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

班级 姓名 学号 5.5　基本粒子 知识梳理 一、“基本”粒子和发现新粒子 1.“基本”粒子不基本 “基本粒子”：直到19世纪末，人们认为光子、 、质子、中子是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐渐发现了数以百计的新粒子，它们都不是由中子、质子、电子组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。所以，从20世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统称 。 2.发现新粒子 (1)从20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究和加速器、对撞机的开发及应用，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，现已发现的粒子达400多种。 (2)反粒子 实验中发现，存在着这样一类粒子，它们的质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同，而电荷等其他性质 ，这些粒子叫作反粒子。 二、粒子的分类和夸克模型 1.粒子的分类 目前发现的粒子大体可被分为 、 、 和 几种类别。 2.夸克模型 (1)夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔曼等人提出了 ，认为强子是由 构成的。 (2)夸克的种类：上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)、顶夸克(t)。 (3)夸克所带的电荷量：夸克带的电荷分别为元电荷的－或＋。 (4)夸克的意义：电子电荷不再是电荷的最小单元。 (5)夸克的“禁闭”：夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。 判断正误 (1)目前，人们认为粒子界由夸克、强子、轻子构成．(　 　) (2)强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子．(　 　) (3)电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子．(　 　) (4)夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍．(　 　) 随堂练习 例1. 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、中子、介子和超子都属于强子 C.现代实验发现强子、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 例2. 已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的，它们的带电荷量如表所示，表中e为元电荷.下列说法正确的是(　　) 粒子 π＋ π－ u d 带电荷量 ＋e －e ＋ － － ＋ A．π＋由u和组成 B．π＋由d和组成 C．π－由u和组成 D．π－由d和组成 课后巩固 1．关于粒子，下列说法中正确的是(　　) A．光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子 B．质量比核子大的粒子都参与强相互作用 C．强子、轻子都由夸克组成 D．许多粒子都存在反粒子 2．(多选)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．它们的带电荷量分别为±或±e，电荷量e为元电荷．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＋ 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9.1×10－31 kg，求反应中产生的每个光子的能量。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？ 5.5　基本粒子 答案 判断对错 ×√×× 随堂练习 例1. 答案B 解析　最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，A错误；强子有内部结构，由夸克组成，现代实验还没有发现轻子的内部结构，C错误；质子、中子、介子、超子都属于强子，τ子质量比核子质量大，但仍属于轻子，D错误，