙空間處處膨脹，溫度則相應升高 D．大爆炸宇宙模型認為，爆炸后，宇宙的密度無限大，但溫度不是很高【考點】宇宙起源與恒星的演化．【分析】奇點由于溫度極高，非常不穩定；奇點涉及了宇宙中的全部物質及全部的空間、時間，是整體性的爆炸；爆炸中宇宙空間膨脹，溫度隨之下降；爆炸后宇宙的密度無限大，有著極點的溫度。【解答】解：A、奇點由于溫度極高，所以非常不穩定，故A錯誤；B、奇點涉及了宇宙中的全部物質及全部的空間、時間，是整體性的爆炸，故B正確；C、在爆炸中宇宙空間發生膨脹，溫度隨之下降，故C錯誤；D、爆炸后宇宙的密度無限大，有著極點的溫度，故D錯誤；故選：B。7．下列關于宇宙的認識中，錯誤的是（）A．太陽是宇宙的中心 B．宇宙是無邊的、膨脹的 C．地球是太陽系中的行星之一 D．宇宙是由大量不同層次的星系構成的【考點】宇宙起源與恒星的演化．【分析】明確宇宙概觀的基本內容，知道地球是太陽系中的一顆行星，太陽系是銀河系的一員，銀河系又是宇宙的一個星系，宇宙由大量的不同層次的星系構成。【解答】解：A、太陽是太陽系的中心，太陽系是銀河系的一員，銀河系又是宇宙中的一個星系，太陽不是宇宙的中心，故A錯誤；B、大爆炸理論認為宇宙起源于一次大爆炸，并不斷的膨脹，故B正確；C、太陽系中有八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，故C正確；D、宇宙是由大量不同層次的星系構成的，銀河系就是宇宙的一個星系，故D正確。本題選擇錯誤的，故選：A。8．下列實驗設計中，能夠幫助我們理解宇宙膨脹的實驗是（）①摻有葡萄干的面包在烤箱中烘烤②吹起畫著一些黑點的氣球③將一滴紅墨水滴入一杯水中④放飛氫氣球的情景A．①④ B．②③ C．①② D．③④【考點】宇宙起源與恒星的演化．【分析】面包在烤箱中烘烤后，葡萄干之間的距離因為面包的膨脹而增大；吹起畫著一些黑點的氣球，小黑點之間的距離也因為氣球的膨脹而增大，這兩個實驗設計可以幫我們直觀的理解宇宙膨脹；紅墨水滴入一杯水中說明了分子的擴散現象；放飛氫氣球說明浮力大于重力。【解答】解：①、摻有葡萄干的面包在烤箱中烘烤后，葡萄干之間的距離因為面包的膨脹而增大，故①符合題意；②、吹起畫著一些黑點的氣球，小黑點之間的距離也因為氣球的膨脹而增大，故②符合題意；③、將一滴紅墨水滴入一杯水中說明了分子的擴散現象，故③不符合題意；④、放飛氫氣球的情景只能說明浮力大于重力的事實，故④不符合題意；故①②符合題意，故選：C。9．太陽系中屬于恒星的是（）A．太陽 B．地球 C．月亮 D．冥王星【考點】宇宙起源與恒星的演化．【分析】解答本題應掌握：能夠自身發光發熱的星體稱為恒星，離我們最近的恒星為太陽；同時應記清太陽系里的八大行星。【解答】解：太陽為能夠發光發熱的，是離我們最近的恒星；地球為圍繞太陽轉動的行星；月球是地球的一顆衛星；冥王星屬于矮行星，故A正確，BCD錯誤。故選：A。10．目前普遍認為，質子和中子都是由被稱為u夸克和d夸克的兩類夸克組成。u夸克帶的電荷量為e，d夸克帶的電荷量為﹣e，e為元電荷。下列論斷可能正確的是（）A．質子由1個u夸克和2個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成 B．質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成 C．質子由1個u夸克和2個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成 D．質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成【考點】基本粒子；原子的核式結構．【分析】根據質子的帶電荷量為e可知，質子由2個u夸克和1個d夸克組成；根據中子的帶電荷量為0可知，中子由1個u夸克和2個d夸克組成。【解答】解：質子H帶電荷量為2×+（﹣）＝e；中子n帶電荷量為+2×＝0，故ACD錯誤，B正確；故選：B。二．多選題（共3小題）（多選）11．2011年諾貝爾物理獎授予佩爾馬特等三位科學家，他們的獲獎工作是“通過觀測遙遠的超新星，發現宇宙正在加速膨脹”．物理學家為了解釋這一現象，提出了“暗能量”的概念．正是在暗能量的驅動下，宇宙出現了加速膨脹．宇宙中暗能量約占73%、約有23%是暗物質，我們能看到的、接觸到的普通物質約占4%．暗能量和暗物質實質至今尚未清楚，但科學家找到了暗物質存在的間接證據，大型星系團中的星系具有極高的運動速度，星系團要束縛住這些星系，它的質量應該是我們觀測到質量的100倍以上，大量的觀測分析證實了這一點．關于上述事實及理論假說，下列結論你認為可能正確的是（）A．暗能量力的作用表現為斥力 B．暗物質力的作用表現為引力 C．從太陽系行星運動與星系團中的星系運動比較可知，宇宙中暗物質分布是均勻的 D．從太陽系行星運動與宇宙正在加速膨脹比較可知，宇宙中暗能量分布是不均勻的【考點】宇宙起源與恒星的演化．【分析】暗能量它是一種不可見的、能推動宇宙運動的能量，宇宙中所有的恒星和行星的運動皆是由暗能量與萬有引力來推動的．正是在暗能量的驅動下，宇宙出現了加速膨脹．大型星系團中的星系具有極高的運動速度，星系團要束縛住這些星系，暗物質力的作用表現為引力．【解答】解：A、由題意在暗能量的驅動下，宇宙出現了加速膨脹，得暗能量力的作用表現為斥力，故A正確；B、星系團要束縛住這些星系，說明暗物質力的作用表現為引力，故B正確；C、由題知宇宙中暗能量分布是不均勻的，故C錯誤，D正確。故選：ABD。（多選）12．關于宇宙和天體，下列說法正確的是（）A．通過觀察，宇宙中的星系的形狀大致分為旋渦星系，橢圓星系，不規則星系三類．其中銀河系是旋渦星系 B．恒星的顏色顯示了它的溫度，溫度較低的恒星，在天空中呈現藍色和藍白色 C．我們觀察到的恒星有超巨星、巨星、主序星、白矮星、中子星，其中太陽是巨星 D．大部分小行星在火星與木星之間圍繞著太陽運行【考點】宇宙起源與恒星的演化．【分析】A、銀河系的中心有一個突起的核球，半徑有一萬多光年，里面的物質非常密集，充滿了濃厚的星際介質和星云．銀河系還有一個扁平的盤，稱為銀盤；我們看到的銀河，就是銀盤中遙遠的恒星密集在一起形成的．銀盤一個非常引人注目的結構是有旋渦狀的旋臂，因此銀河系屬于旋渦星系．B、恒星的顏色是由溫度決定的，溫度越低，顏色越偏紅，溫度越高，顏色越偏藍；C、根據恒星演化得出太陽目前正處于主序星演化階段，它主要由正、負電子和質子、氦的原子核組成．維持太陽輻射的是它內部的核聚變反應；D、在火星與木星軌道之間有一小行星帶．【解答】解：A、通過觀察，宇宙中的星系的形狀大致分為旋渦星系，橢圓星系，不規則星系三類。其中銀河系是旋渦星系，故A正確；B、恒星的顏色顯示了它的溫度，溫度較低的恒星，在天空中呈現紅色，故B錯誤；C、恒星是有壽命的，實際上我們觀測到的超巨星、巨星、主序星、白矮星等恒星形態，就是恒星不同年齡階段的形態。現在的太陽處于主序星形態，故C錯誤；D、在火星與木星軌道之間有一小行星帶，大部分小行星在火星與木星之間圍繞著太陽運行。故D正確。故選：AD。（多選）13．在研究宇宙發展演變的理論中，有一種學說叫“宇宙膨脹說”，這種學說認為引力常量G在緩慢的減小．根據這一理論，與很久很久以前相比，目前地球繞太陽公轉的（）A．半徑比以前的大 B．周期比以前的小 C．速率比以前的大 D．角速度比以前的小【考點】宇宙起源與恒星的演化．【分析】根據萬有引力提供向心力，推導出衛星運行周期、線速度、角速度與運動半徑的關系．注意萬有引力常數G的變化．【解答】解：A、根據“宇宙膨脹說”，宇宙是由一個大爆炸的火球開始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外運動，這種學說認為地球離太陽的距離逐漸增加，即公轉半徑逐漸增大，故A正確。B、研究地球繞太陽做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，列出等式r解得：T＝2π這種學說認為萬有引力常量G在緩慢地減小，所以T在增大，故B錯誤。C、研究地球繞太陽做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，列出等式解得：v＝所以太陽系中地球的公轉情況與以前相比公轉速率v較小。故C錯誤。D、研究地球繞太陽做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，列出等式＝mω2r解得：ω＝所以太陽系中地球的公轉情況與以前相比公轉