1.了解粒子的發(fā)現(xiàn)史.
2.知道粒子的分類及特點(diǎn).
3.了解夸克模型．
一、“基本”粒子
1．人們認(rèn)為光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子，把它們叫作“基本粒子”．
2．隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)很多新粒子不能看作由質(zhì)子、中子、電子組成，并發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也有自己的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)．
二、發(fā)現(xiàn)新粒子
1932年發(fā)現(xiàn)了正電子，1937年發(fā)現(xiàn)了μ子，1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和π介子，后來(lái)發(fā)現(xiàn)了超子等．
三、粒子的分類
1．強(qiáng)子：是參與(填“參與”或“不參與”)強(qiáng)相互作用的粒子．質(zhì)子和中子都是強(qiáng)子．
2．輕子：不參與(填“參與”或“不參與”)強(qiáng)相互作用．電子、電子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子都是已發(fā)現(xiàn)的輕子．
3．規(guī)范玻色子：是傳遞各種相互作用的粒子，如光子，中間玻色子(W和Z玻色子)、膠子．
4．希格斯玻色子：是希格斯場(chǎng)的量子激發(fā)．
四、夸克與粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型
1．夸克、夸克模型：1964年，美國(guó)科學(xué)家蓋爾曼等人提出了夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子由更基本的成分組成，這種成分叫作夸克．
2．粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型是一整套關(guān)于粒子的理論．其中，夸克、輕子、規(guī)范玻色子和希格斯玻色子是組成物質(zhì)的幾類最基本的粒子．
3．夸克的種類：上夸克(u)、下夸克(d)、奇異夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和頂夸克(t)．
4．夸克所帶電荷：夸克所帶的電荷是元電荷的＋eq \f(2,3)或－eq \f(1,3).例如，上夸克帶的電荷量為＋eq \f(2e,3)，下夸克帶的電荷量為－eq \f(e,3).
5．意義：電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷．
一、單選題
1．一顆恒星的壽命取決于它的（ ）
A．體積B．質(zhì)量C．亮度D．溫度
2．下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．聚變是裂變的逆反應(yīng)
B．核聚變反應(yīng)須將反應(yīng)物加熱到數(shù)百萬(wàn)開(kāi)爾文以上的高溫，顯然是吸收能量
C．輕核聚變比裂變更為安全、清潔
D．強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子，中子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子
3．以下說(shuō)法正確的是（ ）
A．最早發(fā)現(xiàn)的輕子是電子，最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子是中子
B．質(zhì)子、中子、介子和超子都屬于強(qiáng)子
C．現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)強(qiáng)子、輕子都有內(nèi)部結(jié)構(gòu)
D．τ子質(zhì)量比核子質(zhì)量大，τ子不屬于輕子
4．關(guān)于原子物理知識(shí)方面，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)
B．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器不僅能用來(lái)計(jì)數(shù)，還能區(qū)分射線的種類
C．質(zhì)子、中子、電子都參與強(qiáng)相互作用
D．原子中電子的坐標(biāo)沒(méi)有確定的值，只能說(shuō)某時(shí)刻電子在某點(diǎn)附近單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率
5．中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為的上夸克和兩個(gè)電荷量為的下夸克，假設(shè)三個(gè)夸克都在半徑為的同一圓周上，如圖所示，則下列四幅圖中能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是（ ）
B．
C． D．
6．一個(gè)靜止的放射性同位素的原子核衰變?yōu)椋硪粋€(gè)也靜止的天然放射性元素的原子核衰變?yōu)?，在同一磁?chǎng)中得到衰變后粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡1、2、3、4，如圖所示，則這四條徑跡依次是（ ）
A．電子、、、正電子
B．、電子、正電子、
C．、正電子、電子、
D．正電子、、、電子
二、填空題
7．仙女座星系是人們能用肉眼看到的最遙遠(yuǎn)的天體，但由于光速有限，你看到來(lái)自那里的光線，實(shí)際上已經(jīng)在太空中行進(jìn)了_________年，因此觀察遙遠(yuǎn)的天體就等于在觀察__________________．宇宙很大，所以計(jì)算天體間的距離時(shí)常用_________作為單位，它等于_________．
8．恒星離我們的距離非常遙遠(yuǎn)，但是我們可以利用地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的圓形軌道直徑作為基線，通過(guò)幾何方法來(lái)測(cè)量恒星的距離。這種方法叫做_____。圖中恒星A是我們想要測(cè)量其距離的星體。B、C、D是相對(duì)比較遠(yuǎn)的恒星，在1月到7月間幾乎看不出移動(dòng)過(guò)，而A的相對(duì)位置在這半年里看上去卻發(fā)生了變化。圖中的θ角就稱為_(kāi)____。
參考答案
1．B
【詳解】
恒星的壽命和它的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大的恒星內(nèi)部的核反應(yīng)就更加劇烈。所以B正確；ACD錯(cuò)誤；
故選B。
2．C
【詳解】
A．聚變和裂變的反應(yīng)物和生成物完全不同，兩者無(wú)直接關(guān)系，并非互為逆反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；
B．實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)必須使參加反應(yīng)的輕核充分接近，需要數(shù)百萬(wàn)開(kāi)爾文的高溫，但聚變反應(yīng)一旦實(shí)現(xiàn)，所釋放的能量遠(yuǎn)大于所吸收的能量，所以聚變反應(yīng)還是釋放能量，故B錯(cuò)誤；
C．實(shí)現(xiàn)聚變需要高溫，一旦出現(xiàn)故障，高溫不能維持，反應(yīng)就自動(dòng)終止了，另外，聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)生成的廢物數(shù)量少，容易處理，故C正確；
D．質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子，故D錯(cuò)誤。
故選C。
3．B
【詳解】
A．最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子是質(zhì)子，最早發(fā)現(xiàn)的輕子是電子，A錯(cuò)誤；
C．強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由夸克組成，現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)輕子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；
BD．質(zhì)子、中子、介子、超子都屬于強(qiáng)子，τ子質(zhì)量比核子質(zhì)量大，但仍屬于輕子，D錯(cuò)誤，B正確。
故選B。
4．D
【詳解】
A．隨著溫度的升高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng)，A錯(cuò)誤；
B．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器只能來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類，因?yàn)椴煌纳渚€在蓋革-米勒計(jì)數(shù)器中產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，B錯(cuò)誤；
C．電子不能參與強(qiáng)相互作用，C錯(cuò)誤；
D．氫原子核外電子的軌道是量子化的，結(jié)合測(cè)不準(zhǔn)原理可知，電子的軌道是測(cè)不準(zhǔn)的，其軌道只能是在一定的范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率的大小，即電子云，D正確。
故選D。
5．B
【詳解】
對(duì)電荷量為的上夸克，它受到電荷量為的兩個(gè)下夸克等大的靜電力作用，由對(duì)稱性得，上夸克所受靜電力豎直向下，對(duì)電荷量為的下夸克，另一個(gè)下夸克對(duì)它的靜電力為
上夸克對(duì)它的靜電力
方向沿著連線方向，由幾何關(guān)系可知
因此F與的合力方向豎直向上，且有
如下圖所示
同理可知，另一個(gè)下夸克所受靜電力的合力也豎直向上，綜上所述，B正確。
故選B。
6．B
【詳解】
放射性元素放出正電子時(shí)，正粒子與反沖核的速度方向相反，而電性相同，則兩個(gè)粒子受到的洛倫茲力方向相反，兩個(gè)粒子的軌跡應(yīng)為外切圓．而放射性元素放出β粒子時(shí)，β粒子與反沖核的速度方向相反，而電性相反，則兩個(gè)粒子受到的洛倫茲力方向相同，兩個(gè)粒子的軌跡應(yīng)為內(nèi)切圓．放射性元素放出粒子時(shí)，兩帶電粒子的動(dòng)量守恒．由半徑公式，可得軌跡半徑與動(dòng)量成正比，與電量成反比，而正電子和β粒子的電量比反沖核的電量小，則正電子和β粒子的半徑比反沖核的半徑都大，故軌跡1、2、3、4依次是：、電子、正電子、，故B正確，ACD錯(cuò)誤．
7．200萬(wàn) 宇宙的過(guò)去 光年
【詳解】
[1]仙女座星系離地球大約200萬(wàn)光年，看到來(lái)自那里的光線，實(shí)際上已經(jīng)在太空中行進(jìn)了200萬(wàn)年，因此觀察遙遠(yuǎn)的天體就等于在觀察宇宙的過(guò)去；
[2]由于距離太遠(yuǎn)，因此常用光年作單位；
[3]光年是光一年走過(guò)的距離
8．視差測(cè)距法 周年視差
【詳解】
[1] [2]地球上觀測(cè)恒星有視差現(xiàn)象．此時(shí)基線就是地球軌道的直徑，被觀測(cè)恒星的視差就是太陽(yáng)、恒星與地球所形成的內(nèi)角P，隨著地球公轉(zhuǎn)，恒星就如圖所示出現(xiàn)周年視差運(yùn)動(dòng)，恒星距離我們愈近（d），視差p就愈大，反之亦然．這種觀測(cè)的方法我們稱為視差測(cè)距法，由于對(duì)應(yīng)的視差是半年時(shí)間內(nèi)的，故此角度稱為周年視差。
發(fā)現(xiàn)時(shí)間
1932年
1937年
1947年
20世紀(jì)60年代后
新粒子
反粒子
μ子
K介子與π介子
超子
基本特點(diǎn)
質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與對(duì)應(yīng)粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反
比質(zhì)子的質(zhì)量小
質(zhì)量介于電子與質(zhì)子之間
質(zhì)量比質(zhì)子大
分類
參與的相互作用
發(fā)現(xiàn)的粒子
備注
強(qiáng)子
參與強(qiáng)相互作用
質(zhì)子、中子等
強(qiáng)子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克”構(gòu)成
輕子
不參與強(qiáng)相互作用
電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子
未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
規(guī)范玻色子
傳遞各種相互作用
光子、中間玻色子、膠子等
光子傳遞電磁相互作用，中間玻色子傳遞弱相互作用，膠子傳遞強(qiáng)相互作用
希格斯玻色子
是希格斯場(chǎng)的量子激發(fā)

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