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
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。
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高中物理-粒子和宇宙学案
【学习目标】
1．初步了解粒子物理学基础。
2．初步了解恒星的演化。
【重点难点】
1．粒子物理学基础常识。
2．宇宙大爆炸理论和恒星的演化过程。
【课前预习】
1．基本粒子与新粒子
（1）直到19世纪末,人们认为组成物质的最小微粒是__________,后来发现了质子、中子、电子,于是许多人认为,电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最小微粒,并把它们叫做________。
（2）1932年发现了__________,1937年发现了__________,1947年发现了K介子和________介子,还发现了一些粒子,质量比质子的质量大,叫做__________。
（3）实验中发现,对应着许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质________的粒子,叫做反粒子,例如,电子的反粒子就是________,质子的反粒子就是_________。
2．夸克模型
（1）1964年提出的夸克模型,认为强子由更基本的________组成。
（2）夸克模型指出了电子电荷不再是电荷的最小单元,即存在__________电荷。
3．宇宙的演化
（1）研究微观世界的粒子物理、量子理论与研究__________的理论相互沟通、相互支撑。
（2）当恒星核能耗尽时,就进入末期,恒星的末期形态主要有：白矮星、中子星或_________。
（3）在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期,在宇宙大爆炸后,随着温度的下降,电子与质子复合成为中性的氢原子。
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。
【预习检测】
1．关于人们发现的新粒子,下列说法正确的是（）
A．许多粒子都有自己的反粒子
B．把粒子分为强子、轻子、媒介子,根据的是粒子与各种相互作用的关系
C．质子属于强子
D．光子属于轻子
2．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。
u夸克带电荷量
为2
3
e,d夸克带电荷量为
1
3
e
-,e为元电荷,下列论断可能正确的是（）
A．质子由1个u夸克和1个d夸克的组成,中子由1个u夸克和2个d夸克的组成B．质子由2个u夸克和1个d夸克的组成,中子由1个u夸克和2个d夸克的组成C．质子由1个u夸克和2个d夸克的组成,中子由2个u夸克和1个d夸克的组成D．质子由2个u夸克和1个d夸克的组成,中子由1个u夸克和1个d夸克的组成
参考答案
【课前预习】
1.（1）原子,基本粒子, （2）正电子,u子,π,超子
（3）相反,正电子,反质子
2．（1）夸克（2）分数（3）最小
3．（1）宇宙（2）黑洞
【预习检测】
1．ABC 2．B
▲堂中互动▲
【典题探究】
【例题1】为了探究宇宙起源,“阿尔法磁谱仪”将在太空中寻找“反物质”。
所谓“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（）
A．由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成
B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成
C．1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成
D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成
［答案］B
〖解析〗根据反粒子的定义,反粒子与正粒子具有相同的质量,但带有等量的异种电荷,由此知反
氢原子应该具有与氢原子相同的质量、相反的电荷符号具等量的电量,所以反氢原子由1
1H
-
核和
0 1e
+
构成。