高中物理精品课件：基本粒子
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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
解析：
质子
H 所带的电荷量为
2× e+(- )e=e,中子 n 所带的电荷量为
e+2×(- e)=0,结合不同夸克的带电荷量可知,B 正确。
【例题2】关于粒子,下列说法正确的是( D )
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
1、部分新粒子的实验发现年代
⑴1931——1970年发现的新粒子
1932年发现了正电子
1937年发现了子
1947年发现了K介子和 介子
后来还发现了一些粒子，质量比质子的质量大，叫做超子。
一、发现新粒子
1、部分新粒子的实验发现年代
⑵对撞机
1932年发明的粒子加速器，能使带电
粒子加速到很高的能量。让这些高能
解析：
根据题中给出的信息，中微子在衰变过程中分裂为μ子和τ子，符合动量守恒定
律，mv0＝mμvμ＋mτvτ ，因此mτvτ＝mv0 －mμvμ，当μ子与中微子速度方向相同时，
则τ子运动方向与μ子运动方向只能是同向或反向，即在同一直线上，但由于不知道
中微子和μ子的动量大小，因此具体方向无法判断，所以A、B、D错误，C项正确.
D.强子是参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子
现代实验中还没有发现轻子的内部结构,故A正确;能量守恒定律等
对基本粒子也适用,故B错误;反粒子与其相应的粒子带等量异种电荷,反
粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象,故C正确;质子是最早发现
的强子,故D正确。
赵忠尧(1902-1998)
吴健雄(1912-1997）
主要从事粒子
物理和场论领
域的研究，宇
称不守恒理论，
1955年获诺贝
尔奖
提出基本粒子
第一个复合模
型，宇称不守
恒理论，1955
年获诺贝尔奖
杨振宁（1922-）
实验证明了在
弱相互作用中
的宇称不守恒
探测中微子的理
论，发现超子的
反粒子，研究宇
宙线中介子衰变
传递弱相互作用
传递强相互作用
4、希格斯玻色子：希格斯场的量子激发。
希格斯玻色子别称上帝粒子，是粒子物理学
标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。
2012年7月4日科学家宣布发现了一个新
粒子，与希格斯玻色子特征有吻合之处。
这种玻色子是物质的质量之源，
是电子核夸克等形成质量的基础
，其他粒子在这种粒子形成的场
1、氦原子核由两个质子与两个中子组成，两个质子之间存在着万有引力、库仓
力和核力，则这三种力从大到小的排列顺序是（ D ）
A.核力、万有引力、库仑力
B.万有引力、库仑力、核力
C.库仑力、核力、万有引力
D.核力、库仑力、万有引力
2、(多选)关于人们发现的新粒子,下列说法正确的是( ABC )
A.许多粒子都有自己的反粒子
5.5“基本”粒子
图中显示的是质子对质子碰撞后粒子的轨
迹。20世纪，人们通过对粒子碰撞和宇宙线的
观测，发现了很多新粒子。这些新发现的粒子
分为哪几类？彼此间有什么关系？
发现各种微粒的科学家
科学家们又发现质子、中子等
本身也有自己的复杂的结构
卢瑟（电子）
查德威克（中子）
一、发现新粒子
质子
中子
2、轻子：不参与强相互作用的粒子。
轻子（6 种）
电子
电子中微子
μ子
μ子中微子
τ子和τ子中微子
⑴没有发现轻子的内部结构
⑵每种轻子都有对应的反粒子
⑶τ子的质量比核子的质量还大
二、粒子的分类
根据相互作用的性质分类
3、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
传递电磁相互作用
中游弋并产生惯性，进而形成质
量，构筑成大千世界。
拓展学习
1、夸克模型
夸克与粒子物理标准模型
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，
这种成分叫作夸克。
下夸克d 上夸克u 奇夸克s
每种夸克都有
对应的反夸克
粲夸克c 底夸克b 顶夸克t
质子
中子
重子（三个夸克组成）
介子（夸克和反夸克组成）
粒子的理论，称为粒子物理标准模型。
拓展学习
夸克与粒子物理标准模型
3、粒子物理标准模型
标准模型和大量实验吻合得很
好，取得了很大的成功。在标
准模型中，夸克、轻子、规范
玻色子和希格斯玻色子是组成
物质的几类最基本的粒子。
华人科学家在粒子物理学领域的杰出贡献
第一个发现正
电子的人，比
安德逊早两年。
王淦昌(1907-1998)
粒子彼此对撞，就能产生更多的粒子，
这种装置称为对撞机。
利用加速器和对撞机，人们发现了更多的粒子。 大型强子对撞机内部设备的一个局部
⑶1971——2001年发现的新粒子
现在已经发现的
粒子达到400多种
一、发现新粒子
2、反粒子 粒子的质量、寿命、自旋等物理性质与过去发现的粒子相同，电荷等其
他性质相反。
拓展学习
2、夸克模型的意义
夸克与粒子物理标准模型
夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不
再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。
夸克的“禁闭”： 夸克不能以自由的状态单个出现
在夸克模型的基础上，科学家们发展出了描述强相互作用的系统理
论——量子色动力学。
以量子色动力学和电弱统一理论为核心，人们已经完成了一整套关于
【例题3】太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之
一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子.若在衰变
过程中μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向（ C ）
A.一定与μ子同方向
B.一定与μ子反方向
C.一定与μ子在同一直线上
D.不一定与μ子在同一直线上
B.强子都是带电粒子
C.夸克模型是探究轻子结构的理论
D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
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,不同夸克
构成强子,有的强子带电,有的强子不带电,故A、B错误。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
,说明电子电荷不再
是电荷的最小单位,故C错误,D正确。
2
1
u夸克所带的电荷量为 e ,d夸克所带的电荷量为 e ,e为元电荷,下列论断中可能正
3
3
确的是( B )
A.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
例如： 电子和正电子
质子和反质子等
物理实验研究中，
由反粒子构成的
物质叫反物质
发现了很多反粒子
威尔逊云室里正电子“轨迹”
反粒子（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”，即同时消失而转化成其他的粒子。
二、粒子的分类
根据相互作用的性质分类
1、强子：参与强相互作用的粒子。
B.电子属于轻子
C.质子属于强子
D.光子属于轻子
根据粒子的分类、粒子与反粒子的描述知A、B、C正确;光
子属于规范玻色子,D错误。
3、(多选)下列说法正确的是( ACD )
A.目前还未发现轻子的内部结构
B.自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律,对基本粒子不适用
C.反粒子与其对应的粒子相遇时,会发生湮灭现象
李政道（1926-）
发现J粒子，领
导阿尔法磁谱仪
项目，1976年获
诺贝尔奖
丁肇中(1936-)
1、发现新粒子
⑴研究宇宙线发现新的粒子
⑵利用加速器发现新的粒子
反粒子：电荷等其他性质相反是粒子
2、粒子的分类
它们大体可被分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别
【例题1】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。
解析：
质子
H 所带的电荷量为
2× e+(- )e=e,中子 n 所带的电荷量为
e+2×(- e)=0,结合不同夸克的带电荷量可知,B 正确。
【例题2】关于粒子,下列说法正确的是( D )
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
1、部分新粒子的实验发现年代
⑴1931——1970年发现的新粒子
1932年发现了正电子
1937年发现了子
1947年发现了K介子和 介子
后来还发现了一些粒子，质量比质子的质量大，叫做超子。
一、发现新粒子
1、部分新粒子的实验发现年代
⑵对撞机
1932年发明的粒子加速器，能使带电
粒子加速到很高的能量。让这些高能
解析：
根据题中给出的信息，中微子在衰变过程中分裂为μ子和τ子，符合动量守恒定
律，mv0＝mμvμ＋mτvτ ，因此mτvτ＝mv0 －mμvμ，当μ子与中微子速度方向相同时，
则τ子运动方向与μ子运动方向只能是同向或反向，即在同一直线上，但由于不知道
中微子和μ子的动量大小，因此具体方向无法判断，所以A、B、D错误，C项正确.
D.强子是参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子
现代实验中还没有发现轻子的内部结构,故A正确;能量守恒定律等
对基本粒子也适用,故B错误;反粒子与其相应的粒子带等量异种电荷,反
粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象,故C正确;质子是最早发现
的强子,故D正确。
赵忠尧(1902-1998)
吴健雄(1912-1997）
主要从事粒子
物理和场论领
域的研究，宇
称不守恒理论，
1955年获诺贝
尔奖
提出基本粒子
第一个复合模
型，宇称不守
恒理论，1955
年获诺贝尔奖
杨振宁（1922-）
实验证明了在
弱相互作用中
的宇称不守恒
探测中微子的理
论，发现超子的
反粒子，研究宇
宙线中介子衰变
传递弱相互作用
传递强相互作用
4、希格斯玻色子：希格斯场的量子激发。
希格斯玻色子别称上帝粒子，是粒子物理学
标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。
2012年7月4日科学家宣布发现了一个新
粒子，与希格斯玻色子特征有吻合之处。
这种玻色子是物质的质量之源，
是电子核夸克等形成质量的基础
，其他粒子在这种粒子形成的场
1、氦原子核由两个质子与两个中子组成，两个质子之间存在着万有引力、库仓
力和核力，则这三种力从大到小的排列顺序是（ D ）
A.核力、万有引力、库仑力
B.万有引力、库仑力、核力
C.库仑力、核力、万有引力
D.核力、库仑力、万有引力
2、(多选)关于人们发现的新粒子,下列说法正确的是( ABC )
A.许多粒子都有自己的反粒子
5.5“基本”粒子
图中显示的是质子对质子碰撞后粒子的轨
迹。20世纪，人们通过对粒子碰撞和宇宙线的
观测，发现了很多新粒子。这些新发现的粒子
分为哪几类？彼此间有什么关系？
发现各种微粒的科学家
科学家们又发现质子、中子等
本身也有自己的复杂的结构
卢瑟（电子）
查德威克（中子）
一、发现新粒子
质子
中子
2、轻子：不参与强相互作用的粒子。
轻子（6 种）
电子
电子中微子
μ子
μ子中微子
τ子和τ子中微子
⑴没有发现轻子的内部结构
⑵每种轻子都有对应的反粒子
⑶τ子的质量比核子的质量还大
二、粒子的分类
根据相互作用的性质分类
3、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
传递电磁相互作用
中游弋并产生惯性，进而形成质
量，构筑成大千世界。
拓展学习
1、夸克模型
夸克与粒子物理标准模型
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，
这种成分叫作夸克。
下夸克d 上夸克u 奇夸克s
每种夸克都有
对应的反夸克
粲夸克c 底夸克b 顶夸克t
质子
中子
重子（三个夸克组成）
介子（夸克和反夸克组成）
粒子的理论，称为粒子物理标准模型。
拓展学习
夸克与粒子物理标准模型
3、粒子物理标准模型
标准模型和大量实验吻合得很
好，取得了很大的成功。在标
准模型中，夸克、轻子、规范
玻色子和希格斯玻色子是组成
物质的几类最基本的粒子。
华人科学家在粒子物理学领域的杰出贡献
第一个发现正
电子的人，比
安德逊早两年。
王淦昌(1907-1998)
粒子彼此对撞，就能产生更多的粒子，
这种装置称为对撞机。
利用加速器和对撞机，人们发现了更多的粒子。 大型强子对撞机内部设备的一个局部
⑶1971——2001年发现的新粒子
现在已经发现的
粒子达到400多种
一、发现新粒子
2、反粒子 粒子的质量、寿命、自旋等物理性质与过去发现的粒子相同，电荷等其
他性质相反。
拓展学习
2、夸克模型的意义
夸克与粒子物理标准模型
夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不
再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。
夸克的“禁闭”： 夸克不能以自由的状态单个出现
在夸克模型的基础上，科学家们发展出了描述强相互作用的系统理
论——量子色动力学。
以量子色动力学和电弱统一理论为核心，人们已经完成了一整套关于
【例题3】太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之
一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子.若在衰变
过程中μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向（ C ）
A.一定与μ子同方向
B.一定与μ子反方向
C.一定与μ子在同一直线上
D.不一定与μ子在同一直线上
B.强子都是带电粒子
C.夸克模型是探究轻子结构的理论
D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
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,不同夸克
构成强子,有的强子带电,有的强子不带电,故A、B错误。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
,说明电子电荷不再
是电荷的最小单位,故C错误,D正确。
2
1
u夸克所带的电荷量为 e ,d夸克所带的电荷量为 e ,e为元电荷,下列论断中可能正
3
3
确的是( B )
A.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
例如： 电子和正电子
质子和反质子等
物理实验研究中，
由反粒子构成的
物质叫反物质
发现了很多反粒子
威尔逊云室里正电子“轨迹”
反粒子（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”，即同时消失而转化成其他的粒子。
二、粒子的分类
根据相互作用的性质分类
1、强子：参与强相互作用的粒子。
B.电子属于轻子
C.质子属于强子
D.光子属于轻子
根据粒子的分类、粒子与反粒子的描述知A、B、C正确;光
子属于规范玻色子,D错误。
3、(多选)下列说法正确的是( ACD )
A.目前还未发现轻子的内部结构
B.自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律,对基本粒子不适用
C.反粒子与其对应的粒子相遇时,会发生湮灭现象
李政道（1926-）
发现J粒子，领
导阿尔法磁谱仪
项目，1976年获
诺贝尔奖
丁肇中(1936-)
1、发现新粒子
⑴研究宇宙线发现新的粒子
⑵利用加速器发现新的粒子
反粒子：电荷等其他性质相反是粒子
2、粒子的分类
它们大体可被分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别
【例题1】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。