人教版 (2019)5 “基本”粒子学案及答案

这是一份人教版 (2019)5 “基本”粒子学案及答案，共5页。学案主要包含了发现新粒子，粒子的分类等内容，欢迎下载使用。


1 .了解新粒子的认识历程
2.了解粒子的分类
知识点一、发现新粒子
对新粒子的认识历程
反粒子
实验中发现，存在着这样一类粒子，它们的质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同，而电荷等其他物质性质相反，这些粒子叫反粒子
知识点二、粒子的分类
1．K－介子衰变的方程为其中K－介子和π－介子带负的基本电荷，π0介子不带电。一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径RK－与Rπ－之比为2：1，π0介子的轨迹未画出。由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为（ ）
A．1：1B．1：2C．1：3D．1：6
【答案】C
【详解】
Kˉ介子与π-介子均做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
粒子动量为P=mv=eBR
则有PKˉ：Pπ-=2：1
以K-的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得PKˉ=Pπ0-Pπ-
解得：Pπ0=3Pπ-，则π-的动量大小与π0的动量大小之比为1：3；
故选C。
2．一个静止的放射性同位素的原子核衰变为，另一个也静止的天然放射性元素的原子核衰变为，在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4，如图所示，则这四条径迹依次是（ ）
A．电子、、、正电子
B．、电子、正电子、
C．、正电子、电子、
D．正电子、、、电子
【答案】B
【详解】
放射性元素放出正电子时，正粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆．而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆．放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒．由半径公式，可得轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而正电子和β粒子的电量比反冲核的电量小，则正电子和β粒子的半径比反冲核的半径都大，故轨迹1、2、3、4依次是：、电子、正电子、，故B正确，ACD错误．
1．我们观测到的宇宙的图景是（ ）
A．宇宙当今的图景B．宇宙过去的图景
C．宇宙将来的图景D．一种虚拟的图景
【答案】B
【详解】
人类可观宇宙主要是可见光观测，我们能看到的星体据我们很远（光都要走很久），所以我们看到的宇宙的图景实际上是过去的图景。
故选B。
2．质量比太阳小的恒星最终会演化成（ ）
A．白矮星B．中子星C．脉冲星D．黑矮星
【答案】D
【详解】
质量比太阳小的恒星演化过程为红巨星到白矮星到黑矮星。
故选D。
3．中微子失踪之谜是一直困扰着科学家的问题，原来中微子在离开太阳向地球运动的过程中，发生“中微子振荡”转化为一个μ子和一个τ子。科学家通过对中微子观察和理论分析，终于弄清了中微子失踪之谜，成为“2001年世界十大科技突破”之一。若中微子在运动中只转化为一个μ子和一个τ子，并已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向（ ）
A．一定与中微子方向一致B．一定与中微子方向相反
C．可能与中微子方向不在同一直线上D．只能与中微子方向在同一直线上
【答案】D
【详解】
中微子转化为一个μ子和一个τ子过程中动量守恒，已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致，只能得出τ子的运动方向与中微子方向在同一直线上，可能与中微子同向也可能反向。
A．一定与中微子方向一致与分析不符，故A错误；
B．一定与中微子方向相反与分析不符，故B错误；
C．可能与中微子方向不在同一直线上与分析不符，故C错误；
D．只能与中微子方向在同一直线上与分析不符，故D正确。
故选：D。
4．除了氦以外，恒星中最常见的化学元素是（ ）
A．氢B．铁C．碳D．钠
【答案】A
【详解】
除了氦以外，恒星中最常见的化学元素是氢。
A．氢与分析相符，故A正确。
B．铁与分析不符，故B错误。
C．碳与分析不符，故C错误。
D．钠与分析不符，故D错误。
5．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
【答案】A
【详解】
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的产生都在A之后，故B、C、D错．
粒子的分类
概念
实例
强子
参与强相互作用的粒子
质子、中子
轻子
不参与强相互作用的粒子
电子、电子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子
规范玻色子
传递各种相互作用的粒子
光子、中间玻色子（W和Z玻色子）、胶子
希格斯玻色子
希格斯场的量子激发
基本粒子因与希格斯场耦合而获得质量