高中物理从原子核到夸克粒子物理与宇宙的起源课件沪科版
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高中物理第4章从原子核到夸克章末总结课件沪科版选修3_5
第4章 从原子核到夸克
章末总结
知识网络
原子核的组成：核子
质子( 11H) 中子( 线、β射线、γ射线)的本质和性质
原
意义：原子核自发地放出某种粒子 而转变为新核
子 核 到 原子核 夸 的衰变 克
衰变法则
α衰变：AZX→_AZ_－－_24_Y_＋__42_H_e__ β衰变：AZX→_Z_+A_1Y__＋__－_01e___
作为示踪原子
核
防护
到
质子的发现：147N＋42He→_178_O_＋__11_H__
夸 人工转变 中子的发现：94Be＋42He→_1_26C__＋__10n__
克
正电子的发现：2173Al＋42He→_31_05P_＋__10_n__ 3105P→_31_04S__i＋__01_e_
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
规律：质量数守恒 、电荷数守恒 、动量守恒 ；释放的能量以放
出粒子和反冲核的动能及γ光子能量的形式表现出来.
半衰期：大量原子核有半数 发生衰变需要的时间，它由核_本__身_ 性质 决定，一般与物理、化学性质_无_____关______
从 探测射线的方法：计数器、云室、乳胶照相
原
利用它的射线
子
应用
放射性的应用和防护
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
章末总结
知识网络
原子核的组成：核子
质子( 11H) 中子( 线、β射线、γ射线)的本质和性质
原
意义：原子核自发地放出某种粒子 而转变为新核
子 核 到 原子核 夸 的衰变 克
衰变法则
α衰变：AZX→_AZ_－－_24_Y_＋__42_H_e__ β衰变：AZX→_Z_+A_1Y__＋__－_01e___
作为示踪原子
核
防护
到
质子的发现：147N＋42He→_178_O_＋__11_H__
夸 人工转变 中子的发现：94Be＋42He→_1_26C__＋__10n__
克
正电子的发现：2173Al＋42He→_31_05P_＋__10_n__ 3105P→_31_04S__i＋__01_e_
编后语
老师上课都有一定的思路，抓住老师的思路就能取得良好的学习效果。在上一小节中已经提及听课中要跟随老师的思路，这里再进一步论述听课时如何 抓住老师的思路。
规律：质量数守恒 、电荷数守恒 、动量守恒 ；释放的能量以放
出粒子和反冲核的动能及γ光子能量的形式表现出来.
半衰期：大量原子核有半数 发生衰变需要的时间，它由核_本__身_ 性质 决定，一般与物理、化学性质_无_____关______
从 探测射线的方法：计数器、云室、乳胶照相
原
利用它的射线
子
应用
放射性的应用和防护
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
高中物理第4章从原子核到夸克4.1原子核结构探秘课件沪科版选修3-5
2.同位素 具有相同 质子数、不同 中子数的原子核，互称为同位素.如氢的三种同位 素11H、21H、31H. 3.核反应与核反应方程 (1)核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程. (2)核反应方程：用 原子核符号描述核反应过程的式子. (3)核反应规律：在核反应中，质量数和 核电荷数守恒.
原子核的组成和核反应方程
[先填空] 1.原子核的组成 (1)组成：原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为 核子. (2)原子核的符号：AZX，其中X为 元素符号；A表示原子核的 质量数，Z表 示 核电荷数. (3)两个基本关系： ①核电荷数＝质子数＝ 原子序数 . ②质量数＝质子数＋中子数＝ 核子数.
[再判断] 1.原子核内只有质子而没有中子.( ×) 2.同位素具有相同的物理、化学性质.( × ) 3.核反应方程只要满足质量数、电荷数守恒可以随便写.( × )
[核心点击] 1.原子核的大小和组成
4.已知28288Ra是28286Ra的一种同位素，则下列说法正确的是( ) A.它们具有相同的质子数和不同的质量数 B.它们具有相同的中子数和不同的原子序数 C.它们具有相同的核电荷数和不同的中子数 D.它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质 E.它们具有相同的核外电子数和相同的化学性质
写核反应方程的三点提醒 (1)遵循的原则：反应前后电荷数守恒，质量数守恒. (2)核反应方程中的箭头“―→”表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号. (3)写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造.
1.卢瑟福发现质子后，猜想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列 事实不相符的是( )
A.电子数与质子数相等 B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍 C.原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些 D.质子和中子的质量几乎相等 E.原子核中存在不带电且质量与质子相近发现了质子并预言了中子的存在. (2)查德威克首先从实验中发现了中子，证实了卢瑟福的预言. (3)在卢瑟福发现质子的实验装置中，穿过铝箔到达荧光屏的不可能是放射源 放出的α粒子.
高中物理 第4章 从原子核到夸克 4 粒子物理与宇宙的起源课件 沪教版选修3-5
复习课件
高中物理 第4章 从原子核到夸克 4 粒子物理与宇宙的起源课件 沪教版选修 3-5
1
第4章 从原子核到夸克
4．4 粒子物理与宇宙的起源
第4章 从原子核到夸克
1.了解组成物质的粒子． 2.知道粒子的分类及其作 用．(重点) 3.了解宇宙起源的大爆炸假说及恒星的演化． 4．体会宏观世界和微观世界的辩证统一．(难点)
为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太 空中寻找“反物质”．“反物质”是由“反粒子”构成的， “反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电 荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是( ) A．由 1 个带正电荷的质子和 1 个带负电荷的电子构成 B．由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带正电荷的正电子构成 C．由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带负电荷的电子构成 D．由 1 个不带电荷的中子和 1 个带正电荷的正电子构成 [思路点拨] 正确理解“反粒子”与其对应的“正粒子”的 关系是解决本题的关键．
[解析] 由于爆炸后各星体做的是匀速运动，令宇宙年龄为
T，则星球现距我们的距离为 r＝vT＝HrT，得：T＝H1 .
T＝H1 ＝3×10－2m/（1 s·光年）＝31×s·10光－2年m
＝1× 3×36150× －2×243×63006×002×4×3×361508年＝1×1010 年．
[答案]
1 H
一、物质结构的更深层次
1．粒子世界 (1)在 19 世纪
末
，
人
们
认为
___电__子______ 、
___质__子____
和
__中__子______是组成物质的不可再分的最基本的粒子．用这
个观点成功地解释了各种原子核的一些性质和 ___核__反__应_____的一些规律，原子核中放射出电子，使人们
高中物理 第4章 从原子核到夸克 4 粒子物理与宇宙的起源课件 沪教版选修 3-5
1
第4章 从原子核到夸克
4．4 粒子物理与宇宙的起源
第4章 从原子核到夸克
1.了解组成物质的粒子． 2.知道粒子的分类及其作 用．(重点) 3.了解宇宙起源的大爆炸假说及恒星的演化． 4．体会宏观世界和微观世界的辩证统一．(难点)
为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太 空中寻找“反物质”．“反物质”是由“反粒子”构成的， “反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电 荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是( ) A．由 1 个带正电荷的质子和 1 个带负电荷的电子构成 B．由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带正电荷的正电子构成 C．由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带负电荷的电子构成 D．由 1 个不带电荷的中子和 1 个带正电荷的正电子构成 [思路点拨] 正确理解“反粒子”与其对应的“正粒子”的 关系是解决本题的关键．
[解析] 由于爆炸后各星体做的是匀速运动，令宇宙年龄为
T，则星球现距我们的距离为 r＝vT＝HrT，得：T＝H1 .
T＝H1 ＝3×10－2m/（1 s·光年）＝31×s·10光－2年m
＝1× 3×36150× －2×243×63006×002×4×3×361508年＝1×1010 年．
[答案]
1 H
一、物质结构的更深层次
1．粒子世界 (1)在 19 世纪
末
，
人
们
认为
___电__子______ 、
___质__子____
和
__中__子______是组成物质的不可再分的最基本的粒子．用这
个观点成功地解释了各种原子核的一些性质和 ___核__反__应_____的一些规律，原子核中放射出电子，使人们
高中物理第四章从原子核到夸克课件沪科版选修3_5
栏 目
即 109Tα＝84TPo，这样，α 粒子转 109 圈，Po 核转 84 圈，
开 关
两者才相遇．所以 α 粒子与 Po 核两次相遇的时间间隔
Δt＝109Tα.
专题·整合区
学案4-5
(3)若放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方
向发生 β 衰变，则 β 粒子和反冲衰变过程仍
符合动量守恒定律，它们也在洛伦兹力作用
开
关
子的发现，是高考考查的重点和热点．
现总结如下：
1．汤姆生
电 子 的 发 现 [ 第 一 大 发 现 ]→ 原 子 可 以 再 分 → 汤 姆 生
→“枣糕”式原子模型．
专题·整合区
学案4-5
2．卢瑟福
(1)α 粒子散射实验[第二大发现]→否定了汤姆生原子模
型→卢瑟福原子模型(核式结构)→打开原子物理大门，
学案4-5
1．一块含铀的矿石质量为 M，其中铀元素的质量为 m.那么
本
下列说法中正确的是
()
学
案
A．经过两个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀了
本 下做匀速圆周运动，但由于 β 粒子带负电，
学 案
反冲核带正电，衰变时它们两个运动方向相
栏 目
反，但受的洛伦兹力方向相同，所以它们的
开 关
轨迹圆是内切的，且 β 粒子的轨迹半径大于反冲核的轨迹半
径，其运动轨迹的示意图如图乙所示．
答案 (1)42∶1 见解析图
(2)Δt＝109Tα (3)见解析图
自我·检测区
学案4-5
本
学 案
学案 4 粒子物理与宇宙的起源(略)
栏
目 开
学案 5 章末总结
关
网络·构建区
第三节 宇宙的起源与演化(课件)高一物理(沪科版2020上海必修第二册)
（2）10-43s时，宇宙的密度是1093kg/m3，温度是1032K。 宇宙是混沌一团。
（3）10-35s时，宇宙发生一次暴涨，直径在10-32内膨胀了 1050倍，温度降到1027K。宇宙中出现了各种各样的粒子，包 括光子，它们不断通过相互作用而相互转化。
（4）10-36s时，温度降到1013K ，出现了电子、正电子。
（5）10s时，温度为109K ，质子和中子结合成氢核。 （6）约38万年时，温度降到3000K，开始出现各种原子，宇宙变成透明。 （7）约2亿年时，形成第一批恒星。 （8）约10亿年时，出现第一批星系。 （9）约40亿-90亿年时，出现我们的银河系、太阳和行星。 （10）约120亿年时，地球上出现了生命。
恒 星 的 归 宿
史蒂芬·霍金
史蒂芬·霍金是英国物理学家，他用毕生精 力研究黑洞普通物理学定理不再适用的时空 领域和宇宙起源大爆炸原理。他提出黑洞能 发射辐射(现在叫霍金辐射)的预言现在已是一 个公认的假说。他的研究工作在科学界远不 及他的畅销书《时间简史》出名。他这本销 售量达2500万份的畅销书对量子物理学和相 对论作了大量介绍。
第八章《牛顿力学的局限性与相对论初步》
第三节《宇宙的起源与演化》
“四方上下曰宇、古往今来曰宙”
人类史上首张黑洞照片发布
2019年4月10日，事 件视界望远镜（EHT） 国际合作组织在全球六 地同步召开新闻发布会， 宣布他们已经捕获了首 张黑洞照片。
一、宇宙
1.概念：
宇宙是广漠空间和存在的各种 天体以及弥漫物质的总称。
（11）约137亿年时出现了人类，百万年后出现了现代文明。 宇宙温度降到了约3K。
（12）至今宇宙的年龄估计为137亿年。膨胀速率按最大 速率光速计，现今宇宙的“直径”约为137亿光年，即约 为1.3×1023km。
高中物理 第4章 从原子核到夸克 2 原子核的衰变课件 沪教选修35沪教高二选修35物理课件
2．α 衰变和 β 衰变的实质 (1)α 衰变：在放射性元素的原子核中，2 个中子和 2 个质子 结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中 抛射出来，这就是放射性元素发生的 α 衰变现象． (2)β 衰变：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子 即 β 粒子，使核电荷数增加 1，但 β 衰变不改变原子核的质 量数．
12/8/2021
第二十二页，共四十一页。
[解题探究] (1)α、β 衰变遵循什么规律？ (2)每发生一次 α 衰变，质子数、中子数如何变化？β 衰变 呢？
12/8/2021
第二十三页，共四十一页。
[解析] 23982U―①―→23940Th，质量数少 4，电荷数少 2，说明① 为 α 衰变.23940Th―②―→23941Pa，质子数加 1，质量数不变，说 明②为 β 衰变，中子转化成质子.29314Pa―③―→23942U，质子数加 1，质量数不变，说明③为 β 衰变，中子转化成质子．故选
12/8/2021
第十九页，共四十一页。
3．衰变时 α、β 衰变次数的确定 设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变成稳 定的新元素AZ′′Y，则表示该核反应的方程为： AZX→AZ′′Y＋n42He＋m0－1e. 先根据质量数守恒列方程： A＝A′＋4n，求 α 衰变次数 n， 然后利用电荷数守恒列方程：Z＝Z′＋2n－m，求 β 衰变次 数 m.
对原子核衰变的理解 天然放射现象说明原子核具有复杂的结构．原子核放出 α 粒子或 β 粒子，并不表明原子核内有 α 粒子或 β 粒子；原 子核发生衰变后“就变成新的原子核”． 1．衰变方程通式 α 衰变：AZX→AZ－－24Y＋42He β 衰变：AZX→AZ＋1Y＋0－1e
高中物理第4章从原子核到夸克4.2原子核的衰变课件沪科版选修3_5
) √
(3)放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态
无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适 ×
用.(
)
(4)氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6
题型探究
一、对玻尔原子模型的理解
一、天然放射现象和三种射线
1.三种射线的实质 α射线：高速氦核流，带电荷量为2e的正电荷； β射线：高速电子流，带电荷量为e的负电荷； γ射线：光子流(高频电磁波)，不带电.
弱
很
即学即
用 判断下列说法的正误 .
(1)1896 年，法国的玛丽 · 居里首先发现了天然放射现 ×
象.( ) √
(2)原子序数大于83的元素都是放射性元素 .( ×
(3)原子序数小于83的元素都不能放出射线.( 能力 .( √
)
×)
(4)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透
) × (5)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几 毫米厚的铝板.( )
(3)γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的.(
)
)
三、放射性元素的半衰期
导学探
究 1.什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核能根 据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？ 答案 半衰期是一个时间，是某种放射性元素的大量
原子核有半数发生衰变所用的时间的统计规律，故无 法预测单个原子核或几个特定原子核的衰变时间.
中子
电子
质子
(2)β 衰变的实质：核内的 _____ 转化为了一个 _____ 和一 (3)γ射线经常是伴随着α衰变和β衰变产生的.
即学即
用 判断下列说法的正误 .
(1) 原 子 核 在 衰 变 时 ， 它 在 元 素 周 期 表 中的位置不 ×
(3)放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态
无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适 ×
用.(
)
(4)氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6
题型探究
一、对玻尔原子模型的理解
一、天然放射现象和三种射线
1.三种射线的实质 α射线：高速氦核流，带电荷量为2e的正电荷； β射线：高速电子流，带电荷量为e的负电荷； γ射线：光子流(高频电磁波)，不带电.
弱
很
即学即
用 判断下列说法的正误 .
(1)1896 年，法国的玛丽 · 居里首先发现了天然放射现 ×
象.( ) √
(2)原子序数大于83的元素都是放射性元素 .( ×
(3)原子序数小于83的元素都不能放出射线.( 能力 .( √
)
×)
(4)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透
) × (5)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几 毫米厚的铝板.( )
(3)γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的.(
)
)
三、放射性元素的半衰期
导学探
究 1.什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核能根 据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？ 答案 半衰期是一个时间，是某种放射性元素的大量
原子核有半数发生衰变所用的时间的统计规律，故无 法预测单个原子核或几个特定原子核的衰变时间.
中子
电子
质子
(2)β 衰变的实质：核内的 _____ 转化为了一个 _____ 和一 (3)γ射线经常是伴随着α衰变和β衰变产生的.
即学即
用 判断下列说法的正误 .
(1) 原 子 核 在 衰 变 时 ， 它 在 元 素 周 期 表 中的位置不 ×
高中物理 第4章 从原子核到夸克 4.4 粒子物理与宇宙的起源学案 沪科版选修35
4.4 粒子物理与宇宙的起源一、物质结构的更深层次 1．对粒子的认识过程（1）基本粒子：19世纪末，人们认为电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子。
原子核中放出电子的事实，使人们认识到“基本粒子”还有复杂结构。
（2）新粒子：20世纪中叶，科学家通过高能加速器进行实验，发现了更多的新粒子，如μ子、K 介子、π介子和Λ子。
2．夸克模型（1）夸克：1964年，美国物理学家盖尔曼提出了组成强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的。
（2）分类：目前已经知道的夸克有六种：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克。
3．粒子的分类已经发现的粒子分三大类：参与强相互作用的强子、不参与强相互作用的轻子和传递相互作用的粒子。
预习交流1夸克的带电荷量是怎样的？现在能否获得自由夸克？答案：夸克带电荷量为元电荷的分数，如上夸克带电荷为＋23e ，下夸克带电荷为－13e 。
现在还不能获得自由的夸克。
二、自然界两极的奇妙会合 1．暴胀的宇宙宇宙是一个超高温、超高密度的“原始火球”发生大爆炸开始形成的。
2．恒星的演化（1）形成：大块的星云由于引力作用收缩，逐渐凝成原恒星。
（2）稳定期：原恒星内部的温度达到7×106K 时，氢聚变成氦的热核反应产生的斥力与引力作用达到平衡时，恒星不再收缩，进入相对稳定期。
目前发现的90%的恒星处于恒星一生中时间最长的稳定期。
（3）衰老期：当氦核质量占到恒星质量的10%～15%时，核反应能量供应不足，恒星稳定状态遭到破坏，恒星变化为红巨星。
（4）末期：恒星核能耗尽后进入末期，末期形态有三种：白矮星、中子星和黑洞。
预习交流2自然界中存在哪四种相互作用？这四种相互作用能统一起来吗？答案：自然界中存在四种相互作用，它们分别是强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。
目前科学家正试图把这四种相互作用统一起来。
一、对粒子的认识新粒子各是哪年发现的？它们有什么特点？ 答案：反关于粒子，下列说法正确的是（ ）。
粒子物理与宇宙的起源 PPT课件 课件 沪科版
• 轻子（共12种）
分类
电子 μ子
轻 τ子 子中
微 子
正反 粒子
e e e e
自旋 电荷量
e -1 +1 -1 +1 -1 +1
1/2
0 0 0
重子数 轻子数
B
Le L L
0 -1 +1
寿命 10-6s 稳定
2.2 <2.3
稳定
说明
中微子是中性粒子，质量为零，只参与弱相互作用。
它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿
弯曲空间返回恒星表面。 我们所处的环境便是这样。
等恒星的半径小到一特定值（天文学上叫“史瓦西半径”）
时，就连垂直表面发射的光都被捕获了。到这时，恒星就变成
了黑洞。说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质
一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。实际上黑洞真正是“隐
2.哈勃望远镜的记录：
宇宙中的伽玛射线大爆发
3.美国航空航天局 科学家们通过测算 发现，宇宙中的星 系正在以加速度离 我们远去，也就是 说，宇宙的确在加 速膨胀。
思考 在地球上观察到宇宙中的星系都 在远离地球而去，能否说明地球 是宇宙大爆炸的中心？为什么？
无论地球上观察，还是在其它星球上观 察，都 可以观察到其它星球都在远离观 察点而去，这是宇宙膨胀的结果。其实， 大爆炸而产生宇宙的理论也不能确定起 始爆炸中心。
光子
胶子 (W+ 、W– Z0 粒子)
玻色子
• 引力子尚未被实验证实 • 弱电统一理论 电磁相互作用和弱相互作用被看作是一种相互作用。在 相互作用过程中，如果交换的是W + 、 W – 和 Z0 粒子， 就是弱相互作用过程；如果交换的是光子，就是电磁相
从原子核到夸克PPT教学课件
3．不同元素的半衰期是不一样的，其差别可以很大，例 如有的半衰期可以达到几千年甚至上万年，也有的半衰期不 到 1 秒．在一个半衰期 τ 内，将有一半的原子核发生衰变， 经过时间 t 后，则剩余没有衰变的原子核的个数 N′＝ N0(12)t/τ，或没有衰变的原子核的质量 m＝M(12)t/τ，公式适用于 大量的原子核，该规律是宏观统计规律，对个别原子核无意 义
一、三种射线的实质和性质 1．探测方法 让射线通过电场或磁场．射线分为三部分．它们分别是 α 射线、β 射线和 γ 射线． 2．射线的实质 α 射线为氦原子核粒子流，β 射线是高速电子流，γ 射线 是波长很短的电磁波．
3．射线性质 (1)α 射线：电离作用很强，贯穿能力差，在空气中只能 前进几厘米，用一张白纸就能把它挡住． (2)β 射线：速度很大，可达光速的 90%，电离作用弱， 贯穿本领较强，能穿透几毫米厚的铝板． (3)γ 射线：电离作用更小，贯穿本领很强，能穿透几厘 米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．
Z＝Z′＋2n－m A＝A′＋4n
二式联立求解得 α 衰变次数 n，β 衰变次数 m.
一个原子核 A 经过 5 次 α 衰变，成为 B，再经 过 4 次 β 衰变成为 C，则核 A 的质子数比核 C 的质子数多几 个？核 A 的中子数比核 C 的中子数多几个？
【解析】 A 到 C 的核反应过程为
因此 A 的质子数比 C 多 6 个 A 的中子数比 C 多 14 个． 【答案】 6 14
但是，东京之围一解，朝廷就
罢免了李纲等人的职务，遣散了
各地勤王的义军……
李纲
宗泽
金灭辽和北宋
公元1127年，金军再度南下，攻 破东京，俘虏了宋徽宗和宋钦宗。 北宋就这样灭亡了。
宋徽宗
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1.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最基本的粒子 B.强子中也有不带电的粒子 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 E.超子的质量比质子的质量还大
【解析】 由于质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子，
3.粒子的类型 (1)强子：参与 强相互作用，包括 质子 、中子、 介子和超子. (2)轻子：不参与 强相互作用 ，包括 电子 、μ子、τ子 以及与之相联 系的三种中微子. (3)传递相互作用的粒子：包括传递电磁作用的 光子 、传递弱相互作用的 中间玻色子W±、Z0，以及传递强相互作用的 胶子 .
(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小.
【解析】 (1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中
微子的质量数和电荷数都是0，A正确.
(2)产生的能量是由于质量亏损.两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，
则E＝Δmc2，故一个光子的能量为E2，代入数据得E2＝8.2×10－14 J.正电子与水中的
[核心点击]
1.新粒子的发现及特点
发现时 间
1932年
新粒子
反粒子
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
1937年 μ子
比质子的质 量小
1947年
K介子 与π介子
质量介于电 子与核子之 间
20世纪60 年代后 超子
其质量比质 子大
2.粒子的分类
分类 强子 轻子 媒介子
2.夸克模型 (1)夸克：1964年美国物理学家 盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子 是由 夸克构成的. (2)分类：上夸克、下夸克、 奇异夸克、粲夸克、底夸克、 顶夸克；上夸克、 下夸克带的电荷量分别为元电荷的＋23e或－13e.
(3)意义：电子电荷不再是电荷的 最小单元，即存在分数电荷，但人们还无 法获得自由的夸克.
4.加速器和粒子物理：粒子物理学研究的工具是 高能加速和器粒子探测器. 高能加速器是指能使粒子能量达到 3×109eV以上的加速器.
[再判断] 1.质子、中子、电子都是不可再分的基本粒子.( ×) 2.质子和反质子的电量相同，电性相反.( √ ) 3.按照夸克模型，电子所带电荷不再是电荷的最小单元.( √ )
[后思考] 1.为什么说基本粒子不基本？ 【提示】 一方面是因为这些原来被认为不可再分的粒子还有自己的复杂结 构，另一方面是因为新发现的很多种新粒子都不是由原来认为的那些基本粒子组 成的. 2.什么是反粒子？所有的粒子都存在反粒子吗？
【提示】 实验发现，许多粒子都有和它质量相同而电荷及其他一些物理量 相反的粒子，叫反粒子.按照粒子的对称性，有一个粒子，就应该有一个反粒子.
电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故如果只产生一个
光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒定律.
(3)物质波的波长为λ＝
h p
，要比较波长需要将中子和电子的动量用动能表示出
来即p＝ 2mEk，因为mn>me，所以pn>pe，故λn<λe.
【答案】 见解析
处理新粒子问题的方法 核反应过程中新生成的粒子和实物粒子一样，也能产生物质波，它们之间发 生相互作用时，同样遵循动量守恒定律等力学规律，所以应熟练地掌握物理知识 和物理规律，并灵活应用.
[先填空] 1.对粒子的认识过程 (1)“基本粒子”：知道原子核的组成之后，人们以为 电子、质子、 中子等 是组成物质的最基本的粒子.
(2)新粒子的发现 ①1912年，赫斯证实有 射线 从宇宙空间射来，之后，许多物理学家对宇宙 射线研究发现了一些 新粒子 . ②人们用高能加速器实验，发现了更多的新粒子，如1937年发现 μ子 ，1947 年发现了 k介子和 π介子，此后又发现了 子，现在已发现的粒子总数达 400多种.
参与的相互作 用
参与强相互作 用
不参与强相互 作用
传递各种相互 作用
发现的粒子
备注
强子有内部结构，
质子、中子、介子、 由“夸克”构成；
超子
强子又可分为介子
和重子
电子、电子中微子、 μ子、μ子中微子、τ 未发现内部结构 子、τ子中微子
光子、中间玻色子、 胶子
光子、中间玻色子、 胶子分别传递电磁、 弱、强相互作用
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11H的核反应，间接地证实了中微子的存在.
(1)中微子与水中的
1 1
H发生核反应，产生中子(
1 0
n)和正电子(
0 ＋1
e)，即中微子＋
1 1
H―→10n＋＋01e.
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，可以转变为两－1
e―→2γ.已知正电子和电子的质量都为
9.1×10－31 kg，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________.
3.两点提醒 (1)质子是最早发现的强子，电子是最早发现的轻子，τ子的质量比核子的质 量大，但力的性质决定了它属于轻子. (2)粒子具有对称性，有一个粒子，必存在一个反粒子，它们相遇时会发生 “湮灭”，即同时消失而转化成其他的粒子. 4.加速器的种类有：(1)回旋加速器，(2)直线加速器，(3)对撞机.
不同夸克构成强子，有的强子带电，有的强子不带电，故A错误，B正确；夸克模
型是研究强子结构的理论，不同夸克带电不同，分别为＋
2 3
e和－
e 3
，说明电子电
荷不再是电荷的最小单位，C错误，D正确；超子属于强子，其质量比质子质量还
大些，E正确.
【答案】 BDE
2.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，
知
识
点
一
学
4.4 粒子物理与宇宙的起源
业 分
层
测
评
知 识 点 二
学习目标
1.知道人类对“基本粒子”的认识过程， 初步了解粒子物理学的发展.(重点) 2.了解夸克模型及夸克的种类，知道各种 夸克的带电情况.(重点) 3.初步了解宇宙的演化过程和黑洞，知道 现代宇宙大爆炸理论的观点.(重点)
知识脉
粒子世界