人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核5 “基本”粒子精品巩固练习

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【学习目标】
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。
【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。
【知识回顾】
上一节知道核聚变与和裂变的不同，通过核反应方程能计算所释放的能量。能够分清楚裂变和聚变的含义，知道当前核聚变是不受控制的。
【自主预习】
一“基本”粒子
1．“基本粒子”不基本
(1)传统的“基本粒子”：光子、电子、质子和中子。
(2)“基本粒子”不基本的原因
①科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子。
②科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。
2．发现新粒子
1932年发现了正电子，1937年发现μ子，1947年发现K介子和π介子，后来又发现超子、反粒子等。
3．粒子的分类
(1)强子：参与强相互作用的粒子。质子和中子都是强子。
(2)轻子：不参与强相互作用，有电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子。
(3)规范玻色子：传递各种相互作用的粒子。如光子、中间玻色子(W和Z玻色子)、胶子。光子传递电磁相互作用，中间玻色子传递弱相互作用，胶子传递强相互作用。
(4)希格斯玻色子：是希格斯场的量子激发。
【课堂探究】
【新课导入】
图中显示的是质子对质子碰撞后粒子的轨迹。20世纪，人们通过对粒子碰撞和宇宙线的观测，发现了很多新粒子。这些新发现的粒子分为哪几类？彼此间有什么关系？
【新课教学】
一、“基本”粒子
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：如图甲所示，曾经许多人认为电子、质子、中子和光子是组成物质的不可再分的最基本的粒子，称为“基本粒子”。后来发现质子、中子等本身也有复杂的结构，你有什么猜想？
提示：质子、中子等可能是由更基本的粒子构成。
活动2：如图乙是安德森1932年拍摄到的照片，宇宙射线从上方射入，在磁场的作用下偏转，穿过铅板后轨迹半径变小。经测量这种射线粒子的质量与电子相等，但受到的洛伦兹力方向与电子相反，你有什么猜想？
提示：这可能是一种新的粒子，质量与电子相等，但带正电荷。
活动3：20世纪30年代以来，通过研究宇宙射线及加速器中粒子的碰撞，发现了很多新粒子，这么多粒子错综复杂，应该如何分析、研究？
提示：根据粒子的性质分类研究。
活动4：许多实验事实表明质子、中子等强子有内部结构。为了解释这些现象，1964年盖尔曼提出了夸克模型。观察图丙所示夸克模型，夸克带电量的特点是什么？
提示：6种夸克带的电荷量分别为元电荷的＋eq \f(2,3)或－eq \f(1,3)。
小试牛刀
【例题】关于粒子，下列说法正确的是( D )
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
【例题】(多选)关于人们发现的新粒子,下列说法正确的是( ABC )
A.许多粒子都有自己的反粒子
B.电子属于轻子
C.质子属于强子
D.光子属于轻子
【自我测评】
【例题】目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克所带的电荷量为 ,d夸克所带的电荷量为 ,e为元电荷,下列论断中可能正确的是( B )
A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
【例题】(多选)下列说法正确的是( ACD )
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
【例题】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（ C ）
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
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？