資源簡介

5.5“基本”粒子
一學科核心素養
物理觀念∶從宏觀到微觀認識粒子的結構，形成的關于粒子、粒子與相互作用、夸克模型等的基本認識。
科學思維∶能夠分清粒子大小的數量級以及相互組成的關系，知道當前還有許多新粒子被不斷發現。
科學探究：通過研究宇宙射線和強子對撞機，是發現新粒子的兩種方法。
科學態度與責任∶研究微觀粒子認識自然的方式之一，粒子是不斷發展的，具有相對持久性和普適性。我們要把粒子思想應用與實際生活中。
二學習重難點
重點：發現新粒子，粒子的分類。
難點：發現新粒子，粒子的分類。
三課前預習
1．夸克與粒子物理標準模型
（1）夸克、夸克模型：1964年，美國科學家蓋爾曼等人提出了夸克模型，認為強子由更基本的成分組成，這種成分叫作___________。
（2）粒子物理標準模型是一整套關于___________的理論。其中，___________、___________、___________和___________是組成物質的幾類最基本的粒子。
2．粒子的分類
（1）強子：是___________(填“參與”或“不參與”)強相互作用的粒子。___________和___________都是強子。
（2）輕子：___________(填“參與”或“不參與”)強相互作用。___________、電子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子都是已發現的輕子。
（3）規范玻色子：是___________各種相互作用的粒子，如___________、中間玻色子(W和Z玻色子)、膠子。
（4）希格斯玻色子：是希格斯場的量子激發。
3．在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質十分特別，因此在實驗中很難探測。1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統，利用中微子與水中H的核反應，間接地證實了中微子的存在。
（1）中微子與水中的H發生核反應，產生中子（n）和正電子（e），即：中微子＋H→n＋e，可以判定中微子的質量數和電荷數分別是___________。（填寫選項前的字母）
A．0和0 B．0和1 C．1和0 D．1和1
（2）上述核反應產生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉變為兩個光子（γ），即e＋e→2γ，已知正電子和電子的質量都為9.1×10-31 kg，反應中產生的每個光子的能量約為___________ J。正電子與電子相遇不可能只轉變為一個光子，原因是___________。
4．絕大多數恒星是熾熱的巨大的球體，體積差別很大，主要有__________、__________、__________、__________、和__________等，其中對人類影響最大的恒星是__________。
5．亞里士多德提供了許多根據觀察得到的令人信服的理由，證明人類賴以生存的大地是一個球體．試舉出除天文觀察以外的兩個理由：
（1）_________________；
（2）________________．
6．發現新粒子
1932年發現了___________，1937年發現了μ子,1947年發現了K介子和π介子，后來發現了超子等。
7．題圖為恒星的壽命與其質量的關系圖，由圖可知，恒星質量越大，其壽命越_______（選填“長”或“短”），若一恒星的質量為太陽質量的1.8倍，則它的壽命約為__________年。
8．太陽系有___________顆行星，它們在太陽的引力作用下，幾乎在________內繞太陽公轉，距離太陽越近的行星，公轉速度越__________．
四自我檢測
1．恒星是有壽命的，每一顆恒星都有其誕生、存在和最終死亡的過程。超巨星、巨星、 白矮星和黑矮星等恒星形態，就是恒星不同年齡階段的形態，這四種形態中存在年齡最大的是（　　）
A．超巨星 B．巨星 C．白矮星 D．黑矮星
2．下列關于物質結構的認識正確的是 （　　）
A．天然放射現象的發現說明原子是可以再分的
B．電子的發現證實原子可以分成原子核和核外電子
C．α粒子散射實驗否定了原子的葡萄干蛋糕模型
D．質子和中子是目前人類認識到的最小粒子
3．貧鈾炸彈是一種殺傷力很強的武器，貧鈾是提煉鈾235以后的副產品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈不僅有很強的穿甲能力，而且鈾238具有放射性，殘留物可長期對環境起破壞作用而造成污染。人長期生活在該環境中會受到核輻射而患上皮膚癌和白血病。下列敘述錯誤的是（　　）
A．鈾238的衰變方程式：
B．和互為同位素
C．人患皮膚癌和白血病是因為核輻射導致了基因突變
D．貧鈾彈的穿甲能力很強，也是因為它的放射性
4．在核反應中，控制鈾235核裂變反應速度的方法是（　　）
A．使用濃縮鈾
B．改變鈾塊的臨界體積
C．通過自動控制裝置，改變鎘棒插入的深度，以改變中子數
D．利用石墨與中子的碰撞來改變中子的速度
5．關于宇宙，下列說法正確的是（ ）
A．地球是宇宙中唯一有衛星的行星
B．太陽的八大行星在萬有引力作用下繞太陽公轉
C．太陽系是銀河系的中心
D．所謂恒星就是永恒不變的星球
6．宇宙中最基本的天體是（　　）
A．恒星和星云 B．行星和星云 C．行星和衛星 D．恒星和行星
7．以下說法正確的是（　　）
A．最早發現的輕子是電子，最早發現的強子是中子
B．質子和中子都屬于強子
C．強子、輕子都有內部結構
D．τ子質量比核子質量大，τ子不屬于輕子
8．晴朗的夜空繁星閃爍，有的恒星顏色偏紅，有的恒星顏色偏藍關于“紅星”和“藍星”表面的溫度，下列說法正確的是（　　）
A．恒星表面的溫度越高，表面顏色越偏紅，所以“紅星”表面的溫度高
B．恒星表面的溫度越高，表面顏色越偏藍，所以“藍星”表面的溫度高
C．“紅星”和“藍星”表面的溫度一樣高
D．恒星的表面顏色與其表面溫度無關
9．按照恒星演化的不同階段進行分類，目前的太陽是（ ）
A．主序星 B．原恒星 C．白矮星 D．紅巨星
10．恒星的壽命取決于它的（ ）
A．體積 B．質量 C．組成部分 D．溫度
參考答案：
三課前預習
1． 夸克 強力、弱力及電磁力這三種基本力及組成所有物質的基本粒子 強子
輕子 規范玻色子 希格斯玻色子
2． 參與 質子 中子 不參與 電子 傳遞 光子
3． A 8.2×10-14 系統總動量為零，故只有產生2個光子，此過程才遵循動量守恒定律
4． 超巨星 巨星 中型星 白矮星 中子星 太陽
5． 船只出海時漸漸沒入地平線 向南旅行和向北旅行時所見的星空是不同的
6．正電子
7． 短 3
8． 八 同一平面 大
四自我檢測
1．D
2．C
3．D
4．C
5．B
6．A
7．B
8．B
9．A
10．B

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