文档介绍:该【2024 2025学年高中物理第4章从原子核到夸克4粒子物理与宇宙的起源精练含解析沪教版选修3 5 】是由【mama】上传分享,文档一共【9】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【2024 2025学年高中物理第4章从原子核到夸克4粒子物理与宇宙的起源精练含解析沪教版选修3 5 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。2粒子物理与宇宙的起源 . .(重点) .(难点), [学生用书P60])一、(1)在19世纪末,人们认为电子、,原子核中放射出电子,使人们怀疑“基本粒子”是否还基本.(2)20世纪中叶,科学家通过高能加速器进行试验,发觉了更多的新粒子,如μ子、K介子、π介子、Λ子.(3)参加强相互作用的粒子称为强子,像质子、中子、介子等,(1)质子、中子等强子有着自己困难的结构,它们有更为基本的成分组成,,它们是:上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克.(2)夸克所带的电荷为分数电荷,电荷为元电荷的或.(3)称为其次个粒子家族的是轻子,如电子、μ子、τ子以及与它们相联系的中微子等;称为第三个粒子家族的是媒介子,传递相互作用的粒子,如光子、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.(1)科学探讨表明,质子、中子等本身也具有困难结构.( )(2)夸克模型指出电子电荷不再是电荷的最小单元.( )提示:(1)√(2)√二、:宇宙起源于一次大爆炸,:,它会演化成白矮星,即体积很小,质量不太小的恒星;~2倍的恒星,会演化成中子星;更大质量的恒星,会演化成“3黑洞”.,大到浩瀚的宇宙,1979年诺贝尔物理学奖得主格拉肖曾经特别形象地把大至宇观世界小至微观世界的“链条”比方成一条咬住自己尾巴的大蛇,从尾到首依次对应于粒子、原子核、原子、细胞、始终到超星系团、?提示:强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用、引力相互作用. 对粒子的相识[学生用书P61],、中子、介子、超子质子是最早发觉的强子,强子有内部结构,由“夸克”粒子构成的;强子又可分为介子和重子轻子不参加强相互作用电子和电子中微子,μ子和μ子中微子、τ子和τ子中微子未发觉内部结构媒介子传递各种相互作用光子、中间玻色子、胶子光子传递电磁相互作用,玻色子传递弱相互作用,:夸克有6种,它们是上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克,它们带的电荷分别为元电荷的+或-.每种夸克都有对应的反夸克. 试验表明强子是有内部结构的,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. 为了探究宇宙起源,“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中找寻“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( )[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] 依据反粒子定义,“反粒子”与“正粒子”具有相同的质量,“反氢原子”应当具有与氢原子相同的质量,.[答案] B很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,,(反物质)最显著的特点是当它们与相应的正粒子(物质)相遇时,会发生“湮灭”,即同时消逝而转化成其他的粒子. (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(反夸克或反夸克)组成的,它们的带电量如下表所示,+π-ud带电量+e-e+e-e-e+e下列说法正确的是( )+由u和组成 +-由u和组成 -由d和组成解析:,由于π+介子带有+e的电荷量,又由于π+介子是由一个夸克和一个反夸克组成,依据题意可知π+介子(+e)应由一个夸克u和一个反夸克4组成,A正确;同理π-介子由夸克d和反夸克组成,D正确. 对恒星演化过程的进一步相识[学生用书P62]:大爆炸10万年后,温度下降到3000K左右,起先了恒星的形成过程::当温度超过107K时,氢通过热核反应成为氦,,,:当恒星核心部分的氢大部分聚变为氦以后,核反应变弱,辐射压力下降,,,出现了氧、硅,,,,:恒星最终归宿与恒星的质量大小有关,,演化为白矮星;~2倍时,演化为中子星;当恒星的质量更大时,演化为黑洞. 天文观测表明,几乎全部远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动,离我们越远的星体,背离我们运动的速度(称为退行速度)越大;也就是说,,即v=,称为哈勃常数,,有人提出一种理论,,并设想我们就位于其中心,,可估算宇宙年龄T,其计算式为T=,哈勃常数H=3×10-2m/(s·光年),其中光年是光在一年中行进的距离,由此估算宇宙的年龄约为________年.[思路点拨]宇宙膨胀时,星体看作做匀速运动,依据运动公式和v=Hr求解.[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=.T===5=年=1×1010年.[答案] 1×1010宇宙膨胀,这是在天文观测中所视察到的现象,题目中以宇宙膨胀为背景,给出了这一方面的探讨资料及结论,通过学生自己阅读资料,进行分析,对该题才能做出正确的解答. 对于宇宙的形成,在当代占主要地位的说法是:我们的宇宙诞生于150亿~200亿年前的一次大爆炸,其主要依据是( )①光谱分析得到的红移现象,即星体离我们远去②自然放射现象③牛顿运动定律④月球运动中的各种现象A.①② B.①③C.③④ D.②③答案:B β衰变中的中微子[学生用书P63] 在β衰变中常伴有一种称为“中微子”,,莱克斯和柯文建立了一个由大水槽和探测器组成的试验系统,利用中微子与水中H的核反应,间接地证明了中微子的存在.(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) (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→×10-31kg,,缘由是________________________________________________________________________.(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.[思路点拨]正、负电子“湮灭”产生两个光子,题干中要求解的是产生的每个光子的能量.[解析] (1)由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知A正确.(2)由能量守恒有2E=2mec2,6所以E=mec2=×10-31×(×108)2J≈×10-.(3)粒子的动量p=,物质波的波长λ=由mn>me,知pn>pe,则λn<λe.[答案] (1)A (2)×10-14 遵循动量守恒(3)λn<λe解决这类问题要重点把握以下两点:(1)正确理解“反粒子”与其对应的“正粒子”的关系.(2)微观粒子的相互作用过程中满意动量守恒定律,在详细的求解时,往往要用动量守恒、能量守恒及爱因斯坦的质能方程综合分析问题. , [学生用书P63]),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( )、轻子、、、氚核、氦核等轻核解析:、轻子和胶子等粒子,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组合成氘核,并形成氦核的核时代,之后电子和质子复合成氢原子,最终形成恒星和星系,B、C、D的产生都在A之后,.(多选)下列所述正确的是( ),、中子本身也是复合粒子,它们也有着自己困难的结构解析:,只有C、.(多选)下列叙述中正确的是( ),它们所带的电荷量分别为元电荷的+或-答案:ABD4.(多选)下列说法中正确的是( )、、动量守恒定律及电荷守恒定律,,,质子是最早发觉的强子解析:、轻子和夸克在现代试验中还没有发觉其内部结构,,,.(多选)太阳放出的大量中微子向地球飞来,科学家发觉中微子在向地球传播的过程中衰变为一个μ子和一个τ子,若在衰变中发觉μ子速度方向与中微子原来的方向一样,则τ子的运动方向( ):,发觉μ子速度方向与中微子原来的方向一样,则τ子的运动方向肯定与μ子在同一条直线上,,质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的,上夸克带电为e,下夸克带电为-e,e为电子所带电量的大小,假如质子是由三个夸克组成的,且各个夸克之间的距离都为l,l=×10-(库仑力):质子带+e的电量,,三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处,这时上夸克与上夸克之间的静电力应为Fuu=k=,得Fuu≈46N,=k=,得Fud≈23N,:46N ,7颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星放射的γ光子,经分析确认,、正电子的静止质量m0=×10-31kg,又已知静止质量为m0的粒子,其能量E和湮灭前的动量p满意关系E2=c2p2+,若负电子、正电子的动量为零,求:(1)写出湮灭的核反应方程式.(2)用动量的有关学问说明上述核反应不行能只放出一个光子.(3):(1)核反应方程式为e+e→2γ.(2)若只放出一个光子,说明反应后总动量不为零,而反应前总动量为零,违反动量守恒定律,所以只放出一个光子是不行能的.(3)正、负电子湮灭前的动量为零,即c2p2项为零,可知其对应的能量为E=m0c2,光子的能量满意E=hν,由能量守恒有:m0c2+m0c2=2hν,即得频率为ν==Hz≈×:见解析9