新教材2025版高中物理第五章原子核5.“基本”粒子学生用书新人教版选择性必修第三册

5.“基本”粒子素养目标1.知道电子、中子，质子并不是组成物质的最基本的粒子．(物理观念)2．知道粒子的分类及其作用，了解夸克模型．(物理观念)3．知道夸克是组成强子的成分．(物理观念)自主落实·必备学问全过关一、发觉新粒子1．直到19世纪末，人们都认为________是组成物质的不行再分的最小微粒．2．后来认为________、电子、________和中子是组成物质的不行再分的最基本的粒子，把它们叫作“基本粒子”．从20世纪后半期起，将“基本”二字去掉，统称为粒子．3．1932年发觉了________，1937年发觉了________，1947年发觉了________和________．以及之后的超子等．二、粒子的分类1．现在已经发觉的粒子达400多种．大体可被分为________、________、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别．2．强子是参加强相互作用的粒子．质子和中子都是强子．3．轻子不参加强相互作用，最早发觉的轻子是________.4．1964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________．合作探究·实力素养全提升探究粒子的发觉和分类核心归纳1.新粒子的发觉及特点新粒子正电子μ子K介子与π介子超子发觉时间1932年1937年1947年20世纪40年头后基本特点质量、寿命、自旋等性质与相对应的粒子相同而电荷等其他性质相反比质子的质量小质量介于电子与核子之间其质量比质子大2.粒子的分类分类参加的相互作用发觉的粒子备注强子参加强相互作用质子、中子、介子、超子强子有内部结构，由夸克构成轻子不参加强相互作用电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子未发觉内部结构规范玻色子传递各种相互作用光子、中间玻色子、胶子光子、中间玻色子、胶子分别传递电磁、弱、强相互作用希格斯玻色子——希格斯玻色子是这几种基本粒子中最终一个被发觉的3.夸克模型(1)夸克的提出：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)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)．(3)夸克所带电荷：夸克所带的电荷分别为元电荷的－13或＋2(4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷．应用体验例关于粒子，下列说法正确的是()A．电子、质子和中子是组成物质的不行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[试解]针对训练(多选)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u或反夸克d)组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷．π＋π－udud带电荷量＋e－e＋23－13－23＋13下列说法正确的是()A．π＋由u和d组成B．π＋由u和d组成C．π－由u和d组成D．π－由u和d组成学以致用·随堂检测全达标1.依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2．(多选)下列说法正确的是()A．强子是参加强相互作用的粒子B．轻子是不参加强相互作用的粒子C．目前发觉的轻子只有8种D．夸克有6种，它们带的电荷量分别为元电荷的＋23或－3．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夸克带的电荷量为＋23e，d夸克带的电荷量为－1A．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4．K－介子的衰变方程为：K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子带负电，π0介子不带电．如图所示，匀强磁场的方向垂直于纸面对外，一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入，其轨迹为图中的虚线圆弧，若K－介子在磁场中发生衰变，则衰变产生的π－介子和π0介子的运动轨迹可能是()5.[2024·北京卷]正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷．在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示．下列说法正确的是()A．磁场方向垂直于纸面对里B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大D．轨迹3对应的粒子是正电子5．“基本”粒子自主落实·必备学问全过关一、1．原子2．光子质子3．正电子μ子K介子π介子二、1．强子轻子3．电子4．夸克合作探究·实力素养全提升探究应用体验[例]解析：A、B错：质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子；不同夸克构成的强子，有的带电，有的不带电．C错，D对：夸克模型是探讨强子结构的理论，不同夸克带电不同，有±23e和±13答案：D针对训练解析：依据各种粒子带电状况，π＋的带电荷量为＋e，故由u和d组成；π－的带电荷量为－e，故由u和d组成．答案：AD学以致用·随堂检测全达标1．解析：宇宙形成之初产生了夸克、轻子、胶子等粒子，之后又经验了质子和中子等强子时代，再之后是自由的光子、中微子、电子等轻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中性的氢原子，最终形成恒星和星系，因此A正确，B、C、D错误．答案：A2．解析：粒子可分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别，强子就是全部参加强相互作用的粒子的总称，A正确；轻子就是不参加强相互作用的粒子的总称，B正确；目前发觉的轻子只有6种，分别是电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子，C错误；夸克有6种，它们带的电荷分别为元电荷的＋23或－1答案：ABD3．解析：质子11H带的电荷量为2×23e＋(－13e)＝e，中子01n带的电荷量为答案：B4．解析：π－介子与K－介子均带负电，若二者运动方向相同，可知受洛伦兹力的方向相同，圆弧的弯曲方向相同，由动量守恒定律可知，π－介子的动量小于K－介子的动量，由r＝mvqB可知，π－介子的轨迹半径较小；π0介子不带电，则沿直线运动，选项C正确，D错误；若π0介子反向运动，由动量守恒定律可知，π－介子的动量大于K－介子的动量，由r＝mvqB可知，π－介子的轨迹半径较大；由于π－介子与K－介子均带负电，受洛伦兹力的方向相同，圆弧的弯曲方向相同，选答案：C5．解析：依据题图可知，1和3粒子绕转动方向一样，则1和3粒子为电子