高中物理-粒子和宇宙学案

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人教版高中物理教案-粒子和宇宙

第十九章原子核新課標要求1．內容標準（1）知道原子核的組成。

知道放射性和原子核的衰變。

會用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統計意義。

（2）瞭解放射性同位素的應用。

知道射線的危害和防護。

例1 瞭解放射性在醫學和農業中的應用。

例2 調查房屋裝修材料和首飾材料中具有的放射性，瞭解相關的國家標準。

（3）知道核力的性質。

能簡單解釋輕核與重核內中子數、質子數具有不同比例的原因。

會根據質量數守恆和電荷守恆寫出核反應方程。

（4）認識原子核的結合能。

知道裂變反應和聚變反應。

關注受控聚變反應研究的進展。

（5）知道鏈式反應的發生條件。

瞭解裂變反應堆的工作原理。

瞭解常用裂變反應堆的類型。

知道核電站的工作模式。

（6）通過核能的利用，思考科學技術與社會的關係。

例3 思考核能開發帶來的社會問題。

（7）初步瞭解恒星的演化。

初步瞭解粒子物理學的基礎知識。

例4 瞭解加速器在核子物理、粒子物理研究中的作用。

2．活動建議：（1）通過查閱資料，瞭解常用的射線檢測方法。

（2）觀看有關核能利用的錄影片。

（3）舉辦有關核能利用的科普講座。

新課程學習19.8 粒子和宇宙★新課標要求（一）知識與技能1．瞭解構成物質的“基本粒子”及粒子物理的發展史2．初步瞭解宇宙的演化過程及宇宙與粒子的和諧統一（二）過程與方法1．感知人類（科學家）探究宇宙奧秘的過程和方法2．能夠突破傳統思維重新認識客觀物質世界（三）情感、態度與價值觀1．讓學生真正感受到自然的和諧統一並深知創建和諧社會的必要性。

2．培養學生的科學探索精神。

★教學重點瞭解構成物質的粒子和宇宙演化過程★教學難點各種微觀粒子模型的理解★教學方法教師啟發、引導，學生討論、交流。

★教學用具：1．Internet網路素材、報刊雜誌、影視媒體等。

2．多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件（基於網路環境）播放等。

★課時安排1 課時★教學過程（一）引入新課教師：宇宙的起源一直是天文學中困難而又有啟發性的問題。

198 粒子和宇宙学案.doc

19.8粒子和宇宙【知识要点】1.“基本粒子”不基本1897年汤姆生发现电子，1905年爱因斯坦提出光子说，1919年卢瑟福发现质子, 1932年查德威克发现中子。

于是人们认为“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”。

2.发现新粒子20世纪3 0年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。

思考下面的问题：（1）从宇宙线中发现了哪些粒子？发现了正电子，u子，k介子，“介子，超子。

（2）什么是反粒子？质量、寿命、自旋等物理性质与过去发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反, 这些粒子叫做反粒子。

（3）现在可以将粒子分为哪几类？分为在类：强子、轻子、媒介子。

强子：参与强相互作用的粒子。

强子又分为介子和重子两类。

轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。

有电子、电子中微子、u子、u子中微子、T子、T子中微子这6种。

媒介子：是传递各种相互作用的粒子。

如光子、中间玻色子、胶子。

3.夸克模型1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克。

. 夸克有哪几种？有什么特征？C1）上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸•克。

2 1（2）夸克带电荷为元电荷的+兰或-丄倍3 34.宇宙的演化、恒星的演化阅读教材并初步了解宇宙演化的发展过程。

上夸克J 下夸克|奇夸克AN 兀-由u 和〃组成兀-由"和d 组成（强子｛质子、参与强作用中子卜夸克「电子粒丿轻子J 电子中微子子］（6种）| u 子和卩子中微子I 丁子和丁子中微子粲夸克底夸克顶夸克【典型例题】例1：已知兀+介子、兀介子都是由一个夸克（夸克U 或夸克67）和一个反夸克（反夸克"或反夸克R ）组成的，它们的带电荷量如下.表所示，表中e 为元电荷。

+ 兀兀_ U d U d带电量 +e2 + — e3 1 —e 3 2 --- e 3 + le 3下列说法正确的是（-）B. 兀+由"和d 组成解析：根据各种粒子带电情况，“的带应为u 和 d （“ + ”或“・”）所以选“AD”例I 2、目前普遍认为，质子和中子都由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成，u 夸克带电量为2e/3, d 夸克带电量为-e/3, e 为元电荷，则下列论断可能的是（）A. 质子由1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B. 质子由2个P 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个P 夸克和2个d 夸克组成中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成中子由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 夸克组成中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成）A.B. C. D. 7、 A. B. C. D. 8、粒子的符号是（）A. :HeB. ；HeC. j HeD. ；HeC. 质子由1个p 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个p 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1个P 夸克和1个d 夸克组成答案:匚|【巩固练习】1、 19 世纪末，人们认为光子、 _______________ 、 ______________ 和 ______________ 是组成物质的不可再分的最基本的粒子，20世纪后半期，科学家发现组成原子核的和 ___________ 等也有着自己的复杂结构，于是基本粒子不再"基本"。

19.8 粒子和宇宙高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (4)

8 粒子和宇宙★新课标要求（一）知识与技能1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一（二）过程与方法1．感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界（三）情感、态度与价值观1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。

2．培养学生的科学探索精神。

★教学重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程★教学难点各种微观粒子模型的理解★教学方法★教学用具：1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。

2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。

★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。

宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。

（二）进行新课1．“基本”粒子“不” 基本教师：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？点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。

（可以不按教材顺序介绍，接着介绍新粒子的发现）2．发现新粒子教师：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。

请学生看教材（“发现新粒子”）思考下面的问题：（1）从宇宙线中发现了哪些粒子？这些粒子有什么特点？（2）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？（3）什么是反粒子？（4）现在可以将粒子分为哪几类？在老师的引导下学生带着问题阅读教材。

学生回答：（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（2）实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400多种。

高中物理第十九章原子核8粒子和宇宙学案新人教版选修3-5(new)

8 粒子和宇宙1．粒子和粒子的分类（1)电子、质子和中子直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质的不可再分的最小微粒，后来发现了电子、质子和中子。

随着科学家们的研究逐步发现了数以百计的不同种类的新粒子,它们都不是由质子、中子、电子组成的，又发现质子、中子等本身是复合粒子，并且还有着自己的复杂结构，所以电子、质子、中子并不是组成物质世界的基本粒子。

(2)新粒子从20世纪30年代以来，人们在对宇宙射线观测时，发现了一些新粒子，宇宙射线中粒子的能量很高，但数量很少,人们用高能加速器进行实验，发现了更多的粒子。

如1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现了K介子和π介子，此后不久又发现了超子。

（3)粒子的分类按照粒子与各种相互作用的关系，可以将粒子分为三大类:强子、轻子和媒介子，如下表所示.(4①许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，叫做反粒子。

如电子和正电子，质子和反质子。

②由反粒子构成的物质叫反物质。

③反粒子与其相应的正粒子相遇时，会发生“湮灭”，同时消失而转化成其他的粒子.(5)夸克模型：①强子内部有复杂结构，1964年美国人盖尔曼提出了强子结构的夸克模型，认为强子是由夸克构成的。

②夸克模型经过几十年的发展,已被多数物理学家接受，现代科学认为夸克有：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。

③夸克带电荷量为元电荷的＋错误!或－错误!倍。

【例1】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(反夸克错误!表中e为元电荷.下列说法正确的是（)A．π＋由u和错误!组成B．π＋由d和错误!组成C．π－由u和错误!组成D．π－由d和错误!组成解析：根据核反应中电荷数、质量数守恒可求得,π＋电荷量为＋e，u电荷量为＋错误! e，错误!电荷量为＋错误!e，则u和错误!的总电荷量为(＋错误!e）＋（＋错误!e）＝＋e,故A 选项正确，B错误。

π－电荷量为－e，d电荷量为－错误!e,错误!电荷量为－错误!e，则d和错误!的总电荷量为(－错误!e）＋(－错误!e)＝－e，故D选项正确，C选项错误。

粒子和宇宙教案

粒子和宇宙教案教案：粒子和宇宙导语：在物理学中，粒子物理学是研究基本粒子和它们之间相互作用的学科，而宇宙学则关注的是宇宙的起源、演化与结构。

本教案将介绍粒子物理学和宇宙学的基本概念和关系，并提供相关实验和活动来帮助学生更好地理解这些概念。

学习目标：1. 了解基本粒子的概念和分类；2. 了解宇宙的起源和演化；3. 了解粒子物理学与宇宙学的关系；4. 进行实验和活动，加深对粒子物理学和宇宙学的理解。

教学内容：1. 基本粒子的分类a. 引导学生了解什么是基本粒子；b. 介绍基本粒子的分类，包括费米子和玻色子；c. 示例：通过配合图表和实物模型，让学生理解不同类型的基本粒子。

2. 宇宙的起源和演化a. 简要介绍宇宙大爆炸理论；b. 解释宇宙中的星系、恒星和行星的形成；c. 示例：观察星系和行星的照片，让学生理解宇宙的演化过程。

3. 粒子物理学与宇宙学的关系a. 解释宇宙中的粒子如何相互作用；b. 解释黑洞、暗物质和暗能量的概念；c. 示例：展示实验数据和数学模型，说明粒子物理学对宇宙学的重要性。

4. 实验和活动a. 实验：使用阴影摄影板观察放射性衰变，了解粒子衰变的过程；b. 活动：让学生设计一个宇宙模型，展示宇宙的起源和演化过程；c. 实践：观察天体、星系的照片，学生亲身体验宇宙的广阔和神秘。

课堂讲解：1. 关键概念的解释和说明；2. 利用示意图、实物模型和实验展示让学生感性认识粒子物理学和宇宙学。

学生实践：1. 学生进行实验和活动，加深对粒子物理学和宇宙学的理解；2. 学生通过观察和设计宇宙模型，提高对粒子物理学和宇宙学的学习兴趣。

课堂讨论：1. 学生就粒子物理学和宇宙学的关系进行讨论；2. 学生交流实践过程中的观察和体验。

小结：通过本节课的学习，我们了解了基本粒子的分类、宇宙的起源和演化，以及粒子物理学与宇宙学的关系。

通过实验和活动的实践，我们深入体验了粒子物理学和宇宙学的奥妙。

在今后的学习中，我们将继续深入探索粒子物理学和宇宙学的知识。

8粒子和宇宙-人教版选修3-5教案

粒子和宇宙-人教版选修3-5教案一、知识目标1.掌握粒子的概念及其中的基本粒子的分类。

2.了解宇宙的结构以及宇宙演化的简要历程，了解天文学、宇宙学等前沿领域的研究进展。

3.理解宇宙大爆炸理论，能够解释宇宙演化中产生物质的原理。

4.了解引力波的产生及探测方式，掌握引力波探测技术的原理。

二、教学重点1.宇宙演化的简要历程。

2.宇宙大爆炸理论及其产生物质的原理。

3.引力波探测技术的原理。

三、教学难点1.粒子物理领域的概念及分类。

2.引力波的探测技术及其原理。

四、教学过程1. 粒子的概念及其分类概念：粒子是物质的基本组成部分之一，是构成物质的微观单位。

分类：基本粒子分为费米子和玻色子，前者包括夸克、轻子等，后者包括光子、胶子等。

2. 宇宙的结构及其演化宇宙的结构：宇宙由星系、星云、恒星等组成。

宇宙的演化：主要有三个阶段，即宇宙膨胀、胶子湮没和核合成。

3. 宇宙大爆炸理论及其原理宇宙大爆炸理论认为宇宙起源于一次巨大的爆炸，因此宇宙是不断膨胀的。

过去的宇宙越来越小，未来的宇宙越来越大。

宇宙大爆炸产生物质的原理：由于宇宙开始时极度热，宇宙中的物质不断相互碰撞和湮灭，最终产生物质，使宇宙中的物质密度不断增加。

4. 引力波的产生及探测方式引力波是宇宙中产生的重力波，源源不断地从黑洞、中子星等处波动出来，并传播到宇宙各处。

引力波的产生与物体之间的引力相互作用有关。

引力波的探测方式：主要有两种，即激光干涉引力波天文台和千里镜引力波天文台。

五、教学方法1.讲授法：介绍粒子和宇宙的基本概念及其基本分类和演化。

2.实验法：通过引力波实验的方式，让学生亲身感受引力波的探测过程。

3.讨论法：组织小组讨论，让学生多方面、全面地了解粒子和宇宙的基础知识。

六、教学反思本节课主要目的在于让学生通过学习了解粒子和宇宙的基本知识，理解宇宙的演化过程以及探究引力波的探测技术，帮助学生了解到物理学的发展及研究前沿领域，提高学生的物理学综合素质。

高中物理选修3-5优质学案：19.7-19.8核聚变粒子和宇宙

7 核聚变8粒子和宇宙[学习目标] 1.了解核聚变及其特点和条件.2.会判断和书写核聚变反应方程，能计算核聚变释放的能量.3.知道粒子的分类及其作用，了解夸克模型.4.了解宇宙起源的大爆炸学说及恒星的演化．一、核聚变1．聚变两个轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为核聚变，聚变反应又称为热核反应．2．聚变方程2H＋31H→42He＋10n＋17.6MeV.13．聚变发生的条件要使轻核聚变，必须使轻核间的距离接近核力发生作用的距离10－15m，这要克服电荷间巨大的库仑斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能．要使原子核具有足够大的动能，有一种方法就是给它们加热，使物质达到几百万开尔文的高温．二、粒子和宇宙1．“基本粒子”不基本(1)直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质的不可再分的最小微粒，后来人们发现了光子、电子、质子、中子，并把它们叫做“基本粒子”．(2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的，并发现质子、中子等本身也有复杂结构．2．发现新粒子(1)新粒子：1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现了K介子和π介子，后来发现了超子等．(2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子．3．夸克模型的提出1964年提出的强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的．[即学即用]1．判断下列说法的正误． (1)核聚变时吸收能量．( × )(2)核聚变平均每个核子放出的能量，比裂变反应中平均每个核子放出的能量大．( √ ) (3)轻核聚变比裂变更安全、清洁．( √ )(4)实现核聚变的难点是地球上没有任何容器能够经受热核反应所需的温度．( √ ) (5)质子、中子不能再分．( × )(6)夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍．( × )2．氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H ＋31H →42He ＋x ，式中x 是某种粒子．已知：21H 、31H 、42He 和粒子x 的质量分别为2.0141u 、3.0161u 、4.0026u 和1.0087u ；1u ＝931.5MeV c 2，c 是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x 是________，该反应释放出的能量为________MeV(结果保留3位有效数字)． [答案] 10n(或中子) 17.6[解析] 根据质量数和电荷数守恒可得x 是10n(中子)．核反应中的质量亏损为Δm ＝2.0141u ＋3.0161u －4.0026u －1.0087u ＝0.0189u 所以该反应释放出的能量为 ΔE ＝Δm ·c 2≈17.6MeV .一、核聚变的特点及应用 [导学探究]1．为什么实现核聚变要使聚变的燃料加热到几百万开尔文的高温？[答案] 轻核的聚变反应，是较轻的核子聚合成较重的核子，要使得核子的强相互作用发挥作用，必须使核子间的距离达到10－15m以内；同时由于原子核之间在此距离时的库仑斥力十分巨大，因而需要核子有很大的动能，表现在宏观上就是核燃料需要达到极高的温度．2．目前人们实现的核聚变是什么？实现热核反应存在的困难是什么？可能实现对热核反应的控制的方法是什么？[答案](1)目前人们能实现的热核反应是氢弹的爆炸，是由普通炸药引爆原子弹，再由原子弹爆炸产生的高温高压引发热核反应，但这是不可控制的．(2)实现热核反应存在的困难是：地球上没有任何容器能够经受住热核反应所需要的高温．(3)可能实现对热核反应的控制方法：磁约束：利用磁场来约束参与反应的物质．环流器是目前性能最好的一种磁约束装置．惯性约束：利用强激光从各个方向照射参加反应的物质，使它们由于惯性还来不及扩散就完成了核反应．[知识深化]1．对核聚变的理解(1)聚变发生的条件：要使轻核聚变，必须使轻核间的距离达到10－15m以内，这要克服电荷间强大的库仑斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能，有一种办法就是把它们加热到几百万开尔文的高温．(2)核聚变的特点：①在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变比重核裂变释放更多的能量．②热核反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以使反应继续下去．③普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆．(3)核聚变的应用：①核武器——氢弹：一种不需要人工控制的轻核聚变反应装置．它利用弹体内的原子弹爆炸产生的高温高压引发热核爆炸．②可控热核反应：目前处于探索阶段．2．重核裂变与轻核聚变的区别例1大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.0136u，32He的质量为3.0150u，10n的质量为1.0087u,1u＝931MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7MeV B．3.3MeVC．2.7MeV D．0.93MeV[答案] B[解析]根据质能方程，释放的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2m H－m He－m n＝0.0035u，则ΔE＝0.0035×931MeV＝3.2585MeV≈3.3MeV，故B正确，A、C、D错误．针对训练1(多选)据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是() A．“人造太阳”的核反应方程是21H＋31H→42He＋10nB．“人造太阳”的核反应方程是23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310nC．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同[答案]AC[解析]21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变方程，故A项正确；根据轻核聚变特点，相同质量的核燃料，轻核聚变释放的能量比裂变反应大得多，故选项C正确．二、新粒子的发现和夸克模型[导学探究]图1为欧洲粒子加速器，能使粒子获得13万亿电子伏特的能量．图1(1)高速粒子碰撞能产生一些新的粒子，试说出部分20世纪30年代以来发现的新粒子．(2)随着新粒子的发现，质子与中子为什么不再被称为“基本粒子”？[答案](1)正电子、μ子、K介子、π介子、超子．(2)因为科学家们发现质子、中子等本身也是复合粒子，也有着自己的复杂的结构，所以它们不再是“基本粒子”．[知识深化]1．新粒子的发现及特点2.粒子的分类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：夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其电荷量为元电荷的＋23或－13.例如，上夸克带的电荷量为＋2e 3，下夸克带的电荷量为－e3.(4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷．例2 (多选)下列关于夸克模型的说法正确的是( )A ．强子是由更基本的夸克组成的B ．夸克的电荷量分别为元电荷的＋23或－13C ．每种夸克都有对应的反夸克D ．夸克能以自由的状态单个出现 [答案] ABC[解析] 夸克不能以自由的状态单个出现，D 错误，A 、B 、C 正确．针对训练2 (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.下列说法正确的是( ) A ．π＋由u 和d 组成 B ．π＋由d 和u 组成 C ．π－由u 和d 组成 D ．π－由d 和u 组成[答案] AD[解析] 因π＋介子带有＋e 的电荷量，且是由一个夸克和一个反夸克组成的，则夸克u 带＋23e 和反夸克d 带＋13e 合成电荷量为＋e ，那么π＋介子就是由夸克u 和反夸克d 组成的；同理，π－介子由夸克d 和反夸克u 组成，所以A 、D 正确．1．(对核聚变的理解)科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为232He →211H ＋42He ，关于32He 聚变下列表述正确的是( )A ．聚变反应不会释放能量B ．聚变反应产生了新的原子核C ．聚变反应没有质量亏损D ．目前核电站都采用32He 聚变反应发电 [答案] B[解析] 核聚变反应中产生新的原子核，同时由于发生了质量亏损，会有核能的释放，B 正确，A 、C 错误；目前核电站大多采用重核裂变的方法来释放与利用核能发电，D 错误．2．(核反应方程的理解)(多选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程中，表述正确的是()A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变[答案]AC[解析]两个轻核聚合成一个较重的核的反应为核聚变反应，故A对，B错．重核被中子轰击后分裂两个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应，故C对．原子核放出α或β粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的衰变．原子核的衰变的反应物只有一种，故D错．高中物理选修3-511 3．(对宇宙粒子的理解)以下说法正确的是( )A ．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子B ．质子、中子、介子和超子都属于强子C ．强子、轻子都有内部结构D ．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子[答案] B[解析] 最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，故选项A 错误；强子有内部结构，由夸克组成，轻子没有内部结构，所以C 错误；质子、中子、介子、超子都属于强子，τ子质量比核子质量大，但仍属于轻子，B 正确，D 错误．4．(核聚变释放核能的计算)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(已知质子质量为m H ＝1.0073u ，氦核质量为m He ＝4.0015u ，电子质量为m e ＝0.00055u ，1u ＝931.5MeV/c 2)(1)写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J ，则太阳每秒减少的质量为多少千克？[答案] (1)411H →42He ＋20＋1e (2)24.78MeV (3)4.22×109kg[解析] (1)由题意可得核反应方程应为411H →42He ＋2 0＋1e. (2)反应前的质量m 1＝4m H ＝4×1.0073u ＝4.0292u ，反应后的质量m 2＝m He ＋2m e ＝4.0015u ＋2×0.00055u ＝4.0026u ，Δm ＝m 1－m 2＝0.0266u ，由质能方程得，释放的能量ΔE ＝Δmc 2＝0.0266×931.5MeV ≈24.78MeV .(3)由质能方程ΔE ＝Δmc 2得太阳每秒减少的质量Δm ＝ΔE c 2＝3.8×1026(3×108)2kg ≈4.22×109kg.。

高中物理第十九章 8粒子和宇宙教案新人教版选修3-5

粒子和宇宙★新课标要求（一）知识与技能1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一（二）过程与方法1．感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界（三）情感、态度与价值观1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。

2．培养学生的科学探索精神。

★教学重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程★教学难点各种微观粒子模型的理解★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。

2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。

★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。

宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。

问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？学生：构成物体的最小微粒为“原子”（不可再分）。

点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极回答。

教师：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。

20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。

问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。

点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。

（二）进行新课1．“基本”粒子“不”基本教师：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？学生思考并惊奇。

点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。

高中物理-第十九章第7节核聚变第8节粒子和宇宙导学案

第十九章原子核19.7核聚变19.8 粒子和宇宙【教学目标】1．了解聚变反应的特点。

2．知道可控热核反应。

3．了解有关新粒子的情况。

4．了解恒星及宇宙的演化情况。

重点：聚变反应的特点。

难点：可控热核反应【自主预习】1.两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做________。

从比结合能的图线中看，聚变后比结合能增加，因此反应中会________能量。

2．发生聚变的条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到________以内，核力才能起作用。

由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的________。

3．当物质的温度达到几百万开尔文时，剧烈的________使得一部分原子核具有足够的动能，可以克服________，碰撞时十分接近，发生聚变。

因此，聚变又叫________反应。

4．为了解决实现核聚变的难点，科学家设想了两种方案，即磁约束和________。

________是目前性能最好的一种磁约束装置。

5.许多粒子都存在着________等物理性质与它相同而________等其他性质相反的粒子，叫做反粒子。

6．按照粒子与各种相互作用的不同关系，可以将粒子分为三大类：________、轻子和________。

(1)强子是参与________相互作用的粒子。

________是最早发现的强子；(2)轻子是________强相互作用的粒子。

最早发现的轻子是________。

(3)________是传递各种相互作用的粒子，如光子等。

7．许多实验事实表明，强子是有________结构的，强子由________的成分组成，这种成分叫做夸克。

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________电荷的最小单元，即存在________电荷。

【典型例题】一、核聚变【例1】以下说法正确的是( )A．聚变是裂变的逆反应B．如果裂变释放能量，则聚变反应必定吸收能量C．聚变须将反应物加热至数百万度以上高温，显然聚变过程是吸收能量的D．裂变与聚变均可释放巨大能量【例1】．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )【例3】一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量m H ＝1.007 3 u ，中子质量m n ＝1.008 7 u ，氚核质量m ＝3.018 0 u 。

第16章粒子和宇宙教案(北师大九全册)

第16章粒子和宇宙教案（北师大九全册）一、教学目标1.了解基本的粒子物理学的知识；2.了解粒子对宇宙的形成和演化的影响；3.能够运用所学的知识，初步探索宇宙中的奥秘。

二、教学内容1. 粒子物理学的发展1.粒子物理学的起源；2.粒子物理学的研究方法；3.现代粒子物理学的发展。

2. 基本粒子1.基本粒子的分类；2.费米子和玻色子的区别；3.基本粒子的发现和研究。

3. 宇宙演化和粒子物理学1.宇宙大爆炸理论；2.宇宙微波背景辐射；3.暗物质和暗能量；4.宇宙射线和宇宙线粒子。

三、教学重点和难点教学重点1.粒子物理学基本概念的理解；2.基本粒子的分类和研究方法。

教学难点1.宇宙演化和粒子物理学的关系；2.了解粒子对宇宙的形成和演化的影响。

四、教学方法和学时安排教学方法1.讲解法：介绍粒子物理学的基本知识和宇宙演化的原理；2.演示法：让学生观察和分析实验数据，培养学生的实验能力；3.实践法：设计实验小组进行实验，提高学生的实践能力。

学时安排本章课程安排为6学时：教学环节学时数知识讲授 3实验操作 2总结归纳、拓展探究 1五、教学资源和教学评价标准教学资源1.实验用具和材料；2.电子教案和PPT。

教学评价标准1.参加课堂讨论，积极回答问题，表现优秀者评为优秀；2.小组实验成果评分，合格及以上者得分。

六、教学流程设计课堂环节Step 1 自主学习请同学们预习本章课文内容，并做好功课准备。

Step 2 知识讲授1.粒子物理学的发展；2.基本粒子的分类；3.宇宙演化和粒子物理学。

Step 3 实验操作小组实践环节。

请学生按照实验步骤操作。

实验步骤详见课本。

Step 4 总结归纳、拓展探究教师进行总结归纳和拓展探究，梳理知识脉络。

根据学生情况进行重点部分讲解。

课后环节1.打开课本，进行重点部分复习；2.同步完成作业，提高知识质量。

七、教学反思本章主要涉及两部分内容，分别是粒子物理学的基本概念和宇宙演化的原理。

通过实验操作，可以更加直观地了解粒子物理学的研究方法，并且锻炼了学生的实践能力。

解析现代物理学中的粒子物理学与宇宙学高中二年级物理科目教案

解析现代物理学中的粒子物理学与宇宙学高中二年级物理科目教案第一节：引言现代物理学是自然科学中的一门重要学科，主要研究微观粒子和宇宙结构的基本规律。

而在高中二年级的物理课程中，粒子物理学与宇宙学的内容是十分重要的。

本教案旨在帮助教师们设计并开展一堂富有趣味和挑战性的粒子物理学与宇宙学课程，使学生们能够深入了解这两个领域的基本概念、理论和研究方法。

第二节：教学目标1. 理解粒子物理学的基本概念，包括基本粒子、强、弱、电磁力及其相互作用等；2. 理解宇宙学的基本概念，包括宇宙起源、演化和结构等；3. 熟悉粒子物理学和宇宙学的实验方法和仪器，如粒子加速器、望远镜等；4. 能够运用数学知识和科学方法，分析解释与粒子物理学和宇宙学相关的现象；5. 培养学生的科学思维和实验探究能力。

第三节：教学内容1. 粒子物理学的基本概念- 基本粒子的分类及性质- 强、弱、电磁力及其相互作用- 核反应与粒子衰变2. 宇宙学的基本概念- 宇宙起源理论- 宇宙膨胀与暗能量- 星系和星云的形成与演化3. 实验方法与仪器- 粒子加速器及其应用- 天文望远镜及其观测方法4. 数学与科学方法的应用- 量子力学与相对论的数学基础- 通过实验数据分析与解释科学现象第四节：教学活动1. 实验探究- 利用射线仪探究基本粒子的性质 - 利用望远镜观测星系和星云的形态2. 数学建模- 运用量子力学与相对论的数学模型解释实验数据3. 讨论与演示- 学生小组分析和讨论粒子物理学和宇宙学相关的科学新闻或研究成果，并进行展示第五节：教学评估1. 完成课堂讨论和小组展示任务，评估学生对粒子物理学和宇宙学的理解和应用能力；2. 书面测试，评估学生对粒子物理学和宇宙学相关概念和实验方法的掌握程度；3. 实验报告，评估学生在实验探究中的观察、记录和分析能力。

第六节：教学资源1. 教材：选用高中物理教材中与粒子物理学和宇宙学相关的章节；2. 多媒体资料：提供与粒子物理学和宇宙学相关的图片、视频等资料；3. 实验设备：准备粒子探测仪器、天文望远镜等实验设备。

高中物理第七章从粒子到宇宙-复习课学案

第七章从粒子到宇宙复习教学案主备人：张凯上课时间: 总课时数：【复习目标】1、知道物质是由分子和原子组成的。

2、了解原子的核式模型。

了解人类探索微观世界的历程，并认识这种探索将不断深入。

3、大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程，并认识人类对宇宙的探索将不断深入。

4、对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。

【知识梳理】1、完成下列结构图：2、物质是由大量组成，分子间有,分子在运动，这可由___________来证明。

4、分子间不仅有，____________可证明；而且有，可证明。

5、摩摩擦起电现象说明。

6、科学家探索微观世界的历程：电子的发现者；中子的发现者；首先用实验的方法打出了质子；提出了夸克的设想。

7.宇宙是一个有层次的_______结构系统：地球是_________系中的普通一员，而太阳又是________系中数以千亿颗恒星中的一颗。

8.关于宇宙的起源，大多数宇宙科学家都认定：宇宙诞生于距今约137亿年的一次_____。

9.宇宙大爆炸理论认为，宇宙一开始是一个“原始火球”，原始的火球发生了爆炸，导致宇宙空间处处膨胀，温度则（填“上升”、“下降”或“不变”）到一定程度时，逐步形成了超星系团，星系团、星系乃至恒星和行星。

10.两滴水银靠近时，能自动结合成一滴较大的水银，这一事实说明分子之间存在着______，物体不能无限地被压缩，说明分子间存在____________，一匙糖加入水中，能使整杯水变甜，说明___________，酒精和水混合后，总体积会_______，说明_________________。

11．图甲是两块纯净铅块压紧后，竖直悬挂，下面的铅块不会下落；图乙是喇叭的圆形磁铁掰断后按原状相对，两半磁铁互相排斥，下列说法正确的是（）A．由甲图的实验说明分子间有吸引力B．由乙图的实验说明分子间没有吸引力C．由甲图的实验说明分子间没有排斥力D．由乙图的实验说明分子间只有排斥力【课后练习】1，下列说法正确的是 ( )A.科学家把保持物质化学性质最小的微粒称为离子B.分子的直径很小,一般分子直径的数量级为10-9mC.分子是组成物质的微粒,它时刻在保持静止D、构成物质的分子之间只存在排斥力2，在公众场所，一个人吸烟，其他人都会“被动吸烟”，因此公众场所一般静止吸烟。

《粒子和宇宙学案》学案01

19-8《粒子和宇宙学案》学案01学习目标1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一学习重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程学习难点各种微观粒子模型的理解自主学习一、粒子的概念1．“基本粒子”不基本(1)传统的“基本粒子”：光子、______、质子和______．(2)“基本粒子”不基本的原因①科学家们逐渐发现了数以百计的__________的新粒子．②科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的_______________________________．2．发现新粒子(1)新粒子：1932年发现了________，1937年发现______，1947年发现K 介子和π介子及以后的超子、反粒子等．(2)分类：按照粒子与各种相互作用的关系分为：强子、轻子和________．3．夸克模型(1)夸克模型的提出：1964年美国物理学家提出了强子的夸克模型，认为强子是由______构成的．(2)分类：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克；它们带的电荷量分别为元电荷的____________或____________，每种夸克都有对应的________．(3)意义：电子电荷不再是电荷的__________，即存在分数电荷．1．宇宙演化根据大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期．在大爆炸之后逐渐形成了夸克、轻子和______等粒子，随后经过______时代、______时代、________时代．继续冷却，质子、电子、原子等与______分离而逐步组成恒星和星系.2．恒星的演化(1)恒星的形成：大爆炸后，宇宙尘埃在万有引力作用下形成________，进一步凝聚使引力势能转变为______，温度升高，直到发光，于是______诞生了．(2)恒星的演变：核聚变反应，层级递进地在恒星内发生，直到______________不再发生时，恒星的__________达到极大．(3)恒星的归宿：恒星最终归宿与恒星的质量大小有关．当恒星的质量小于1.4倍太阳质量时，演变为________；当恒星的质量是太阳质量的1.4倍～2倍时，演变为______________；当恒星的质量更大时，演变为______．典型例题例1、已经证实，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23e ，下夸克带电为－13e ，e 为电子所带电量的大小．如果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 ＝1.5×10－15m ．试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力)．[解题指导]质子带＋e 的电量，故它是由2个上夸克和1个下夸克组成的．按题意，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F uu ＝k 23e ×23e l 2＝49k e 2l2. 代入数值，得F uu ＝46N ，为斥力．上夸克与下夸克之间的静电力为F ud ＝k13e×23el2＝29ke2l2.代入数值，得Fud＝23N，为引力．答案：上、上夸克之间为46N的斥力；上、下夸克之间为23N的引力自我检测1．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可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2．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反．科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布，他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是( ) A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成3.图19－7－3中子内有一个电荷量为＋23e的上夸克和两个电荷量为－13e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图19－7－3所示．如图19－7－4所示的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )图19－7－4参考答案自主学习：一、1.(1)电子中子(2)不同种类复杂结构 2.(1)正电子μ子(2)媒介子 3.(1)夸克＋23－13反夸克(3)最小单元二、1.胶子强子轻子核合成光子 2.(1)星云团内能恒星(2)各种热核反应中心密度(3)白矮星中子星黑洞自我检测1．选D 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＋23e和－e3，说明电子电荷不再是电荷的最小单位，C错误，D正确．故正确答案为D.2．选B 氢原子是由质子和电子构成，那么反氢原子也应由它们的反粒子构成，即由反质子和反电子构成，因此B正确，A、C、D错．3．选B本题考查的是库仑力的大小、方向及力的合成，明确每个夸克皆受两个力的作用．电荷量为+ e的上夸克受两个下夸克的吸引力，合力的方向一定向下，对其中一个下夸克，受力如图所示，其中F2= F1，由力的合成可知F1与F2的合力竖直向上，B正确．。

变粒子和宇宙(导)学案 (10)

19.8 粒子和宇宙学案学习目标1．初步了解粒子物理学的基础知识及恒星演化．2．了解、感受科学发展过程中蕴藏着的科学和人文精神.知识脉络粒子和宇宙[先填空]1．基本粒子不基本(1)直到19世纪末，人们都认为光子、电子、质子和中子是基本粒子．(2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的，并发现质子、中子等本身也有复杂结构．2．发现新粒子(1)新粒子：1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现了K 介子和π介子及以后的超子等．(2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子．(3)夸克模型的提出：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．3．宇宙及恒星的演化(1)宇宙演化根据大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期．在大爆炸之后逐渐形成了夸克、轻子和胶子等粒子，随后经过强子时代、轻子时代、核合成时代．继续冷却，质子、电子、原子等与光子分离而逐步组成恒星和星系．(2)恒星的演化①恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成星云团，进一步凝聚使引力势能转变为内能，温度升高，直到发光，于是恒星诞生了．②恒星演变：核聚变反应，层级递进地在恒星内发生，直到各种热核反应不再发生时，恒星的中心密度达到极大．③恒星归宿：恒星最后的归宿有三种，它们是白矮星、中子星、黑洞．[再判断]1．质子、中子、电子都是不可再分的基本粒子．(×)2．质子和反质子的电量相同，电性相反．(√)3．按照夸克模型，电子所带电荷不再是电荷的最小单元．(√)[后思考]1．为什么说基本粒子不基本？【提示】一方面是因为这些原被认为不可再分的粒子还有自己的复杂结构，另一方面是因为新发现的很多种新粒子都不是由原认为的那些基本粒子组成的．2．恒星是如何形成的？它在哪个阶段停留的时间最长？【提示】宇宙尘埃在外界影响下聚集，某些区域在万有引力作用下开始向内收缩，密度不断增加，形成星云团，星云团进一步凝聚使得引力势能转化为内能，温度升高．当温度上升到一定程度时就开始发光，形成恒星．恒星在辐射产生向外的压力和引力产生的收缩压力平衡阶段停留时间最长．[合作探讨]探讨1：什么是反粒子？所有的粒子都存在反粒子吗？【提示】实验发现，许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，叫反粒子．按照粒子的对称性，有一个粒子，就应该有一个反粒子．探讨2：夸克模型的提出有什么物理意义？【提示】夸克模型的提出是物理学发展史中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷．而另一方面也说明科学正是由于一个一个的突破才得到进一步的发展．[核心点击]1．新粒子的发现及特点(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：夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其电荷量为元电荷的－13或＋23.例如，上夸克带的电荷量为＋2e 3，下夸克带的电荷量为－e 3.(4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷．1．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B ．质子C ．轻子D ．中子E ．胶子【解析】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，并形成氦核的核合成时代，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 、C 、E 正确，B 、D 错误．【答案】 ACE2．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，它们的带电荷量如表所示，表中e 为元电荷.粒子 π＋ π－ u d u d 带电荷量＋e－e＋2e 3－e 3－2e 3＋e 3组成．【解析】因π＋介子带有＋e 的电荷量，且是由一个夸克和一个反夸克组成的，则夸克u 带＋23e 和反夸克d 带＋13e 合成电荷量为e ，那么π＋介子就是由夸克u 和反夸克d 组成的；同理，π－介子由夸克d 和反夸克u 组成．【答案】 u d ，d u3．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在．(1)中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(10n)和正电子(01e)，即：中微子＋11H→10n＋01e可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．(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01e＋0－1e→2γ已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为________J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么？【解析】(1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0.(2)产生的能量是由于质量亏损．两个电子转变为两个光子之后，质量变为零，则E＝Δmc2，故一个光子的能量为E2，代入数据得E2＝8.2×10－14J．正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只有产生2个光子，此过程才遵循动量守恒定律．【答案】0和08.2×10－14 J略对核反应中新生成粒子的认识新生成的粒子和实物粒子一样，也能产生物质波，它们之间发生相互作用时，同样遵循动量守恒定律等力学规律．。

人教课标版高中物理选修3-5：《粒子和宇宙》导学案-新版

高二物理选修粒子和宇宙导学案一、知识点扫描1、“基本”粒子“不” 基本问题1：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。

20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。

问题2：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？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？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思考：（1）从宇宙线中发现了哪些粒子？这些粒子有什么特点？（2）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？（3）什么是反粒子？（4）现在可以将粒子分为哪几类？3、夸克模型问题：上述粒子是不是最小单位，有没有内部结构呢？问题：现代科学认为夸克有哪几种？有什么特征？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。

而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步的发展。

4、宇宙的演化、恒星的演化（1）宇宙演化过程和恒星演化过程宇宙大爆炸后，“粒子家族”（宇宙形成之初）：10-44秒后，温度1032K，产生夸克、轻子、胶子等→10-6秒后温度1013K，夸克构成了质子和中子等（强子时代）→温度为1011K时，少量夸克，光子、大量中微子和电子存在（轻子时代）→温度109K时进入核合成时代→温度降到3000K时，电子与质子复合成氢原子→冷却，出现了宇宙尘埃−万有引力作用密集尘埃→星云团−−−−→−−−温度升高开始发光→一颗恒星诞生。

−→恒星收缩升温→热核反应成氦→氢大部分聚变为氦→收缩→氦聚合成碳→…（类似）直到产生铁元素。

恒星最后的归宿：恒星质量小于太阳1.4倍→白矮星恒星质量是太阳1.4~2倍→中子性三、例题精讲例1：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。

高中物理-粒子和宇宙学案

人教版高中物理教案-粒子和宇宙

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19.8 粒子和宇宙 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (4)

高中物理第十九章原子核8粒子和宇宙学案新人教版选修3-5(new)

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高中物理选修3-5优质学案：19.7-19.8核聚变 粒子和宇宙

高中物理 第十九章 8粒子和宇宙教案 新人教版选修3-5

高中物理-第十九章第7节核聚变第8节粒子和宇宙导学案

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高中物理第七章从粒子到宇宙-复习课学案