5.5“基本”粒子 学案-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册(含答案)

5.5“基本”粒子一学科核心素养物理观念∶从宏观到微观认识粒子的结构，形成的关于粒子、粒子与相互作用、夸克模型等的基本认识。科学思维∶能够分清粒子大小的数量级以及相互组成的关系，知道当前还有许多新粒子被不断发现。科学探究：通过研究宇宙射线和强子对撞机，是发现新粒子的两种方法。科学态度与责任∶研究微观粒子认识自然的方式之一，粒子是不断发展的，具有相对持久性和普适性。我们要把粒子思想应用与实际生活中。二学习重难点重点：发现新粒子，粒子的分类。难点：发现新粒子，粒子的分类。三课前预习1．夸克与粒子物理标准模型（1）夸克、夸克模型：1964年，美国科学家盖尔曼等人提出了夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫作___________。（2）粒子物理标准模型是一整套关于___________的理论。其中，___________、___________、___________和___________是组成物质的几类最基本的粒子。2．粒子的分类（1）强子：是___________(填“参与”或“不参与”)强相互作用的粒子。___________和___________都是强子。（2）轻子：___________(填“参与”或“不参与”)强相互作用。___________、电子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子都是已发现的轻子。（3）规范玻色子：是___________各种相互作用的粒子，如___________、中间玻色子(W和Z玻色子)、胶子。（4）希格斯玻色子：是希格斯场的量子激发。3．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：中微子＋H→n＋e，可以判定中微子的质量数和电荷数分别是___________。（填写选项前的字母）A．0和0

B．0和1

C．1和0

D．1和1（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9.1×10-31kg，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___________。4．绝大多数恒星是炽热的巨大的球体，体积差别很大，主要有__________、__________、__________、__________、和__________等，其中对人类影响最大的恒星是__________。5．亚里士多德提供了许多根据观察得到的令人信服的理由，证明人类赖以生存的大地是一个球体．试举出除天文观察以外的两个理由：（1）_________________；（2）________________．6．发现新粒子1932年发现了___________，1937年发现了μ子,1947年发现了K介子和π介子，后来发现了超子等。7．题图为恒星的寿命与其质量的关系图，由图可知，恒星质量越大，其寿命越_______（选填“长”或“短”），若一恒星的质量为太阳质量的1.8倍，则它的寿命约为__________年。8．太阳系有___________颗行星，它们在太阳的引力作用下，几乎在________内绕太阳公转，距离太阳越近的行星，公转速度越__________．四自我检测1．恒星是有寿命的，每一颗恒星都有其诞生、存在和最终死亡的过程。超巨星、巨星、白矮星和黑矮星等恒星形态，就是恒星不同年龄阶段的形态，这四种形态中存在年龄最大的是（）A．超巨星 B．巨星 C．白矮星 D．黑矮星2．下列关于物质结构的认识正确的是

（）A．天然放射现象的发现说明原子是可以再分的B．电子的发现证实原子可以分成原子核和核外电子C．α粒子散射实验否定了原子的葡萄干蛋糕模型D．质子和中子是目前人类认识到的最小粒子3．贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染。人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病。下列叙述错误的是（）A．铀238的衰变方程式：B．和互为同位素C．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D．贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性4．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是（）A．使用浓缩铀B．改变铀块的临界体积C．通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以改变中子数D．利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度5．关于宇宙，下列说法正确的是（

）A．地球是宇宙中唯一有卫星的行星B．太阳的八大行星在万有引力作用下绕太阳公转C．太阳系是银河系的中心D．所谓恒星就是永恒不变的星球6．宇宙中最基本的天体是（）A．恒星和星云 B．行星和星云 C．行星和卫星 D．恒星和行星7．以下说法正确的是（）A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子B．质子和中子都属于强子C．强子、轻子都有内部结构D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子8．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9．按照恒星演化的不同阶段进行分类，目前的太阳是（

）A．主序星 B．原恒星 C．白矮星 D．红巨星10．恒星的寿命取决于它的（

）A．体积 B．质量 C．组成部分 D．温度参考答案：三课前预习1．

夸克

强力、弱力及电磁力这三种基本力及组成所有物质的基本粒子

强子

轻子

规范玻色子

希格斯玻色子2．

参与

质子

中子

不参与

电子

传递

光子3．

A

8.2×10-14

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4．

超巨星

巨星

中型星