第5章 5 “基本”粒子-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套课件PPT（人教版）

第五章 原子核 5　“基本”粒子 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．查阅资料，了解华人科学家在粒子物理学领域的杰出贡献 2．阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会 物理观念：增强物质观 科学态度与责任：了解华人科学家在粒子物理学领域的杰出贡献 1．了解基本粒子 2．了解新粒子的发现及其特点 3．了解粒子的分类 目录 CONTENTS 新教材•知本与思辨 新教材•拓展与应用 01 02 新教材•知本与思辨 01 1．“基本粒子” (1)人们认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子，把它们叫作“基本粒子”。 (2)随着科学的发展，科学家们发现很多新粒子不能看作由质子、中子、电子组成，并发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。 知识点一　“基本粒子”与粒子的分类 2． 新粒子的发现及特点 发现时间 1932年 1937年 1947年 20世纪 60年代后 新粒子 正电子 μ子 K介子和 π介子　 超子 基本 特点 质量与相对应的粒子相同而电荷及其他一些物理性质相反 比质子的 质量小　 质量介于电子与核子之间 质量比质子的质量大很多 3． 粒子的分类 分类 参与的相互作用 发现的粒子 备注 强子 参与强相互作用 质子、中子等 强子有内部结构，由“夸克”构成 轻子 不参与强相互作用 电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子 未发现内部结构 分类 参与的相互作用 发现的粒子 备注 规范玻色子 传递各种相互作用 光子、中间玻色子、胶子等 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 希格斯玻色子 — — 希格斯场的量子激发 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)正电子于1932年被发现。(　 　) (2)参与强相互作用的粒子是强子，质子和中子都是强子。(　 　) (3)电子等不参与强相互作用的粒子是强子。(　 　) 2．思考题：为什么说“基本粒子”不“基本”？ 【答案】 随着科学的发展，科学家们发现很多新粒子不能看作由质子、中子、电子等“基本粒子”组成，并发现质子、中子等“基本粒子”本身也有自己的复杂的结构。 思辨 √ √ × 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，这种成分叫作夸克。 2．粒子物理标准模型是一整套关于粒子的理论。其中，夸克、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子是组成物质的几类最基本的粒子。 3．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)和顶夸克(t)。 知识点二　夸克与粒子物理标准模型 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)强子由更基本的成分组成，这种成分叫作夸克。(　 　) (2)夸克有6种，每种夸克都有对应的反夸克。(　 　) (3)在粒子物理学领域华人科学家作出了杰出贡献。(　 　) 2．思考题：在粒子物理标准模型中，电子电荷是电荷的最小单元吗？ 【答案】 不是，存在分数电荷。 思辨 √ √ √ 新教材•拓展与应用 02 例1 下列说法正确的是(　 　) A．聚变是裂变的逆反应 B．核聚变反应须将反应物加热到数百万开尔文以上的高温，显然是吸能反应 C．轻核聚变比重核裂变更为安全、清洁 D．强子是参与强相互作用的粒子，中子是最早发现的强子 类型一　基本粒子与粒子的分类 C 【解析】 聚变和裂变的反应物和生成物完全不同，两者无直接关系，并非互为逆反应，故A错误；实现聚变反应必须使参加反应的轻核充分接近，需要数百万开尔文的高温，但聚变反应一旦实现，所释放的能量远大于所吸收的能量，所以聚变反应还是放能反应，故B错误；实现聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了，另外，聚变反应比裂变反应生成的废物数量少，容易处理，故C正确；质子是最早发现的强子，故D错误。 类型一　基本粒子与粒子的分类 活学活用 关于粒子，下列说法正确的是(　 　) A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子 B．强子都是带电粒子 C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论 D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位 D 活学活用 类型二　夸克与粒子物理标准模型 D 类型二　夸克与粒子物理标准模型 活学活用 根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是(　 　) A．夸克、轻子、胶子等粒子 B．质子和中子等强子 C．光子、中微子和电子等轻子 D．氢核、氘核、氦核等轻核 A 活学活用 【解析】 宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子，之后又经历了质子和中子等强子时代，再之后是自由的光子、中微子、电子大量存在的轻子时代，再之后是中子和质子结合成氘核，并形成氦核的核时代，之后电子和质子复合成氢原子，最后形成恒星和星系，因此A正确，B、C、D错误。 本课点睛 课后请完成高效作业35 1．“基本粒子”：光子、电子、质子和中子。 2．质子、中子等“基本粒子”本身也有自己的复杂的结构。 感谢聆听，再见！ 4．夸克所带电荷：夸克所带的电荷是元电荷的＋或－。 【解析】 由于中子、质子是由不同的夸克组成的，它们不再是基本粒子，夸克模型是探究强子结构的理论，不同夸克构成强子，有的强子带电，有的强子不带电，不同夸克带电不同，可能为＋e或－e，说明电子电荷不再是电荷的最小单位，故A、B、C错误，D正确。 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,它们的带电荷量如下表所示,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 ＋e －e －e ＋e A．π＋由u和 组成 B．π＋由 和d组成 C．π－由u和 组成 D．π－由 和d组成 【解析】 根据各种粒子带电情况，π＋的带电荷量为＋e，故π＋由u和组成；π－的带电荷量为－e，故π－由和d组成，故选D。 $$