物理：19.8《粒子和宇宙》

解析：根据核聚变的定义可知，C 选项正确，A 选项属于 原子核的人工转变，B 选项属于重核的裂变，而 D 选项则属于 原子核的衰变．
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3 1．一个氘核(2 H) 与一个氚核 ( 1 1H)发生聚变，产生一个中子
和一个新核，并出现质量亏损．聚变过程中( B ) A．吸收能量，生成的新核是4 2He B．放出能量，生成的新核是4 2He C．吸收能量，生成的新核是3 2He D．放出能量，生成的新核是3 2He
产生夸克、 宇宙大爆炸 轻子、 胶子等粒子
1044 s,温度降到1032K
强子时代 轻子时代
宇宙由混合电离气体组成 核 合 成 时 代
温度降到3 000K 继续冷却 电子和质子复合成为中性的氢原子 形
物理选修3-5人教新资料19.8粒子和宇 宙精品资料
知识点 1 物质的结构
1．粒子世界：电子、质子和中子还可再分，不存在“基本
粒子”．从 20 世纪 30 年代以来，人们陆陆续续发现的粒子达 到 400 多种． 2．反粒子：实验中发现，对应着许多粒子都存在着质量与 反粒子 ． 它相同而电荷及其他物理性质相反的粒子，叫做_________
一万年后,温度降到104K
106 s,温度降到1013K
温度降到1011K
温度降到1 09 K
成恒星和星系．
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2．恒星的演化
收缩、 升温 宇宙尘埃→星云团→恒星诞生 氢核聚合成氦核 继续收缩、 升温 经历多次膨胀与收缩 白矮星或中子星 氦核聚合成碳核
或黑洞．
(1)写出该热核反应方程；
(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能
量？(结果保留四位有效数字)
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15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月下午10时19分21.9.1722:19September 17, 2021
16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021年9月17日星期五10时19分57秒22:19:5717 September 2021
类别 强作用 电磁作用 弱作用 引力作用
相对强度 1
~10-2 ~10-13 ~10-39
力程(m) < 10-15 长程 < 10-17 长程
作用时间(s) 10-23
10-20 ~ 10-16 ~ 10-8
参与离子 强子
强子 轻子 光子 强子 轻子 一切物质
相互作用是通过交换一定粒子实现的
作用类型 引力作用 电磁作用 交换粒子 引力子 光子
夸克
质量
电 荷
e
自 旋
重 子 数
同 位 旋
同位 旋分
量
奇 异 数
超荷
粲 数
底 数
顶 数
d 下夸克
0.00 8
-1/3
u 上夸克
0.00 4
2/3
-1/2 0 +1/3 0 0 0 1/2
1/2 0 +1/3 0 0 0
s 奇夸克 0.15 -1/3 1/2 1/3
-1 -2/3 0 0 0
c 粲夸克 1.5 2/3 b 底夸克 4.7 -1/3
1/2 (Ω超子 3/2)
费密子
K 介子和各种超子称为奇异粒子。试验中发现以下现象 协同产生: 一个超子总是和一个或几个K介子同时产生。
奇异粒子协同产生的过程极快(约为10-23s), 表明是在强 相互作用下进行的；而衰变过程很慢(寿命约为10-8 ～ 10-10s)， 表明是在弱相互作用下进行的。

（ 夸 克 ）
盖 尔 曼
汤姆逊 （电子）
（查 中德 子威 ）克
卢瑟福 （质子）
1“基本”粒子 “不” 基本
1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出 原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为 “光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可 再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么 随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义 上的“基本”粒子呢？
费米国家加速器实验 室位于芝加哥以西的 巴达维亚，创建于 1967年，于1974年5月 建成。它以著名的美 国物理学家费米命名， 拥有目前世界最大的 质子加速器，是世界 上从事高能物理研究 的第一流实验室。
2．发现新粒子
20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研 究中发现了一些新的粒子。
（1）1932年发现正电子；1937年发现μ子； 1947年发现K介子与π介子，后来又发现了超子
238 92
U
放在匀强磁场中，衰变后 Th 核的速度方向与
磁场方向垂直，生成的 粒子动能为 E 。求：
(1)写出衰变方程； (2)衰变后 Th 核的轨道半径
与 粒子的轨道半径之比；(3)衰变过程中放出
的能量 E
6
例
5．静止在匀强磁场中的
6 3
L
核，俘获一个速度
v0 7.7 104 m／s 的中子( 01n )而发生核反应，产生
是 α 衰变 是 β 衰变
是轻核聚变 是重核裂变
【答案A、C】
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例 3 我国自行研制了可控热核反应实验装置“超导托卡马 克”(英文名称：EAST，俗称“人造太阳”)．设可控热核
实验反应前氘核(12H)的质量为 m1，氚核(31H)的质量为 m2， 反应后氦核(42He)的质量为 m3，中子(10n)的质量为 m4.已知 光速为 c.则下列说法中正确的是_______．

• 发现时间 (1)新粒子的发现 1932年 比较项 新粒子 正电子
193 电子与 质子之 间
60年代后 超子
与电子质 量相同 ，带一 基本特点 个单位 的正电 荷
比质子的 质量小
比质子的 质量大
• (2)粒子的分类
• 现在已经发现的粒子达400余种，可将其分为三大类：强子、轻子
• (2)研究表明，银河系的年龄约为t＝3.8×1017 s，每秒 钟银河系产生的能量约为1×1037 J(即P＝1×1037 J/s)。 现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河 系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字)。 • (3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作 出判断。 • (可能用到的数据：银河系质量约为M＝3×1041 kg，原 子质量单位1 u＝1.66×10－27 kg,1 u相当于1.5×10－10 J的能量，电子质量me＝0.000 5 u，氦核质量mα＝ 4.002 6 u，氢核质量mp＝1.007 8 u，中微子νe质量为 零。)
• • • •
知识点2 宇宙和恒星的演化 (1)宇宙的演化 宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期。 ①强子时代：大爆炸之后约10－44 s，温度为1032 K，产 生了夸克、轻子、胶子等粒子。约10－6 s后，温度为 1013 K左右，夸克构成了质子和中子等强子。 • ②轻子时代：温度下降到1011 K时，只剩下少量夸克， 大量自由的光子、中微子和电子存在。 • ③核合成时代：温度下降到109 K时，中子和质子结合 成氘核，并很快生成氦核等轻核。
• • • •
1．了解有关新粒子的情况。 2．了解恒星及宇宙的演化情况。 过程与方法 在网上查阅关于粒子和宇宙的相关资料， 丰富自己的课外知识。 • 情感、态度与价值观 • 培养探索宇宙、探索自然奥妙的情趣。